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CIENCIAS NATURALES Unidad 1 Ciencia, tecnología y propiedades de la materia

Objetivos de la unidad Analizarás y describirás críticamente las características del conocimiento científico y tecnológico, diferenciándolo del conocimiento empírico que te permita decidir en forma adecuada ante mitos, dogmas y creencias populares y mejorar tu calidad de vida. Expresarás en forma correcta las propiedades y magnitudes físicas de la materia experimentando y aplicando sistemas e instrumentos de medición, la notación científica y cifras significativas para resolver y escribir en forma correcta las propiedades físicas cuantificables en la vida cotidiana.


Tema 1: Ciencia y conocimiento. Lección uno: Aprendamos a ser científicos y científicas

Tema 2: Etapas de la metodología de la investigación

Tema 1: Longitud, masa, volumen y peso. Lección dos: Algunas propiedades físicas de la materia Tema 2: Puntos de fusión y ebullición

Unidad uno: Ciencia, Tecnología y Propiedades de la materia

Tema 1: Sistemas MKS, cgs Y SI. Lección tres: Sistemas e instrumentos de medida Tema 2: Instrumentos de medida.

Tema 1: Cifras significativas. Lección cuatro : Las mediciones

Tema 2: Notación científica.

Tema 1: Propiedades físicas del agua Lección cinco: Indispensables: el agua y el aire

Tema 2: Densidad, volumen y peso.

La ciencia está estrechamente relacionada con la investigación. Cada descubrimiento en el área de la física, la química o la biología representa un avance para la tecnología e impacta la vida de la sociedad. En esta unidad encontrarás las aplicaciones de la ciencia y de la tecnología en la vida cotidiana, las características del conocimiento científico, las etapas en la metodología de la investigación, los sistemas e instrumentos de medida, la notación científica y las cifras significativas, así como las propiedades físicas de la materia y la importancia del agua y del aire.

Descripción del proyecto En esta unidad tendrás la oprtunidad de desarrollar un proyecto aplicando las etapas de información, planificación, ejecución y cierre. El proyecto tiene como finalidad el hecho de que puedas encontrar una utilidad práctica a tus aprendizajes a lo largo de la unidad. El proyecto a realizar es la fabricación de sorbete artesanal.

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Lección 1

Primera Unidad

Aprendamos a ser científicos y científicas Motivación

S

i la ciencia es una actividad que produce resultados que son aprovechados por las sociedades, de igual forma la tecnología permite la creación de aparatos que contribuyen a satisfacer necesidades vitales. En los años recientes las ciencias naturales se han desarrollado en forma científica y sorprendente y la mayoría de naciones se preocupa de formar científicos jóvenes que contribuyan al desarrollo de los países. Como comprenderás, las personas dedicadas a la ciencia desarrollan diversas tareas basadas en la investigación científica. Sin investigación no hay ciencia, sin ciencia no hay desarrollo experimental, sin desarrollo experimental no hay tecnología, sin conocimiento y tecnología no hay innovación y, por tanto, no hay desarrollo. Puedes concluir que la ciencia y la tecnología son el fondo más seguro para invertir el mayor capital de un pueblo: el talento de sus ciudadanas y ciudadanos. ¿Cómo se llega al conocimiento científico? ¿Cuál es el aparato tecnológico que consideras más importante? ¿Por qué?

Indicadores de logro:

Indagarás y explicarás con interés la incidencia del desarrollo científico y tecnológico en la vida cotidiana. Compararás con responsabilidad las características del conocimiento científico y tecnológico.

Analizarás críticamente ejemplos de conocimiento empírico, mitos, dogmas y creencias populares de la comunidad. Elaborarás correctamente conclusiones al relacionarlas con las variables de las hipótesis.

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UNIDAD 1

Ciencia y conocimiento El mundo que nos rodea presenta muchas características de las cuales se requiere tener un conocimiento más especializado para comprenderlo. Para que puedas comenzar a comprender tu mundo necesitas conocer las estrategias que usan las y los científicos. El trabajo de las y los científicos empieza con la observación de los fenómenos y el análisis de sus causas para llegar a formular conclusiones basadas en un conocimiento objetivo de los hechos.

El trabajo científico es causal: Se ocupa de investigar las causas de los fenómenos de la realidad. Por ejemplo, ¿cuál es la causa de la extinción de muchas aves? Las aves se extinguen por falta de árboles donde hacer sus nidos y obtener alimentos. El conocimiento es un proceso intelectual que implica la observación y capacidad de análisis, que te permiten una mejor comprensión del mundo. Los conocimientos pueden ser: a)

Empíricos: adquiridos a través de la observación y la práctica. Por ejemplo, la experiencia en el trabajo le permite a un campesino saber cuando tendrá lista su cosecha.

b)

Científicos. Se adquieren mediante la observación, experimentación y análisis de resultados, que son la esencia de la investigación que busca determinar las causas y consecuencias de los fenómenos. Por ejemplo, ha sido gracias a la investigación científica de las enfermedades que ahora se dispone de tratamientos adecuados para muchas de ellas.

1

Actividad

Responde las preguntas siguientes: a) ¿Por qué es necesario observar lo que ocurre en la naturaleza? b) ¿Por qué es indispensable hacer experimentos? c) ¿Cómo se adquiere el conocimiento?

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UNIDAD 1

2 a)

Actividad Investiga y escribe los nombres de tres de científicos y el aporte que han brindado al desarrollo de la humanidad en áreas como la salud, la astronomía, la agricultura, la comunicación u otras que consideres valiosas.

Ante la cantidad de fenómenos, se ha constituido una diversidad de áreas de estudio que puedes diferenciar y explicar. La ciencia es la actividad humana que descubre causas, principios y leyes que explican los fenómenos; para lograrlo se apoya en un método y procedimientos particulares y sistematiza los conocimientos obtenidos. Por ello, la ciencia se define como la explicación racional, objetiva y práctica de la realidad. Por el campo de estudio, el tipo de enunciados y por el método utilizado para validar las hipótesis, las ciencias se clasifican en: a)

Ciencias Formales: Como la Matemática y la Lógica. Son ciencias que se ocupan de ideas abstractas que para su confirmación no requieren ninguna experimentación.

b)

Ciencias Fácticas: Como la Biología, la Física y la Química. Son ciencias que necesitan contrastar sus hipótesis con hechos concretos mediante la experimentación, a fin de comprobar si los enunciados se verifican en la práctica.

Ante la diversidad de fenómenos, dentro de las ciencias naturales se han considerado diferentes ramas de estudio como la Química, la Física, la Biología, la Astronomía, la Geología, la Meteorología y la Climatología, entre otras. En cambio, la tecnología es el conjunto de teorías y técnicas que permiten el aprovechamiento práctico del conocimiento científico. Hay una interacción entre ciencia y tecnología que puede observarse en el desarrollo histórico de la humanidad. Por ejemplo, los medios de comunicación alertan a la población ante la llegada de un fenómeno meteorológico que es captado por satélites, radares y computadoras. Esto ayuda a la sociedad a prepararse ante los desastres naturales.

Las ciencias naturales intentan conocer la realidad del mundo a través de la investigación científica de los fenómenos naturales. Por ejemplo, la formación de las nubes, la germinación de una planta, un terremoto o la erupción de un volcán.

Puedes comprender que las aplicaciones de la ciencia y de la tecnología hoy en día se insertan en la medicina con los grandes descubrimientos de aparatos que permiten tratamientos de enfermedades que están causando mortalidad en la población. La comunicación es avanzada: hoy puedes ver a la persona con la que deseas comunicarte de un continente a otro a través de la telefonía móvil y las cámaras web, entre otros.

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UNIDAD 1 El conocimiento científico El conocimiento científico es una aproximación crítica a la realidad. Sus características son:

¿Cuáles son los problemas de salud más frecuentes en tu comunidad y en nuestro país, y cómo la ciencia puede contribuir a la solución de esa problemática? La medicina en la actualidad ha logrado aumentar la esperanza de vida de los pueblos desarrollados, El gran reto es que sus beneficios lleguen a todos y todas. ¿Sabes cuáles son los principales problemas del medio ambiente en nuestro país? La contaminación del agua, el aire y el suelo, la deforestación y la caza de animales silvestres son solo algunos de los numerosos problemas que hay en nuestro medio.

3 a)

Actividad Investiga el campo de estudio de las siguientes ciencias. Luego, copia la tabla en tu cuaderno, complétala y preséntala a tu maestra o maestro. Las ciencias naturales y su campo de estudio Biología Física Química Ecología Ornitología Micología Citología

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a)

Objetivo: Parte de hechos concretos y los analiza tal como son, los relaciona con otros hechos a fin de establecer causas y efectos. No describe los hechos, sino que los explica.

b)

Verificable: Si se someten a prueba los resultados de la investigación, estos pueden ser confirmados.

c)

Falible: Los conocimientos científicos no se consideran verdades absolutas, y por ello están en constante revisión.

d)

Autocorregible: Si tras nuevas investigaciones un conocimiento previo resulta equivocado, entonces se corrige o se sustituye por otro más actualizado.

e)

Proyectable: La ciencia permite explicar los fenómenos tal como ocurrieron en el pasado, cómo ocurren en el presente y de que forma afectarán en el futuro.

Diferencia entre el conocimiento científico y el empírico Cuando realizas alguna actividad cotidiana usas el método que has adquirido por la experiencia y que ha sido transmitido de generación en generación. Ese es un conocimiento empírico. En cambio el conocimiento científico va más allá de la experiencia cotidiana, ya que busca una explicación más profunda. Las creencias ¿Te han contado o has escuchado hablar de creencias producto de nuestra propia identidad como el “mal de ojo”, o que para quitar el hipo a los bebés se les debe poner un pedazo de tela en la frente o la idea de que el granizo produce gusanos en las frutas. Con seguridad tú conoces más creencias. Una creencia es una aceptación libre o consentida de una idea, hecho o cosa y tiene relación con la memoria colectiva de los pueblos. Los dogmas Los dogmas son creencias que provienen de una concepción religiosa y se exponen no para ser discutidos, sino para creer en ellos. Un dogma es una creencia que puede ser individual o colectiva y que no


UNIDAD 1 se sujeta a cuestionamiento de prueba de veracidad. Los dogmas son doctrinas que pueden tener un contenido religioso, filosófico, social, sexual, etc., impulsado por una utilidad práctica. Los mitos Los mitos son narraciones fuera del tiempo histórico y son protagonizadas por personajes de carácter divino o heroico y con frecuencia interpretan el origen del mundo o grandes acontecimientos de la humanidad.

Etapas del método cientifico Observación Planteamiento del problema Formulación de hipótesis Experimentación Análisis de resultados Formulación de leyes y teorías

A continuación lee el siguiente ejemplo de aplicación del método científico: Entre los años 1880 y 1896, el científico alemán Christian Eijkman observó que algunos pollos tenían unas extrañas alteraciones nerviosas. Se preguntó: ¿Por qué ocurren estas alteraciones en los pollos? ¿Cuál es el motivo, la causa de este problema?

La Siguanaba es un personaje imaginario de nuestra cultura.

Después de analizar la situación, supuso que la causa era de tipo alimenticio. Para confirmar su idea decidió cambiar la comida a un grupo de pollos y a otros no. Observo que al alimentar a los pollos con arroz con cáscara, los enfermos se recuperaban mientras que los que comían arroz sin cáscara seguían enfermos. Como resultado, se determinó que la cáscara de arroz contiene vitamina B que evita que los pollos se enfermen. Así se encontró la causa del beri-beri, enfermedad que causa fatiga y deterioro muscular en los seres humanos. ¿Cómo se utilizaron las etapas del método científico?

4 a)

Actividad Investiga y escribe cinco creencias, dogmas y mitos que hayas leído o escuchado a miembros de tu comunidad.

El método científico Para que empieces a conocer cómo trabajan las y los científicos, debes comenzar por estudiar su método de trabajo: el método científico. El método científico que guía a las científicas y los científicos para poder explicar el porqué de las cosas tiene la siguientes etapas:

Observación: El científico identifica las alteraciones nerviosas en los pollos. Planteamiento del problema: se hizo preguntas, a fin de buscarle una explicación a la situación observada. Formulación de hipótesis: El científico se plantea una posible explicación a las causas de lo que ha observado. Experimentación: para confirmar su hipótesis, decide variar la comida: a un grupo de pollos enfermos les da arroz con cáscara. A otro grupo le da arroz sin cáscara, su comida habitual. Observa los resultados y los contrasta entre sí. Análisis de resultados. Se concluye que en la cáscara de arroz hay vitamina B.

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UNIDAD 1

5

Actividad

Realizar un experimento sencillo que te permita comprobar una hipótesis. Material: Objetos de diferentes materiales: piedra, plástico, metal, papel y caucho Una candela de cera Agua Pinza Enciende la llama y acerca despacio cada uno de los materiales, usando la pinza. Observa y describe lo que sucede en cada caso. Completa la siguiente tabla. Material

Antes de acercarlo al fuego

Cuando se expone al fuego

Después de retirarlo del fuego

Piedra Metal Plástico Papel Caucho a)

b)

¿Cómo se explica lo que observas con el papel y el plástico, en comparación con lo que ocurre con la piedra y el metal? A partir de tus observaciones, escribe una hipótesis en tu cuaderno de ciencias y discútela en clase.

Identificación del problema e hipótesis Para identificar el problema tienes que ser muy observador del entorno, es decir, de todo lo que rodea al fenómeno que quieres estudiar. Por ejemplo, en el caso de la experiencia que realizaste debiste darte cuenta de la situación climática del momento, porque si había viento o humedad en el medio, no podías encender la llama. Tenías que reunir materiales diferentes para hacer no solo observaciones sino, además, comparaciones.

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El problema se plantea mediante la elaboración de preguntas que permitan orientar la investigación hacia una explicación racional, lógica y convincente. En la experiencia anterior, se puede plantear el problema así: ¿Por qué la combustión es más rápida en el papel, el plástico y el caucho? Después de formular la pregunta problema, se debe plantear la posible respuesta o hipótesis.


UNIDAD 1 Una hipótesis posible es: “ La combustión es más rápida en el papel, el plástico y el caucho, porque son compuestos orgánicos”. La hipótesis es una suposición de los resultados esperados. Para comprobar la hipótesis y obtener conclusiones válidas es necesario repetir varias veces la experiencia.

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Actividad

Hacer un sorbete casero Fase 1. Pregunta a un vendedor de sorbetes artesanales de tu comunidad por qué le pone sal al hielo. ¿Para que le sirve la sal? ¿Para qué lo mueve? Haz un dibujo del arreglo en el sistema de refrigeración que el vendedor ha hecho para su producto.

Resumen El conocimiento científico es causal: significa que todo tiene una causa, Sin embargo encontrar la causa no es tarea fácil. El conocimiento científico también es provisional porque cambia con el tiempo. Las ciencias pueden ser: formales si tratan sobre conceptos que no se derivan de la experiencia sensorial; entre esas están la Matemática. También pueden ser fácticas, que son las ciencias que investigan los hechos de la realidad y se basan en experiencias sensoriales. Entre esas están las ciencias sociales porque estudian a los seres humanos en su organización y conducta tanto individual como social.

Las ciencias naturales son fácticas, porque estudian la realidad a partir de la verificación de hipótesis mediante procedimientos experimentales, dejando a un lado la subjetividad.

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UNIDAD 1

Una característica de los conocimientos adquiridos a través de la práctica a) casuales b) científicos c) experimentales d) empíricos

4

2) d.

3) b.

2

3

Un ejemplo de ciencia formal es el de: a) las Ciencias Naturales b) la Matemática c) las Ciencias Sociales d) la Ciencia Ficción

Una aplicación de la ciencia y de la tecnología se da en el campo de: a) la historia b) las lenguas c) la medicina d) la religión

1) a.

1

Dos características importantes del conocimiento científico son: a) ficticio y subjetivo b) verificable y objetivo c) espiritual y factible d) político y proyectable

Soluciones

Autocomprobación

4) c.

EVOLUCION TECNOLÓGICA El mundo moderno está envuelto en un ir y venir de nuevas tecnologías, cada vez más sorprendentes. Desde que Edison inventó el fonógrafo, un ingenioso aparato que permitía grabar y reproducir todo tipo de sonidos, la tecnología nos dio, años después, el tocadiscos. Luego vinieron los reproductores de cd, que desplazaron a los viejos tocadiscos y por último, se han desarrollado los reproductores MP3 y MP4, que funcionan con pequeños chips donde se almacena la información, dejando en el pasado aquellos primeros aparatos que fueron una novedad en su época. Y este avance ha sido por igual sorprendente en todos los campos del conocimiento como la medicina, la ingeniería y la electrónica, entre otras.

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Lección 2

Primera Unidad

Algunas propiedades físicas de la materia Motivación

L

a materia es todo lo que puedas tocar: tu cuerpo, la puerta, las llaves, el jabón, las sábanas, los utensilios, todo lo que puedas oler: el café, las verduras, las flores, el humo; todo lo que puedas ver: la Luna, las nubes, el Sol, las calles, las casas, los árboles. En fin, vivimos rodeados de materia e incluso los seres vivientes somos materia viva. ¿Cuáles son las características de la materia? ¿Se puede medir la materia? Indicadores de logro:

Experimentarás y describirás correctamente las propiedades físicas cuantificables de la materia. Explicarás adecuadamente las diferencias de las magnitudes físicas fundamentales y derivadas, escalares y vectoriales.

Representarás y describirás correctamente los componentes de un vector.

Longitud, masa, volumen y peso La materia tiene ciertas propiedades que se pueden medir, entre ellas están la longitud, la masa y el peso. Magnitudes fundamentales: son las que no dependen de otras magnitudes, por ejemplo la masa, la longitud y el tiempo. Magnitudes derivadas: Son la que están formadas por dos o más magnitudes fundamentales. Por ejemplo, el área o superficie, el volumen, la densidad y la presión, entre otras.

Longitud A la medida del largo de un objeto le llamamos longitud. Esta es una magnitud escalar. Las unidades más utilizadas para medir longitudes son el metro en el Sistema Internacional de medidas; el centímetro en el sistema cgs, y las pulgadas en el Sistema Inglés. Tú puedes hacer las conversiones de un sistema a otro utilizando las equivalencias ya determinadas. Por

ejemplo, se sabe que una pulgada equivale a 2,54 cm ¿Cuántos centímetros hay en 70 pulgadas? Para saberlo hacemos uso del factor de conversión, así: 2.54 cm 70 pulgadas × = 177,8cm 1pulgada Como puedes observar, se ha multiplicado 70 por 2.54, y se han eliminado las pulgadas para obtener centímetros. Para expresar este resultado en metros, debes tomar en cuenta que en un metro hay 100 cm, así que divides el resultado entre 100 y obtienes 1,77 metros. En Estados Unidos las grandes distancias las miden en millas. Una milla es equivalente a 1,6 kilómetros, entonces ¿cuántos kilómetros hay en 80 millas, por ejemplo?. Multiplicas 80 mi × 1,6 km y el producto lo expresas en kilómetros. ¿Cuánto resultó?

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UNIDAD 1 Masa Es otra propiedad física de la materia, es una magnitud física fundamental también escalar, sus unidades de medida más conocidas son: el gramo en el sistema cgs (centímetro, gramo y segundo), el kilogramo en el sistema MKS (metro, kilogramo, segundo). La libra, las onzas, la arroba y el quintal son unidades del Sistema Inglés.

1

Actividad

Realiza las siguientes conversiones de unidades: a) 3,5 kg a gramos (1 kg = 1000 gr) b) 48 kg a libras (1 kg = 2,2 lbs) c) 64 onzas a libras (1 libra = 16 onzas)

Ejemplo 1 Si alguien dice que su peso es de 140 libras, en realidad lo que conoce es su masa corporal. ¿Cuál sería el peso de la persona?

Solución: Paso 1 Paso 2 Convierte unidades de Calcula el peso en newton. masa Si 1 kilogramo = 2,2 lb, entonces: 140 lb ×

1kg =63,5 kg 2,2lb

Este dato es la masa corporal

Multiplica por la aceleración de la gravedad, así: Peso = masa × gravedad P = 63,5 kg × 9,8 m/s2 = 622.3Newton

Algo que debes recordar es que los cuerpos, cuanto más se alejan de la superficie terrestre, menos pesan. Esto se debe a que el peso de los cuerpos está influido por la aceleración de la gravedad. La fuerza de gravedad en la Luna es seis veces menor que la de la Tierra, por eso los astronautas flotan, cambia la fuerza de atracción, pero se conserva la masa.

Peso El peso es otra propiedad física de la materia. No es fundamental, es derivada porque depende de la masa y de la gravedad, por lo que sus unidades son kg × m/s² y g × cm/s²; entonces, peso es la atracción que ejerce la fuerza de gravedad sobre la masa de cualquier cuerpo y eso es lo que te mantiene sobre la superficie de la Tierra. Puedes confirmar que todos los cuerpos tienen masa, ya que están compuestos por materia, y tienen peso porque son atraídos por la fuerza de gravedad. Por lo tanto, la masa y el peso son dos propiedades diferentes y no debes confundirlos.

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Volumen Volumen es el espacio que ocupa todo cuerpo en cualquier estado físico en que se encuentre. Esta propiedad depende de la masa cuando comparas diferentes cantidades de masa del mismo material. O sea, que existe una proporcionalidad directa entre las dos magnitudes en ese caso. Por ejemplo: si tienes diferentes cantidades de agua en varios depósitos, a mayor masa, mayor volumen.


UNIDAD 1

2 a)

Actividad Un estudiante quiere hallar la relación entre la masa y el volumen de un líquido en el laboratorio. Para ello, utiliza una balanza y mide la masa de varios volúmenes de la misma sustancia. Los resultados se registran en la siguiente tabla: Masa (kg)

Volumen (m³)

2 4 6 8 10

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

Con los datos de la tabla, construye una gráfica. De acuerdo con tu gráfica, responde en tu cuaderno: ¿la relación entre la masa y el volumen de una misma sustancia es una proporcionalidad directa o una inversa? Las unidades de medida del volumen son: a)

Para los sólidos: el metro cúbico (m³), el centímetro cúbico (cm3), el decímetro cúbico (dm3), entre otras.

b)

Para los líquidos: el galón, el litro, la botella, el mililitro (1 ml = 1 cm³, 1 litro = 1000 ml).

El volumen de los sólidos también lo puedes calcular aplicando el principio de Arquímedes que establece: los fluidos (gases y líquidos) ejercen una presión hacia arriba (empuje) sobre los cuerpos que en ellos se sumergen. El cuerpo introducido en el líquido desaloja cierta cantidad de ese líquido que es equivalente al peso del cuerpo.

Actividad

3

Realiza la siguiente experiencia: Introduce un pedazo de madera en cierta cantidad de agua. Observa que la madera es impulsada hacia arriba. Tienes que hacer fuerza para mantenerla sumergida en el agua. Si te fijas con cuidado, verás que al introducir el trozo de madera, el nivel de agua aumenta. a) Responde en tu cuaderno: ¿Por qué aumenta el nivel del agua cuando se sumerge el trozo de madera? Enunciado del Principio de Arquímedes “Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del fluido desalojado”.

Densidad

Observa los jugos de fruta que compras en la tienda, las medicinas en frascos, la leche en envases de cartón, las bebidas gaseosas, etc; todas traen el volumen del contenido en esas unidades. Es recomendable que, además de observar las unidades en estos productos, también veas la fecha de vencimiento. Si el producto estaba vencido al momento de la compra, tienes derecho a un cambio o al reintegro de tu dinero.

Es la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo o de una sustancia líquida, sólida o heterogénea. La densidad es una propiedad física muy particular de cada sustancia y las unidades se obtienen de la fórmula por tratarse de una magnitud derivada: masa m densidad = = volumen v El símbolo de la densidad es la letra griega “ρ” llamada “ro”. Las unidades son g/cm³ en el sistema cgs; también kg/m³ en el sistema MKS. La densidad del agua es 1 gr/cm³, y sirve como patrón de comparación con las densidades de otros compuestos, elementos, etc.

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UNIDAD 1 Observa los siguientes ejemplos : 1.

Si la masa de un cuerpo es de 25 gramos y ocupa un volumen de 27 cm3, ¿cuál es su densidad?

Solución: densidad = masa

volumen 25 gramos d= = 0,926 g/cm 3 27cm 3

2.

Si la densidad de alcohol etílico es de 0,79 g/cm3, ¿cuál es la masa de 50 cm3 de dicha sustancia?

Solución: d = m despejamos la masa:

v m = dv multiplicando la maasa porel volumen

m = 0.79 g/cm 3 × 50 cm 3 cancelando cm 3 m = 39.5gramos.

4

Actividad

Realiza los siguientes cálculos: a) Encuentra la densidad de una sustancia si una masa de 14 gr de la misma ocupa un volumen de 28 cm³. b) ¿Cuál es la masa de una sustancia con densidad igual a 0,9 gr/cm³ que ocupa un volumen de 3 cm³? Experimenta: Consigue dos recipientes de vidrio y llénalos hasta la mitad con agua. Al segundo recipiente agrégale bastante sal de mesa. Introduce un huevo crudo en cada recipiente y observa lo que sucede. Haz el dibujo en cada caso y escribe tus observaciones. ¿En cuál recipiente flota el huevo y a qué se debe? c) ¿En qué caso el agua es más densa de lo normal? ¿Por qué?

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UNIDAD 1 Puntos de fusión y de ebullición La fusión es el paso de un cuerpo del estado sólido al estado líquido por la acción del calor. La nieve y el hielo, al calentarse, se convierten en agua. El plomo y el estaño se funden para soldar utensilios metálicos de cocina y otros. El cobre también se funde para acuñar monedas (observa los centavos). Cada cuerpo se funde a una temperatura fija y determinada; para el hielo es cero grados centígrados (0º C), llamado punto de fusión. Mientras dure la fusión, la temperatura no cambia y el cuerpo absorbe el calor. Ebullición Es el paso de una sustancia del estado líquido al gaseoso, al aumentar su temperatura. Este alza de temperatura produce mayor velocidad de las moléculas de la sustancia, que logran vencer la fuerza que las mantienen unidas. Es así como forman burbujas de vapor en el interior del líquido. Cuando un líquido alcanza su estado de ebullición, decimos que está hirviendo. Cada líquido tiene su propia temperatura de ebullición. Por ejemplo, mientras el agua hierve a 100ºC, el alcohol lo hace a solo 78ºC Desde que comienza hasta que termina la ebullición, la temperatura permanece constante, entonces puedes bajar la llama de la cocina cuando comienza a hervir lo que estás cocinando y economizas el gas o la energía. Si la presión que actúa sobre el líquido disminuye, éste hervirá a una temperatura más baja. Esto te indica que la presión es directamente proporcional a la temperatura. Ahora piensa, si estás en una montaña disminuye la temperatura y la presión, entonces ¿el agua hierve a menos de 100 grados centígrados en la montaña?.

La solubilidad y conducción eléctrica Solubilidad Se define como la cantidad de soluto que se disuelve en una cantidad determinada de solvente. El soluto es la sustancia cuya cantidad es menor y se disuelve. Por ejemplo, cuando ponemos café instantáneo en agua, la cantidad de café es menor que la cantidad de agua. Así, el soluto es el café en polvo y el solvente es el agua. Generalmente los químicos miden la solubilidad determinado la cantidad de soluto que se disuelve en 100 gramos de solvente a una temperatura constante. Para predecir la solubilidad de una sustancia en otra, se debe tomar en cuenta tres factores: la naturaleza del soluto y del solvente, la temperatura y la presión. No todas las sustancias se disuelven en un mismo solvente, por ejemplo: en el agua se disuelven el alcohol y la sal. El aceite y la gasolina no se disuelven en agua. Conducción eléctrica Los materiales se clasifican en conductores y aislantes según la facilidad que tengan para permitir el paso de la electricidad. Así, hay materiales que son: a)

Conductores: como los metales cobre, plata y oro entre otros.

b)

No conductores o aislantes: como la madera, el plástico, el caucho, el papel y el cartón, entre otros.

Entre los líquidos, hay algunas sustancias que permiten el paso de la electricidad, por ejemplo los ácidos como el jugo de limón, y algunas mezclas como el agua salada.

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UNIDAD 1 La materia está en constante cambio. Las transformaciones o cambios que pueden producirse son de dos tipos: Cambio físico Un cambio físico es aquel que cuando ocurre altera el aspecto de la sustancia, pero no la afecta en su naturaleza ni composición. Por ejemplo: Mezclar sal con azúcar Romper un papel Quebrar un pedazo de madera La ebullición del agua Un helado al derretirse

Clasificacion de las magnitudes físicas Por su forma de expresarse matemáticamente, las magnitudes físicas se pueden clasificar en escalares y vectoriales. Magnitudes escalares: son las que quedan completamente definidas por un número y una unidad de medida. Por ejemplo: la temperatura de un cuerpo, la longitud de una mesa, la densidad de una sustancia, entre otras. Magnitudes vectoriales: se caracterizan por su módulo, dirección, sentido y punto de aplicación. Como ejemplo de magnitudes vectoriales se puede mencionar: la fuerza, la velocidad, la aceleración y el desplazamiento de un objeto en movimiento, entre otras.

Cambio químico Es aquel que, cuando sucede, da lugar a la formación de nuevas sustancias con propiedades diferentes a las originales. Es decir, que todo cambio químico implica un cambio en la composición y naturaleza de las sustancias involucradas. Ejemplos: Quemar un papel La oxidación de un clavo La fermentación de las frutas La descomposición de la leche al no refrigerarla Quemar un trozo de madera

Componentes de un vector: Las magnitudes vectoriales se representan mediante flechas denominadas vectores. Un vector es la representación gráfica y matemática de una magnitud vectorial. Sus componentes son: a)

Módulo

b)

Dirección

c)

Sentido Esto indica su sentido A es el origen y B el extremo del vector

A

x

B Esta es su dirección

La distancia AB corresponde al módulo

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UNIDAD 1 El módulo del vector está dado por el valor de su longitud y una unidad de medida. La dirección del vector es la línea imaginaria sobre la cual está situado. El sentido es hacia donde señala la flecha. Puesto que dos vectores pueden estar en la misma dirección, pero en sentidos diferentes, observa los vectores: La flecha indica el sentido del vector y la línea punteada es la dirección, es decir, su línea de acción. N

V

W

W

5

Actividad

Fase 1. Continuación: Realiza lo siguiente, para que comiences a familiarizarte con tu proyecto de creación de un sorbete en clase: Consigue dos vasos de vidrio, hielo, un plato o bandeja desechable , y una libra de sal. Con estos materiales realiza lo siguiente: Pon en la bandeja un poco de agua, de manera que se formen dos lagunitas separadas, y coloca sobre el agua los dos vasos. Pon en los vasos la misma cantidad de cubitos de hielo (se puede emplear hielo picado). En uno de los vasos añade un par de cucharadas de sal común.

En pocos minutos se observa que en el vaso con la sal los cubitos se funden con mayor rapidez. Si se espera una media hora, podemos tocar los dos vasos y apreciar que la temperatura es inferior en el vaso con sal. Si tienes un termómetro puedes comparar las temperaturas. Por último, levanta los dos vasos, despacio. Observa que el agua bajo el vaso con agua y sal se congeló, y la bandeja se queda adherida al vaso. a) Anota tus observaciones y haz un dibujo en tu cuaderno. Trata de dar una explicación a lo que observas y compara con lo que hace el vendedor de sorbetes artesanales.

Resumen La materia es todo lo que ocupa un lugar en espacio y tiene masa. Entre las propiedades de la materia, encontramos aquellas que se pueden medir y describir mediante el uso de expresiones matemáticas y se les ha denominado como magnitudes físicas. Por ejemplo la masa, el peso, el volumen y la densidad de los materiales. Las magnitudes físicas se clasifican en escalares y vectoriales, dependiendo de la forma cómo se tienen que expresar matemáticamente.

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UNIDAD 1

1

Se denomina así a la fuerza de atracción de la gravedad sobre la masa de los cuerpos: a) volumen b) densidad c) peso d) ebullición

3

Si expresas 6,9 millas, en kilómetros, obtienes: a) 11,04 km. b) 13,2 km. c) 12,8 km. d) 690 km.

2

La relación entre la masa y el volumen de los cuerpos es: a) el volumen b) la densidad c) el peso d) la fusión

4

La capacidad de una sustancia para disolverse en otra es: a) la conducción eléctrica b) el punto de fusión c) el punto de ebullición d) la solubilidad

2) b.

3) a.

1) c.

Soluciones

Autocomprobación

4) d.

CIENCIA E INDUSTRIA Las propiedades físicas y químicas de la materia son del conocimiento de todas las personas involucradas en la ciencia, la industria, la producción de alimentos y medicinas, así como en la fabricación de equipos y maquinarias de todo el mundo. Los controles de calidad solo pueden ser verificados a través de los principios básicos de la materia, las propiedades específicas de las sustancias y sus composiciones.

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Lección 3

Primera Unidad

Sistemas e instrumentos de medida Motivación

S

¿ abías que ser muy curioso y observador son dos cualidades que debes tener para desarrollarte como científica o científico? Si tú eres así, te habrás dado cuenta de que en recipientes, frascos o cajas de distintos productos comerciales aparece la cantidad del producto contenido en los mismos. Como te podrás imaginar, hace falta estar familiarizado con esas palabras para poder comprender la información que te quieren transmitir los fabricantes de tales productos. En esta lección conocerás los diferentes sistemas de unidades que se utilizan en el mundo, y establecerás relaciones entre ellos profundizando en el método de los factores de conversión.

Indicadores de logro:

Expresarás por escrito y de forma correcta las unidades de medida de los sistemas MKS, cgs y SI en la resolución de problemas de la vida cotidiana.

Identificarás y manejarás correctamente y con seguridad algunos instrumentos de medida. Identificarás y explicarás con claridad el concepto de magnitud y cantidad física, medición, medida, y unidad de medida.

Sistemas MKS, cgs y SI (Sistema Internacional de Unidades) La medición es una operación científica universal, común y necesaria en la que se interrelacionan todas las actividades de la ciencia, el medio ambiente, la sociedad y la tecnología. Cuando mides realizas una actividad científica. Medir es comparar una magnitud con otra considerada como referencia o patrón en lo concerniente a una propiedad mensurable.

La medición puede realizarse de forma directa o indirecta. La primera es posible siempre que el investigador pueda manipular el objeto y establecer sus dimensiones o características medibles usando un instrumento adecuado para la medición. La segunda es indirecta porque para establecerla se necesita la aplicación de fórmulas y cálculos matemáticos.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 119


UNIDAD 1 Sistema MKS y CGS El sistema MKS (metro – kilogramo – segundo) y el sistema cgs (centímetro – gramo – segundo) son sistemas de unidades basados en las magnitudes básicas de la mecánica que son: longitud, masa y tiempo. La relación entre estas se consigna en la siguiente tabla:

Magnitud

Unidad (MKS)

Unidad (CGS)

Longitud Masa Tiempo Velocidad Volumen Densidad Energía Fuerza Tensión eléctrica Aceleración Gravedad

metro (m) kilogramo (kg) segundo (s) m/s y km/h m³ y litro (l) kg/m³ joule J newton N voltio V m/s² m/s²

centímetro (cm) gramo (gr) segundo (s) cm/s cm³ y mililitro (ml) g/ cm³ ergio dina milivoltio MV cm/s² cm/s²

Ejemplos de conversión de unidades: 1.

Convierta 50 cm a metros

Solución: 1 metro = 100 cm 1m 50 cm × = 0.5 m 100 cm

2.

¿Cuánto pesan 4 kg de harina en cgs y MKS. Tome en cuenta que la aceleración de la gravedad en MKS = 9.8 m/s2 y en cgs es de 980 cm /s2?

Solución en cgs:

4 kg = 4000 g

El peso es: 4000 g × 980 cm/s2 = 3 920 000 dinas.

Solución en MKS

4 kg × 9.8 m/s2 = 39.2 newton ( N)

Algunas veces es necesario convertir velocidades. Por ejemplo, convertir 34 km/ h a m/s. Solución: se pasan los km a metros, y las horas a segundos. Así:

120 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 1

1

Actividad

Expresa el resultado de los siguientes ejercicios en el sistema cgs: a) Encuentra el peso de un cuerpo cuya masa es de 2 kg (g = 9,8m/s² ó 980 cm/s²) b) ¿A cuántos centímetros equivalen 28,5 metros? c) Expresa en metros por segundo la velocidad de un vehículo que va a 36 km/h Para realizar algunas conversiones de unidades utiliza las siguientes equivalencias

Magnitud

Unidad de medida

Equivalente

Longitud

1 metro (m) 1 metro (m) 1 kilómetro (km) 1 pulgada (pulg) 1 kilogramo (kg) 1 gramo (g) 1 minuto (min)

100 centímetros (cm) 10 decímetros (dm) 1 000 metros 2,54 centímetros 1 000 gramos (g) 1 000 miligramos (mg) 60 segundos (s)

Masa Tiempo

2

Actividad

Actividad

Resuelve los siguientes problemas por medio de conversiones. a) Marcela se mudó a la casa de sus abuelos. Ella fue inscrita en un nuevo centro escolar y aún no sabe donde queda; pero le dijeron que la escuela se ubica a 1.6 kilómetros de su casa. Como tú sí conoces, ayuda a Marcela, dile qué distancia debe recorrer en metros. b) Leandro trabaja en una panadería, el panadero principal le pidió que calculara a cuántos kilogramos equivale una medida de harina de 21 794 gramos, y no sabe cómo hacerlo. Haz la conversión y colabora con este joven en problemas. c) Describe con tus palabras la importancia de la operación física de medir, construye una definición y escríbela en tu cuaderno. Posteriormente puedes investigar en Internet o en cualquier medio impreso el significado correcto y los diferentes instrumentos de medida.

3

Consigue los siguientes materiales para desarrollar el proyecto en al realizar la siguiente lección: Materiales para elaborar un sorbete en casero: Medio litro de leche, en su empaque sellado

Chocolate en polvo Media libra de azúcar Cubos de hielo Media libra de sal 1 bolsa tipo Ziploc tamaño sándwich 1 bolsa grande para congelar, tipo Ziploc y con cierre Vasos desechables y servilletas

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 121


UNIDAD 1 Sistema Internacional de unidades El Sistema Internacional de medidas es el sistema que actualmente se usa en la mayoría de los países, y es la forma actual del sistema métrico decimal. Las siete magnitudes básicas del SI son las siguientes:

Magnitud física básica

Unidad básica

Símbolo

Longitud Tiempo Masa Intensidad de corriente eléctrica Temperatura Cantidad de sustancia Intensidad luminosa

metro segundo kilogramo amperio o ampere

m s kg A

Kelvin mol candela

K mol cd

Las unidades básicas tienen múltiplos y submúltiplos que se expresan mediante prefijos, tales como: deci = décima parte; centi = centésima parte; mili = milésima parte, etc. Candela: es la unidad de intensidad luminosa. Se usa en los cines, en la calibración de lámparas y televisores, entre otros.

4

Actividad

Fase de ejecucion: hacer el sorbete Vierte medio litro de leche en la bolsa con cierre hermético. Colócale el chocolate y azúcar al gusto y séllala. Poner el preparado, sellado, en el interior de la bolsa grande. Pon, ademas, en la misma bolsa los cubos de hielo y 5 cucharadas de sal. Ten cuidado de haber sellado bien la preparación. Agita constantemente por unos 10 minutos Al finalizar disfruta tu sorbete con tus compañeras y compañeros

122 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 1 A partir de las unidades básicas o fundamentales se tienen las que dependen de ellas. Por ejemplo, si quieres calcular cuántas vueltas dan las aspas de tu ventilador en 10 minutos, tienes que utilizar el concepto de frecuencia, o sea el número de rotaciones por segundo, medida en hertz (es el número de ciclos por cada segundo).

Superficie Volumen Velocidad

Nombre

metro cuadrado metro cúbico metro por segundo Aceleración metro por segundo cuadrado Número de ondas metro a la potencia menos uno Masa en volumen kilogramo por metro cúbico Volumen másico metro cúbico por kilogramo Campo amperio por magnético metro Concentración mol por metro (de cantidad de cúbico sustancia) Intensidad candela por metro luminosa cuadrado

Si escribes el valor numérico de una medida, tienes una cantidad pero no una magnitud. Por ejemplo, si dices que tienes 3, no se sabe si son dólares, minutos o días. Si resuelves un problema de cinemática y obtienes un valor para el desplazamiento, por decir algo, tienes que escribir el resultado en kilómetros, metros o centímetros, según el sistema de unidades en el enunciado del problema o las conversiones que te solicitan hacer; pero no te preocupes porque si en esta lección has aprendido esas unidades de medida y luego las usas correctamente en todas las situaciones de tu vida, la física será para ti la asignatura más interesante porque te ayudará a comprender, con facilidad, todas las variables del entorno. Hemos estudiado la importancia de las magnitudes físicas y de sus propiedades; pero sería difícil manejarlas, aplicarlas y medirlas si no existieran los instrumentos de medida para cada una de ellas. Piensa, ¿cuáles instrumentos de medida conoces? Y lo más importante: ¿cuáles has usado?

Otras unidades derivadas son:

Magnitudes derivadas

Instrumentos de medida

Símbolo m2 m3 m/s m/s2 m-1 kg/m3 m3/kg A/m mol/m3 cd/m2

Magnitudes derivadas

Nombre

Símbolo

Frecuencia Fuerza Presión, tensión Energía, trabajo, cantidad de calor Potencia Carga eléctrica, cantidad de electricidad Diferencia de potencial eléctrico, fuerza electromotriz Resistencia eléctrica Temperatura Celsius

hertz newton pascal julio

HZ N Pa J

vatio culombio

W C

voltio

V

ohmio grado Celsius(d) lux

Ω ºC

Iluminancia

lx

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 123


UNIDAD 1 Algunos instrumentos de medida para algunas magnitudes físicas: Uso adecuado de la balanza.

Balanza

La balanza es un instrumento de precisión, por ello cuando se miden las masas de los objetos en una balanza, debemos estar seguros de que está bien calibrada y colocada sobre una superficie plana. Se recomienda no pesar sustancias químicas que representen algún peligro directamente sobre el platillo de la balanza, por lo que deben usarse materiales resistentes y seguros como un beaker en el caso de líquidos, o un vidrio de reloj para materiales sólidos. En esos casos, para que el resultado no se altere, se debe calcular la masa del recipiente vacío y después de haberlo utilizado para medir la otra masa, se hace la resta a fin de quedarnos solo con la masa que nos interesa. Por último, antes de guardarla en un lugar seguro, es importante limpiar la balanza a fin de eliminar toda sustancia que pueda alterar su funcionamiento.

Dinamómetro

Llamado también báscula de resorte, sirve para determinar el peso de los objetos. Está constituido por un resorte que termina en gancho, en el cual se suspenden los objetos para pesarlos. Por la acción de la gravedad se alarga el resorte permitiendo ver, en una escala, la fuerza que ha producido este alargamiento. La escala suele ser en kilogramos para la masa y newtons para el peso. En todo caso, 1 kg de cualquier sustancia pesa 9.8 N La probeta es un instrumento de laboratorio que se utiliza para medir volúmenes de líquidos. Para utilizarla adecuadamente, debemos tomar en cuenta lo siguiente: La probeta debe estar limpia y seca.

Barómetro

Es un instrumento que sirve para medir la presión atmosférica o peso del aire. Fue descubierto en 1644 por el italiano Evangelista Torricelli quien comprobó que la presión atmosférica al nivel del mar era equilibrada por una columna de mercurio de 760 mm de altura. Al trasladarnos a lugares mas altos, tendremos menos espesor de columna de aire encima y la presión atmosférica descenderá. De aquí que la presión atmosférica de ciudades altas es menor que en las bajas.

124 Ciencias Naturales - Séptimo Grado

Los líquidos deben colocarse de forma lenta.

Probeta

Observar constantemente la escala de la probeta, a fin de colocar exactamente la cantidad de sustancia que queremos medir. Es importante evitar oler directamente las sustancias colocadas en una probeta, ya que algunas pueden ser peligrosas para la salud.


UNIDAD 1 El termómetro es un instrumento que sirve para medir la temperatura de los cuerpos y su uso es amplio en las ciencias naturales y la medicina. Su precursor fue Galileo Galilei quien inventó un dispositivo llamado termoscopio. Los termómetros antiguos contenían Termómetro ótico mercurio. Ciertos países prohíben la fabricación de termómetros de mercurio por el daño a la salud y su efecto contaminante. Los modelos más modernos son hechos de plástico y metal y producen mediciones digitales en pantallas pequeñas incorporadas al cuerpo del instrumento. Son preferibles a los antiguos porque no hay peligro de romperlos, como podía ser el caso con los termómetros de cristal.

Termometro de mercurio

Resumen

Contador eléctrico

El contador eléctrico es un dispositivo que nos permite medir y conocer el consumo de electricidad en los hogares. Consta de un disco giratorio que se mueve dando vueltas según sea el consumo de kilovatios hora en la casa. Si se conectan más aparatos, el disco gira más rápido y si se desconectan gira más despacio.

Una de las prácticas humanas más antiguas es la medición. Las culturas antiguas tenían sus propias formas de cuantificar las cosas y medirlas. Así pasaron varios siglos, hasta que se llegó a tener sistemas de medición más confiables. Uno de los sistemas más modernos fue el sistema métrico, conocido por sus siglas como MKS. Este sistema permitió unificar las unidades de las magnitudes fundamentales. Así se determinó el metro como medida de longitud, el kilogramo como medida de masa y el segundo como medida de tiempo. Otro sistema muy ampliamente utilizado es el cegesimal, conocido por sus siglas como cgs. Este se basa en submúltiplos del MKS, así en el sistema cgs, la unidad de longitud es el centímetro, para la masa es el gramo y para el tiempo es el segundo. Pero, en el siglo XX se acordó el uso de un Sistema Internacional de unidades que permitiera unificar a escala mundial las mediciones. Este Sistema Internacional es una ampliación del sistema MKS e incorpora siete magnitudes básicas. A pesar de ser el sistema legalmente adoptado, todavía persisten unidades de antiguos sistemas, sobre todo en el intercambio comercial.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 125


UNIDAD 1

1

Tres magnitudes físicas fundamentales del Sistema Internacional de medidas son: a) trabajo, densidad y masa b) energía, fuerza y longitud c) longitud, masa y tiempo d) velocidad y potencia

3

El instrumento que sirve para medir fuerzas se llama: a) amperímetro b) termómetro c) barómetro d) dinamómetro

2

Dos ejemplos de magnitudes derivadas son: a) joule y velocidad b) newton y tiempo c) aceleración y longitud d) densidad y masa

4

2 500 gramos equivalen a la siguiente cantidad en kilogramos: a) 25 kg b) 2.5 kg c) 0.25 kg d) 250 kg

2) c.

3) d.

1) b.

Soluciones

Autocomprobación

4) a.

MILLONARIO ERROR El 23 de septiembre de 1999 la sonda Mars Climate Orbiter de los EE.UU. desapareció mientras orbitaba el planeta Marte minutos después de haberse realizado una corrección de trayectoria desde el control de misión, ¿qué fue lo que ocurrió? Al parecer, el error ocurrió por el empleo de una tabla de calibración del propulsor, en la que se usaron unidades del sistema británico en lugar de unidades métricas. El software de navegación recibió los datos en newton segundo, pero el Orbiter, los registró en libras de fuerza segundo, y el impulso fue interpretado como aproximadamente la cuarta parte de su valor real. La pérdida de la misión fue de 125 millones de dólares.

126 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


Lección 4

Primera Unidad

LAS MEDICIONES Motivación

C

¿ rees que las matemáticas se relacionan con las Ciencias Naturales? Antes de responder, piensa en lo siguiente: Un piloto necesita de aparatos que midan la altura a la que vuela; un químico farmacéutico necesita medir con exactitud las cantidades de sustancias que debe mezclar para formar medicamentos; un ingeniero necesita saber si su edificio en construcción se está construyendo sin ninguna inclinación. Todos estos casos muestran que las mediciones son el corazón de muchas actividades científicas y cotidianas, por lo que sí se puede afirmar que las Ciencias Naturales se relacionan estrechamente con las matemáticas. Si es así, ¿Cómo se pueden medir las cosas que están afuera del planeta? Indicadores de logro:

Aplicarás con seguridad las reglas del redondeo de cifras significativas y notación científica en los procesos de medición.

Identificarás y explicarás el significado del exponente: negativo y positivo, y la base de las potencias de 10.

Cifras significativas Habrás escuchado que los bancos hacen un balance de operaciones cada fin de mes, y en él las cuentas deben cuadrar hasta el último centavo.

a)

Cuando dices que tienes dos dólares con cincuenta centavos debes escribirlo así:

Tres millones, cuatrocientos noventa mil, ochocientos cincuenta y dos coma cuarenta.

b)

Tres millones, cuatrocientos noventa mil, ochocientos cincuenta y dos coma cuatro.

$ 2,50 o si solo tienes ochenta centavos, así: $ 0,80. Observa estas cantidades: a)

3 490 852,40

b)

3 490 852,4

Ahora comprueba si las has leído bien:

La primera cantidad está mejor escrita porque, aunque cuarenta centésimas (a) es equivalente a cuatro décimas (b); el cuatro es cifra significativa en (a) pero es cifra dudosa en (b). Más adelante comprenderás mejor.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 127


UNIDAD 1 En física se hacen mediciones con diferentes instrumentos de medida y éstos con diferentes escalas según el fenómeno que se esté estudiando. En una competencia de atletismo sirve más un cronómetro que un reloj corriente. El cronómetro (cronos = tiempo), mide hasta las décimas de segundo, Si es muy sofisticado, hasta las centésimas de segundo. En cuanto al reloj, mide hasta los segundos y por ello es menos preciso.

1

Si mides la longitud de una cinta de atar zapatos con una regla graduada hasta los milímetros y la longitud de esa cinta está entre 32,4 cm y 32,5 cm te preguntas ¿qué valor puede estar entre esos dos datos? Podría ser 32,45 porque en milímetros el extremo de la cinta, después de 32 cm exactos, está entre 0,4 y 0,5 y la mitad entre esas décimas es 0,05, o sea 0,45. Observa y analiza que tienes la certeza de las décimas 0,4 y 0,5, pero 0,05 centésimas fueron estimadas por lo que en 32,45, el 5 es una cifra dudosa o cifra incierta, hasta despreciable. Pero ¿cuáles son las cifras significativas? Cifras significativas son las cifras correctas (cc) más la cifra estimada (ce).

Actividad

Los dos primeros atletas de una competencia llegaron a la meta con una diferencia de tres centésimas de segundo. a) En los tiempos de la carrera (2,03 y 2,06 segundos) ¿qué significa el cero? b) ¿Cómo escribes la diferencia en segundos? c) ¿Quién ganó la carrera?

cs = cc + ce También las cifras significativas se refieren al número de cifras con las que se expresa una medición. Entre mayor sea el número de cifras significativas, más precisa es la medida.

Actividad a)

2

Si mides la altura de una puerta con un instrumento que solo te deja leer pulgadas, te será imposible conocer el verdadero valor de la medida ya que la pulgada es una unidad relativamente grande; en cambio, si la mides con un instrumento con graduación hasta los milímetros, el valor será más próximo al verdadero.

Piensa en este ejemplo: Roberto midió la altura de una puerta con un instrumento graduado en pulgadas solamente. Al hacerlo, obtuvo como resultado 85 pulgadas, aunque de forma aproximada. Luego consiguió una cinta métrica de metal graduada hasta los milímetros y obtuvo 2,159 metros. ¿Cuál de los instrumentos usados fue más confiable? ¿Por qué?

A = 2.03 segundos

B = 2.06 segundos

128 Ciencias Naturales - Séptimo Grado

Como notarás, la cinta métrica permitió ver hasta milésimas de metro, por eso es el instrumento más confiable.


UNIDAD 1 En cuanto menor sea la más pequeña división de la escala del instrumento, mayor precisión tendrá la medida.

Orden de magnitud El orden de magnitud de un número se obtiene de la potencia de 10 más cercana a él. Por ejemplo, el orden de magnitud de 800 es 103 ya que está más cerca de 1000 ( 103) que de 100 (102) Si un número se expresa como una potencia de 10, el exponente que le queda es su orden de magnitud. Por ejemplo, la potencia de 10 de la cifra 175 es 1.75 × 102, entonces su orden de magnitud es 2, igual que su exponente.

Notación científica ¿Cómo podemos escribir una cantidad muy grande de un modo más sencillo? Cualquier número puede escribirse como el producto de dos factores, de esta manera: a)

Primer factor: debe ser un número mayor que uno y menor que diez.

b)

Segundo factor: debe ser una potencia entera de diez.

Es muy fácil, te muestro cómo hacerlo con este ejemplo:

Paso 1

Expresar 45 678 en notación científica: Paso 2

Reduzco la expresión a una Agregamos una potencia de cifra mayor que cero y menor diez, de acuerdo a cuántos que diez. espacios tiene que moverse la coma de derecha a izquierda. 4,5 Hay cuatro cifras incluyendo la penúltima. Son: 5, 6, 7, 8

Resultado

Unimos los resultados anteriores. 4,5 × 104

Entonces corresponde agregar la potencia 104

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 129


UNIDAD 1 Observa este otro ejemplo:

Paso 1

Expresar 194 694 315 19 en notación científica: Resultado Paso 2

Reduzco la expresión a una Agregamos una potencia de cifra mayor que cero y menor diez, de acuerdo a cuántos que diez. espacios tiene que moverse la coma de derecha a izquierda. 1, 94

108 El punto se mueve 8 cifras de izquierda a derecha. Las cifras 1 y 9 después del punto no cuentan.

Resultado: unimos los resultados anteriores. 194 694 315, 19 = 1,9 × 108 El exponente positivo indica que el punto se movió de derecha a izquierda.

Las cantidades pequeñas son más fáciles de expresar en notación decimal. Por ejemplo:

Paso 1

Expresar 0,000000345 en notación científica: Paso 2 Resultado

Formamos una cantidad menor que 10 3,45

La coma decimal ha recorrido 7 espacios de izquierda a derecha. Corresponde a la potencia 10-7

3,45 × 10-7 El signo menos significa que se mueve el punto de izquierda a derecha.

¿Cuándo se usa la notación científica? Por lo general, la utilizarás cuando quieras representar, en forma abreviada, cantidades extremadamente grandes o extremadamente pequeñas, por ejemplo: a)

La población de El Salvador es de casi seis millones de habitantes.

Se puede expresar como 6,000,000 y en notación científica es así: 6 × 106

130 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 1

Punto de apoyo Una potencia es una cantidad matemática formada por una base y un exponente. El exponente puede ser positivo o negativo.

Operaciones con notación científica Si quieres sumar dos cantidades en notación científica, las dos cantidades deben tener la misma potencia de 10. Por lo tanto, deberás agregar ceros a una de las cantidades.

Ejemplo 1 Hallar la suma de (2,5 × 103) y (3,9 × 102).

Solución: Paso 1. Tienes que igualar los exponentes, es decir, debe tener el mismo valor. Si a 3.9 le movemos el decimal a 0.39, la potencia de 10 aumenta una unidad y queda 0.39 × 103 Paso 2. replanteamos la suma (2.5 × 103) + (0.39 + 103) , Paso 3 sumamos solo las cantidades y dejamos la misma potencia, asi: (2.5 × 103) + (0.39 + 103) = (2.5 + 0.39)× 103 = (2.89 × 103) Puedes aproximar las 9 centésimas a décimas y te queda así: = 2.9 × 103

Ejemplo 2 Hallar la suma de (5,3 × 10 -1) + (3,4 × 10 -1).

Solución: Sumar (5,3 × 10 -1) + (3,4 × 10 -1) = (5,3 × 10 -1) + (3,4 × 10 -1) Tenemos el factor común 10 -1, sumas los primeros factores y agregas el factor común, así: = (5,3 + 3,4) × 10 -1 En el producto y en el cociente se suman algebraicamente los exponentes. Esto significa que se atiende a la ley de los signos. Toma en cuenta lo siguiente: Si se multiplican potencias que tienen la misma base, se suman los exponentes y se deja la misma base. Al sumar, se toman en cuenta las leyes de los signos. Si se dividen potencias que tienen la misma base, se restan los exponentes y se deja la misma base. Al restar, se toman en cuenta las leyes de los signos.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 131


UNIDAD 1 Ejemplo 3 Multiplicar las potencias: (2,8 × 10 -4) × (3,2 × 107)

Solución: Multiplicamos por partes.

Paso 1

Paso 2

Resultado

2,8 × 3,2 = 8,96

10-4 × 107 = 10-4+7 = 103

8,96 × 103 = 8,960

Ejemplo 4 Dividir las siguientes cantidades: (3,6 × 10 -5) entre (1,2 × 10 -3)

Solución: Dividimos por partes.

Paso 1

Paso 2

3,6 ÷ 1,2 = 3

10 ÷ 10 = 10 -5

En la potencia, los exponentes se multiplican. Observa: (9,6 × 103 )2 = (9,6)2 × 10×3 × (2) = (9,6)2 × 106 = 92.16 × 106 = 9.2 × 101 × 106 = 9.2 × 107 (2,7 × 10 -4)-1 = (2,7)-1 × 10 4(-1) = (2,7)-1 × 104 = (2,7)-1 1 1 × 10 4 = = 2 ,7 2 ,7

El recíproco de

1 esta regla se aplica ( 2 , 7 ) es 7 2 para no dejar exponentes negativos. −1

-3

-5-(-3)

Resultado = 10

3 × 10-2 = 0,03

-2

Observa que los exponentes de 10 se suman, así que: 1 ( 3 x 2 ) +1 7 3+ = = 2 2 2 Otro radical 3

2.7 × 10 7

Paso 1: Modificar el exponente de 10 para poder reducirlo. Si 2.7 se multiplica por 10, queda 27 y así el exponente disminuye una cifra quedando 106.

Otro ejemplo de potencia:

Luego tenemos la raíz cúbica de 27 × 106.

(4,6 × 10 ) = (4,6) × 10

La cantidad 27, se puede expresar como potencia así: 27 = 3 × 3 × 3 = 27

-5 2

2

-10

Como has podido comprobar, el exponente externo afecta a los dos factores: En el radical 4.0 × 10 7

Paso 2. Reducir dividiendo el exponente entre la raíz. 3

4,0 × 10 6 × 10 2 × 10 3 10 = 2 × 103 × 101/2 = 2 × 107/2

Se divide el exponente entre el subíndice del radical

132 Ciencias Naturales - Séptimo Grado

27 × 10 6 = 3 33 × 10 6 = 3 × 10 2


UNIDAD 1 Para que comprendas mejor el orden de magnitud y la notación científica, considera lo siguiente: La edad de un jovencito está en el orden de magnitud 101 ¿Por qué? Porque su edad está más cerca de 10 que de 100. Pero cuando sea un anciano, su edad estará en el orden de magnitud 10², porque su edad estará más próxima a 100 que a 10.

Notación científica Cualquier número puede escribirse como el producto de dos factores: Primer factor: un número comprendido entre uno y diez (1 < n < 10), de un modo más comprensible: el número debe ser mayor que uno y menor que diez. El segundo factor es una potencia entera de diez.

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

Expresa las siguientes cantidades en notación científica: 4 52 800 00 = 3 59 290 000 = 0,0000546 = 0,000000093 = La distancia de la Tierra a la Luna = 384,000 km. El radio de la Tierra = 6 378 km. El grosor de un cabello = 20 a 50 micrones.

Resumen

Ejemplos: 63 000 = 6,3 × 104 0,0059 = 5,9 × 10 Algunos datos de la naturaleza expresados en notación científica: -3

La edad del Sol es de aproximadamente 5 × 109 años Se calcula que en la Vía Láctea hay aproximadamente

3

Actividad

1.2 × 1011 estrellas. Una hora tiene 3.6 ×103 segundos La velocidad de la luz es de 3 × 108 m/s Tamaño de algunos virus: 1.8 ×10 -9 m aproximadamente Altura del volcán de Izalco. 1.9 × 103 metros sobre el nivel del mar

En física, las cifras significativas son las cifras correctas más la cifra estimada dentro de una medición. Entre mayor sea el número de cifras significativas, más precisa es la medida, generalmente porque está más dividida la escala del instrumento de medida. Por ejemplo: La cantidad 49,007 tiene 5 cifras significativas La expresión 0,0056 solo tiene dos cifras significativas porque los ceros a la izquierda no se consideran cifras significativas. En la expresión 4,2076 hay cinco cifras significativas; pero el 6 se llama cifra dudosa. El orden de magnitud es la forma abreviada de expresar las cantidades muy grandes o muy pequeñas, por ejemplo: 1 000 000 000 = 109 4 900 000 000 000 = 4,9 × 1012 0,000001 = 10-6 0,0000086 = 10-7

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 133


UNIDAD 1

1

Entre más dividida está la escala que se use la medida será: a) más exacta b) más precisa c) menos exacta d) menos precisa

3

La cantidad 0.0029, expresada en notación científica, es: a) 2.9 × 10-3 b) 2.9 × 10-4 c) 2.9 × 104 d) 2.9 × 10-2

2

Observa las cifras significativas, ¿en cuál es cifra estimada el 3? a) 3.039 b) 3.413 c) 3.0 d) 3.030

4

El orden de magnitud más próximo a 800 es: a) 100 b) 102 c) 103 d) 104

2) b.

3) a.

1) b.

Soluciones

Autocomprobación

4) d.

MOVIMIENTO ETERNO Los primeros en estudiar los cometas fueron los chinos, hace unos 2000 años. Ellos los describían como estrellas-escoba. Los griegos los consideraban una estrella “peluda”. La Astronomía ha dejado atrás las leyendas y mitos sobre los cometas y los ha investigado. Ha descubierto que su velocidad depende de su distancia al Sol. Cuando viajan lejos se mueven despacio, a unos 60 km/h, pero cuando están próximos al Sol, el campo gravitacional del Sol los acelera y algunos alcanzan velocidades de hasta 6 × 105 km/h, es decir, unos 600,000 kilómetros por hora.

134 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


Lección 5

Primera Unidad

Indispensables: el agua y el aire Motivación

T

¿ e has preguntado alguna vez si podría existir la vida en el planeta si no hubiera agua ni aire? En efecto, nuestro planeta tiene vida gracias a esos dos componentes abundantes en todo el globo. Todos los seres vivos necesitamos de estas sustancias para el buen funcionamiento de nuestro organismo. Y cuando las posibilidades de no obtener alguno de estos recursos existe, las especies desarrollan formas especiales para suplirlo. Un ejemplo de esto son los cactus, que tienen pocas hojas y tallos ricos en tejidos para almacenar agua. Los camellos y dromedarios, de igual forma almacenan agua en el organismo para sobrevivir en el clima árido. Se sabe que ingieren unos 180 litros de agua y pueden pasar hasta unos 10 días sin tomar agua. ¿Cuáles son las características del agua y del aire? Indicadores de logro:

Identificarás, describirás y analizarás adecuadamente las propiedades físicas del agua: puntos de fusión, de ebullición; densidad, tensión superficial, capilaridad y capacidad calorífica.

Describirás y experimentarás correctamente las características de las diferentes fases del agua y de los cambios de estado. Demostrarás y explicarás con interés las propiedades físicas del aire.

Propiedades físicas del agua El agua es incolora en pequeñas cantidades pero en grandes depósitos presenta un color azul, porque actúa como un espejo, reflejando el azul del cielo. Sus temperaturas de fusión y de ebullición son los puntos fijos del termómetro 0º C y 100º C (conocidos como puntos de fusión o congelación y de ebullición, respectivamente).

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UNIDAD 1 El calor específico y la densidad del agua se toman como unidad en problemas con otras variables químicas y físicas. El agua tiene una capacidad calorífica de 1000 kcal/m³ ºC, la cual es mayor que la de cualquier otra sustancia. Además, tiene un gran poder disolvente y se conoce como el solvente universal, aunque en realidad no puede disolver todas las sustancias de la naturaleza, por ejemplo no disuelve los aceites. Punto de ebullición: es la temperatura a la cual hierve un líquido, pasando al estado gaseoso. Para el agua, en condiciones normales de presión atmosférica, la temperatura o punto de ebullición del agua es de 100ºC, a esa temperatura las moléculas del agua se mueven tan rápido que logran escaparse en forma de vapor. El punto de fusión es una temperatura específica a la cual un sólido se derrite, o un líquido se endurece. Es decir, es la temperatura a la cual una sustancia pasa del estado sólido al estado líquido, o a la inversa. También se denomina punto o temperatura de solidificación. Por ejemplo la temperatura de fusión del agua a presión normal es de 0 °C. Cuando el hielo alcanza esa temperatura se derrite. Al mismo tiempo, cuando la temperatura del agua en estado liquido llega a los 0ºC en el congelador, pasa al estado sólido. Se sabe que la temperatura de ebullición del agua disminuye con la altura, por la falta de presión atmosférica.

Propiedades químicas del agua El famoso químico Lavoisier descubrió la composición del agua en el siglo XVIII y determinó que la molécula del agua está formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno, lo cual se demuestra

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haciendo el análisis por electrólisis de la misma. En ese procedimiento resulta el doble del volumen de hidrógeno con respecto al oxígeno y eso se expresa en la conocida fórmula H2O. Los compuestos que necesitan oxígeno se llaman reductores y descomponen el agua absorbiendo el oxígeno y dejando libre el hidrógeno. El agua se combina con una gran cantidad de sustancias, produciendo reacciones químicas y dando como resultado otros productos químicos.

Aguas duras y aguas blandas Las aguas que llevan gran cantidad de sales de calcio y de magnesio se llaman duras. Estas aguas no forman espuma con el jabón. Si el agua no contiene dichas sales, se llama blanda. El agua potable es la que puede emplearse para los diferentes usos domésticos sin peligro para la salud.

Actividad

1

Resuelve las siguientes interrogantes: a) ¿Has observado si disminuye el volumen del agua después de hervirla por un buen tiempo? b) ¿Cuáles son las características de las diferentes fases del agua? c) ¿Qué pasará con el movimiento molecular (energía cinética) del agua cuando cambia de un estado físico a otro? d) ¿Cuáles son las causas de la evaporación del agua en los océanos y del derretimiento del hielo en los polos?


UNIDAD 1

Punto de apoyo Los cambios de la materia de una fase a otra implican la transferencia de energía. En los cambios de fase del agua, la energía puede ser absorbida o liberada, según el caso. La energía cinética se refiere al movimiento molecular. En los gases esa energía cinética es mayor que en los líquidos y en éstos, mayor que en los sólidos. O sea, en los sólidos hay mayor cohesión molecular, el movimiento es casi nulo. En cambio en los gases es mínima la cohesión molecular, se expanden por todo el espacio disponible, como las nubes o el aire dentro de un globo. La cohesión es la fuerza de atracción molecular. A continuación realizarás experiencias sencillas y cotidianas para la interpretación y análisis de fenómenos físicos del entorno, en relación con los diferentes estados físicos del agua y los cambios de fase.

2 a) b) c)

d) e)

Sublimación: es el cambio de la fase sólida a la fase gaseosa. Sublimación negativa: cambio de la fase gaseosa a la fase sólida. Condensación: es el cambio de la fase gaseosa a la fase líquida. (Cuando llueve, las nubes se condensan) Licuefacción: es el cambio de la fase sólida a la fase líquida.

Actividad

3

Responde las siguientes preguntas: a) ¿En cuáles cambios de fase es necesario el incremento de la temperatura, calor o energía? b) ¿En cuáles cambios de fase el proceso es inverso?

Actividad Mide tres cantidades iguales de agua en tres recipientes graduados, si es posible. Introduce el primer recipiente en el congelador y lo mantienes ahí durante una hora. Pon a hervir el agua del segundo recipiente, observa el vapor y anota en cuánto tiempo comenzó a hervir y qué pasa con la cantidad de agua inicial. El tercer recipiente con agua déjalo a la temperatura ambiente. Escribe las observaciones, en los tres casos, y haz el dibujo correspondiente.

Cambios de fase del agua Evaporación: es el cambio de la fase líquida a la fase gaseosa. Solidificación: es el cambio de la fase líquida a la fase sólida.

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UNIDAD 1

4

Actividad

Resuelve los siguientes ejercicios: a) La densidad del agua es 1 gr/cm³. Observa las unidades y define, con tus palabras, esta magnitud física. b) El mar cambia la temperatura que las rocas y de la tierra, de manera más lenta además, contribuye mucho a suavizar el clima de las ciudades de las costas ¿A qué propiedad física del agua crees que se debe esta característica? c) En los laboratorios se trabaja mucho con diferentes soluciones ¿Qué propiedad del agua permite su uso en esta actividad? d) Al aumentar la altura disminuyen la presión atmosférica y la temperatura. Si hierves agua en la playa y en el Cerro Verde, por ejemplo, ¿En cuál de los dos lugares es menor que 100º C el punto de ebullición?

Algo que debes saber El agua del mar es amarga y salada y su densidad es mayor que la de los ríos y los lagos. Las lluvias han llevado a los océanos enormes cantidades de minerales disueltos procedentes de la tierra. Se considera que el mar tiene la quinta parte de todos los minerales contenidos en la corteza terrestre. En el mar, la sal común (Na Cl) es la más abundante y el sabor amargo del agua se debe al Magnesio (Mg). Son abundantes también el azufre (S), el calcio (Ca), el estaño (Sn) el cobre (Cu), el hierro (Fe), el potasio (K), el silicio (Si), el bromo (Br), la plata(Ag), el níquel (Ni) y otros elementos. La temperatura del agua del mar depende de la radiación solar, por lo que es mayor en la superficie que en las profundidades. También la temperatura es más alta en las aguas del ecuador terrestre y disminuye según se aleja hacia los polos. Cada día se evapora una gran cantidad de agua de los mares y pasa a formar densas nubes. Cuando viajes en avión volarás sobre las nubes y las verás como si fuesen miles de toneladas de algodón.

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UNIDAD 1

Importancia del agua Se ha calculado que el 70% de la superficie de nuestro planeta está ocupada por agua. De igual manera, la ciencia dice que el 70% de nuestro cuerpo es agua. Nuestra vida depende de tal forma de este líquido que se calcula que podemos vivir algunas semanas sin comida, pero no resistiríamos cinco días sin agua. El agua no solo es esencial para la vida, sino que es un recurso muy valioso para la industria, la agricultura y otras actividades básicas de la humanidad. El agua pura es un tesoro en extinción ya que la mayoría de cuerpos de agua como ríos, lagos, pozos y mantos acuíferos están contaminados. La contaminación del agua está relacionada en forma directa con las enfermedades gastrointestinales tales como la amebiasis, el cólera, la diarrea, los vómitos, la salmonelosis y los parásitos.

5 a)

6

El aire, propiedades físicas e importancia El aire es una mezcla formada principalmente por nitrógeno y oxígeno. Los componentes principales de aire, en sus porcentajes correctos, son: N = 78%, O = 21%, Ar = 0,9%, CO2 = 0,03%, a veces contiene vapor de agua. El humo es una mezcla de partículas sólidas y gases y es considerado uno de los mayores contaminantes del aire. Las mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas. El aire es una mezcla heterogénea de varios gases: el nitrógeno y el oxígeno con mayor abundancia; el bióxido de carbono, el argón y otros en porcentajes mínimos.

Actividad Escribe un resumen de media página o dos párrafos sobre la importancia del agua en la producción de energía eléctrica y menciona los nombres de las presas hidroeléctricas de nuestro país.

Actividad

A partir de la información que has leído, responde a las siguientes preguntas: a) ¿Es el aire un compuesto o una mezcla? ¿Por que? b) ¿Qué elemento químico se presenta con mayor porcentaje en el aire? c) ¿Qué mezclas o sustancias conocidas son contaminantes del aire? d) ¿Qué impacto tiene el cigarrillo en la calidad del aire?

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UNIDAD 1

Punto de apoyo Las mezclas y los compuestos tienen en común el estar formados por distintos tipos de átomos; pero como especies químicas son muy diferentes debido a que una mezcla está formada por distintas sustancias puras, elementos o compuestos. En cambio, un compuesto es una única sustancia pura. El aire es importante para la vida en el planeta porque contiene el oxígeno que producen las plantas en el proceso de la fotosíntesis y que nuestro organismo integra en todos los órganos, tejidos y células. Todo el oxígeno del planeta es producto de la fotosíntesis. ¿Cómo llega a tu cuerpo? Los glóbulos rojos contienen una sustancia llamada hemoglobina que se encarga de recibir el oxígeno y llevarlo por medio de la circulación sanguínea a todos los tejidos del cuerpo, recoger el bióxido de carbono y desecharlo por exhalación del aire. Su captura se lleva a cabo en los finísimos y delicados alvéolos pulmonares. La presencia de cualquier otra sustancia puede dañar dichos alvéolos y complicar la salud.

Punto de apoyo Fotosíntesis: proceso bioquímico de las plantas que transforma la energía solar, el bióxido de carbono y el agua en glucosa y oxígeno.

Propiedades del aire El aire es una mezcla de gases que forma la atmósfera que rodea la Tierra. La propiedad de ser un gas puedes comprenderla como física y química.

Propiedades químicas El aire es una mezcla de gases, pero puedes decir que es un gas inodoro, insípido e incoloro aunque la atmósfera es azul. El oxígeno es indispensable para la combustión: puedes encender una vela, luego la cubres con algún utensilio transparente para que observes cómo lentamente se apaga. Es imposible mantener una llama encendida si no hay aire. La combustión de un cuerpo consiste en su combinación con el oxígeno del aire con la producción de calor. La respiración es un proceso bioquímico también considerado como una combustión, solo que realizada de manera lenta en el interior de las células de los organismos vivos.

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UNIDAD 1 Propiedades físicas Una propiedad física del aire es la expansión, que consiste en ocupar todo el espacio disponible, como todos los gases. Si pasa a un espacio menor, el gas se comprime. Esta propiedad se llama compresión. Uno de los problemas ambientales que más preocupa en la actualidad es la contaminación de la atmósfera con los aerosoles (clorofluorcarbonados) y remanentes químicos gaseosos de las industrias, porque son la causa del rompimiento de la capa de ozono, que tienen como principal consecuencia el cáncer de piel, debido al paso de la radiación ultravioleta. Además, son causantes del calentamiento global de la tierra.

7 a)

Actividad

Investiga cuáles son los mayores contaminantes del aire en el lugar donde vives. b) ¿Qué acciones crees que puedes tomar con tu familia y con tu comunidad para contrarrestar la contaminación del aire? c) ¿Crees que sembrar árboles ayudaría a solucionar, en parte, el problema? ¿Por qué? d) ¿Has observado alguna vez la quema de los terrenos antes de la siembra? ¿Qué impacto tiene sobre el medio ambiente?

8

Actividad Fase de cierre: escribe un reporte de lo que trató tu proyecto, que conste de las siguientes partes: Nombre del proyecto Carátula Introducción Índice Desarrollo Análisis de resultados y conclusiones

Punto de apoyo Contaminante: agente físico, químico o biológico que altera las propiedades normales de una sustancia, compuesto, mezcla, etc.

Resumen El agua es indispensable para la vida, para la mayoría de actividades del hogar como el aseo personal y ambiental; para la industria y producción de todo tipo de productos, para la pesca y el transporte acuático, para la generación de energía eléctrica y muchos más. El aire es vida, cada célula de nuestro cuerpo tiene que recibir oxígeno continuamente; el aire, la brisa y los vientos moderados ayudan a refrescar el ambiente, son elementos que cambian las condiciones climáticas de los diferentes lugares en las distintas épocas.

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UNIDAD 1

1

Si un cubo de hielo se deshace, el cambio de fase que ocurre se llama: a) condensación b) ebullición c) sublimación d) licuefacción

3

El elemento químico de mayor porcentaje en el aire es el: a) oxígeno b) hidrógeno c) nitrógeno d) argón

2

El cambio de fase de gaseoso a líquido se denomina: a) sublimación b) condensación c) evaporación d) solidificación

4

Por su composición químicas el aire se clasifica en este grupo: a) Solución b) Coloide c) Mezcla d) Gas noble

1) d.

2) b.

3) c.

Soluciones

Autocomprobación

4) c.

CAMBIOS EN PROCESO El cambio climático que produce el calentamiento global, a nivel mundial, implica que se descongelan grandes masas de hielo en los glaciares y el desbordamiento de los ríos e inundaciones. Esto contrasta con la escasez de agua potable en muchas poblaciones de todo el mundo. La contaminación del agua y del aire son cada vez mayores en el mundo, pero deben buscarse las estrategias de solución como tratados y compromisos del más alto nivel, por ejemplo los de Kioto y Río de Janeiro en los últimos años, sin olvidar que las acciones individuales para proteger el agua y el aire son fundamentales.

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Solucionario Lección 1

hipótesis y demostrar de manera satisfactoria una situación científica fundamentada.

Actividad 1

a) Para identificar y estudiar las características de los fenómenos naturales con el fin de conocer las circunstancias en que se producen.

b) Para reunir pruebas que verifiquen o rechacen una

c) A través de la observación y la prácticas se buscan las causas y efectos de los fenómenos con explicaciones racionales u objetivas.

Actividad 3

Las ciencias naturales y su campo de estudio. Biología Física Química Ecología Ornitología Micología Citología

Estudia los seres vivos en general Estudia la energía y sus transformaciones Estudia la materia y sus transformaciones Estudia la relación de los seres vivos con el medio ambiente. Estudia las aves Estudia los hongos Estudia las células.

Lección 2

Lección 3:

Actividad 1

a) 3.5 kg = 3,500 gr; b) 48 kg = 105,6 libras; c) 64 onzas = 4 libras

Actividad 1

a) peso= 2 kg × 9.8 m/ s2

Actividad 2

a) Gráfica lineal

b) 28,500 cm

c) 10 m/s

Actividad 3

a) ¿Por que aumenta el nivel del agua cuando se sumerge el trozo de madera? Porque desplaza un volumen de agua equivalente al suyo.

Actividad 2

a) Marcela 1 600 m b) Leandro 21 794 g = 21,794 kg

m 14 gr = = 0 , 5 gr/cm 3 3 v 28 cm

Actividad 1

Actividad 4 a) Densidad

Lección 4:

b) 0.9 g/cm × 0.9 cm = 2.7 gramos e y f 3

3

c) El huevo flota fácilmente en el agua salada, porque la densidad del agua salada es mayor que la del agua sin sal.

a) El cero representa las décimas de segundo y el siguiente número las centésimas. La carrera la ganó el que hizo menos tiempo, o sea A. b) La diferencia se escribe 0.03s, y se lee: tres centésimas de segundo.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 143


Solucionario Actividad 2

a) Se requiere el analisis de las y los estudiantes.

Actividad 3

sencillo experimento, cómo percibe las fases del agua. Actividad 3

a) La sublimación y la evaporación.

b) Cada fase tiene su inverso, así por ejemplo: la evaporación y la condensación son inversos. Licuefacción y solidificación son inversos.

a) 45 200 000 = 4,5 × 107

b) 359 290 000 = 3,6 × 108

c) 0,0000546 = 5,5 × 10-6

d) 0,000000093 = 9,3 × 10-8

Actividad 4

e) La distancia a la luna = 384 400 km

f) El radio de la Tierra = 6 376 km en el ecuador

a) La densidad es la relación entre la masa y el volumen de una sustancia determinada

g) El grosor de un cabello = 70 micras o 7 × 108 m

b) Calor específico del agua.

c) Porque el agua es el solvente universal.

d) El punto de ebullición es menor en el Cerro Verde.

Lección 5 Actividad 1

a) Las fases del agua son: líquido, sólido y gaseoso.

b) Las distintas fases son reversibles, es decir, se puede ir de una fase a otra.

c) Al acelerarse las moléculas del agua líquida, se calienta y se evapora. Si se disminuye el movimiento de las moléculas, el agua se congela. Si las moléculas del hielo se aceleran, se funde. Si las moléculas del vapor de agua disminuyen su velocidad, se precipitan de nuevo al estado líquido. d) El aumento de la temperatura del planeta es la causa del derretimiento de los hielos polares. En el mar la causa es la radiación solar.

Actividad 2

El estudiante observará y describirá, mediante un

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Actividad 6

a) Por que está formado por varias sustancias.

b) Nitrógeno

c) Humos de buses, industrias y cigarros.

d) Contamina el ambiente y puede causar cáncer a los que rodean al fumador, y al fumador mismo.

Actividad 7

c) Los árboles ayudan a descontaminar el aire y producen oxígeno.

d) La quema antes de la siembra empobrece el suelo y lo hace menos productivo.


Actividad integradora Proyecto: Hacer un sorbete casero Propósito: Aprender a bajar la temperatura del hielo. Cambiar el estado de distintos materiales para hacer otros nuevos. Hacer un sabroso helado. Centro Teórico: Hay tres estados de la materia: sólida, líquida y gaseosa. Estos tres estados no siempre son fijos, pues hay materiales que pueden pasar de un estado a otro. Esto puede hacerse aplicando calor o extrayéndolo para que el objeto se enfríe. Los cambios de estado: La temperatura en que un sólido pasa al estado líquido se llama punto de fusión; para el agua, cuando está en fase sólida (hielo)es de 0ºC. Cuando se congela un líquido, los átomos se juntan y aparece el estado sólido. La temperatura en que un líquido se solidifica es su punto de congelación. El agua es especial porque al congelarse se expande, es decir que su volumen aumenta. El punto de congelación del agua es de 0º C, pero algunos materiales pueden alterarlo, por ejemplo si se añade sal, el agua no se congela sino hasta los -15ºC. Por esa razón se echa sal en las carreteras de los países de climas muy fríos, pues impide que la lluvia se convierta en hielo, al mismo tiempo que derrite la nieve. En nuestro experimento, agregaremos sal al hielo para enfriarlo a una temperatura adecuada para congelar la leche. El agua tiene un punto de congelación de 0ºC, pero la leche tiene un punto aún más bajo: de 0.53ºC a 0.56ºC. Por eso es necesario agregar la sal, ya que hace que el hielo esté tan frío como un congelador. El sorbete se agita para mantener una textura cremosa y agradable. Desarrollo: Fase1: información. En esta fase recibiste informacionm acerca de los cambios de estado de la materia. Fase 2: planificación: en esta fase te organizaste para conseguir los materiales que se necesitan para elaborar un sorbete en clase. Fase 3: ejecución: es la fase mas importante, pues es en la que elaboras tu sorbete y lo disfrutas. Cierre del proyecto. Desarrollas una plenaria para discutir los resultados y los de tus compañeros y compañeras. Además, tienes la oportunidad de ser creativo y hacer otros helados de otros sabores y con otros materiales.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 145


Recursos 24JERRY D. Wilson, Física. Segunda edición, Editorial Prentice Hall, México 1998. RODRIGUEZ, María y LIMON, Saúl: Física 2. Quinta edición, Ediciones castillo. México. 2003, 223 p. PEREZ MONTIEL, Héctor: Física Experimental 2. Segunda edición, Publicaciones Cultural, México 2004.. 210 p. WHEELER, Martyn. ,2002. Experimentos científicos, usar los materiales. Editorial Everest, España. 63p. Caitano, Bettina: Sobre conocimiento científico http://www.monografias.com/trabajos11/concient/concient. shtml Agosto de 2008 Díaz Escalera, Manuel: Experimentos con hielo y sal http://fq-experimentos.blogspot.com/2008/02/hielo-y-sal.html Febrero de 2008 Enciclopedia libre Wikipedia: Propiedades del aire http://es.wikipedia.org/wiki/Aire Octubre 2009 Física Salto: Cifras significativas http://fisicasalto.blogspot.com/2009/03/cifras-significativas_19.html Marzo de 2009 Gago, Ismail Ali: Propiedades del agua http://platea.pntic.mec.es/iali/personal/agua/agua/propieda.htm Agosto 2000 Jurado, Antonio Membiela: Propiedades de la materia http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd98/Fisica/01/fisica-01.html Mayo de 1998

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CIENCIAS NATURALES Unidad 2 Conoce la química

Objetivos de la unidad Representarás y describirás la estructura actual del átomo, analizando y comparando las características y propiedades de algunos elementos químicos para valorar su utilidad en la vida cotidiana. Prepararás, con interés, distintas mezclas químicas identificando y analizando sus componentes y propiedades para relacionarlas con la importancia que tienen en los seres vivos, la industria, la salud y el entorno.


La química Estudia Tiene

Propiedades

Cambios

La materia

Transformaciones

Compuesta por

Sustancias

Son

Mezclas

Compuestos

Que forman

Elementos

Son Homógenas

Heterógenas

Se cuantifican mediante

Unidades químicas

Se ubica en Tabla periódica

Esta unidad es tu puerta de entrada al interesante mundo de la química. Toda la materia que existe en el universo está formada por átomos y moléculas, sustancias, compuestos o mezclas. En esta unidad encontrarás cinco lecciones organizadas en temas y subtemas, con sus actividades, algunas propuestas experimentales, el puntos de apoyo, ejercicios, un resumen y una autocomprobación al final de cada lección.

Descripción del proyecto En el desarrollo de esta unidad, prepararás una mayonesa utilizando los conocimientos de química que irás aprendiendo relacionados con los compuestos y las mezclas.

102 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


Lección 1

Segunda Unidad

Descubre cómo son los átomos Motivación

S

i alguna vez te has preguntado de qué materiales están hechos el Sol, la Luna, las estrellas, la Tierra, el mar, el aire, los seres vivos sobre el planeta, no te preocupes porque no solo tú has pensado en eso. Hasta los científicos griegos antiguos se plantearon esa pregunta. La primera respuesta que encontraron los griegos fue que todo lo que existe en la naturaleza estaba formados por cuatro sustancias simples como la tierra, el agua, el aire y el fuego, pero pasaron los años y en el siglo XVIII se definió el concepto de elemento químico, tal como lo entenderás ahora. Los elementos químicos son más de cien y no se descubrieron todos a la vez sino poco a poco. Cien elementos es un número que se queda pequeño si consideras la enorme cantidad de materiales que forman toda la materia inerte y también los seres vivos. Responde estas preguntas en tu cuaderno. ¿De qué está hecha la materia que nos rodea? ¿Qué partículas forman el al átomo? ¿Qué ejemplos de sustancias químicas puedes mencionar? Indicadores de logro:

Describirás y explicarás con seguridad que el átomo es la partícula más simple de un elemento químico que conserva sus propiedades. Representarás y describirás con creatividad los diferentes modelos atómicos que ilustran la evolución de la concepción de la estructura del átomo. Representarás con certeza las características de los átomos, isótopos e iones

Interpretarás adecuadamente el modelo mecánico cuántico del átomo actual. Explicarás cómo se calculan las unidades de masa atómica (uma) de un elemento o compuesto. Aplicarás e interpretarás con seguridad la fórmula: A = Z + n para encontrar el número de la masa, los protones, electrones y neutrones de diferentes átomos.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 103


UNIDAD 2

Generalidades sobre los átomos En la antigua Grecia existió un filósofo que nos sorprende por sus conocimientos tan avanzados para su época: Demócrito de Abdera (460-370 aproximadamente). Este filósofo es uno de los primeros que pensaron que la materia estaba constituida por pequeñas e indivisibles partículas llamadas átomos. Demócrito incluso llegó a considerar que estos átomos se distinguen unos de otros por su forma, tamaño, orden y posición. También pensó que son eternos, están siempre en movimiento y que se combinan para formar todas las cosas que existen. Hoy en día sabemos que el átomo es la partícula más simple de un elemento químico que conserva sus propiedades.

Evolución de los modelos atómicos Modelo atómico de Dalton (1,803)

Modelo atómico de Rutherford (1,911) el núcleo

Modelo atómico de Thompson (1,904) cargas positivas y negativas

Modelo atómico de Böhr (1,913) niveles de energía

Modelo atómico actual Electrones

Núcleo: protones y neutrones

Para llegar al conocimiento actual acerca del átomo, muchos científicos han hecho sus aportes a lo largo de la historia. A continuación estudiará s algunos de ellos: 1.

Antoine-Laurent de Lavoisier y John Dalton

Durante la segunda mitad del siglo XVIII y comienzos del XIX, la química tuvo impresionantes progresos. En especial, destacaron los trabajos del químico francés Antoine-Laurent de Lavoisier y del profesor inglés John Dalton. Este último postuló la idea de que los átomos eran indivisibles e indestructibles.

2.

Joseph Thompson: descubrió que todas las sustancias podían emitir partículas con cargas negativas, a las que se les dio el nombre de electrones, poniéndose

104 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 2

de manifiesto que la hipótesis de Dalton sobre la indivisibilidad del átomo era incorrecta.

Thompson demostró que los electrones poseen carga negativa y notó en sus experimentos que al generar rayos catódicos conformados por electrones, se producían otros rayos que viajaban en sentido contrario por lo que debían tener carga positiva e investigó de qué parte del átomo provenían.

De esa manera Rutherford propuso que los átomos tenían un núcleo central muy denso y que alrededor de ese núcleo se distribuían los electrones en una región que prácticamente era un espacio vacío.

De esa propuesta surgió la famosa imagen de un átomo semejante a un diminuto sistema planetario y de ahí la comparación del átomo con el Sistema Solar como si los electrones fuesen planetas alrededor del Sol.

4.

Otro científico que hizo importantes avances en el conocimiento del átomo fue Niels Böhr, un físico danés que propuso otro modelo para el átomo según el cual explicaba que los electrones giran alrededor del núcleo a distancias físicas que dependen de la fuerza con que el núcleo atrae a los electrones.

Cada electrón posee una energía que depende de su distancia al núcleo y esa característica está dada por los llamados números cuánticos.

Entonces surgió entre los científicos la pregunta: ¿Cómo están colocadas esas tres partículas?

Los electrones más cerca del núcleo están en los orbitales de menor energía.

Buscando respuestas, Ernest Rutherford hizo experimentos y descubrió que al bombardear átomos de oro con un haz de partículas, éstas pasaban como si nada a través de una lámina de oro, lo que probaba que dentro del átomo casi todo era espacio vacío; pero algunas de esas partículas rebotaron contra algo, lo que sugería la existencia

Los electrones más lejos del núcleo están en los orbitales de mayor energía.

Otras características de los electrones son que pueden cambiar de orbital si absorben suficiente energía para pasar de un nivel a otro y que pueden desprender energía para pasar a un nivel menos energético, pero que la cantidad absorbida o liberada está en cuantos o paquetes de energía.

El modelo atómico de Thompson puede compararse con un pastel de pasas . La masa del pastel sería equivalente a la carga positiva y a la masa del átomo, mientras que las pasas representarían la distribución de los electrones.

3.

Ernest Rutherford: Encontró que las partículas de carga positiva de Thomson tenían masa variada y que la menor masa que presentaba se parecía a la del átomo de hidrógeno; por eso sugirió que a las partículas cargadas positivamente y que tenían una masa similar al hidrógeno, se les llamara protón.

A principios del siglo XX ya se sabía que el átomo no era indivisible sino que estaba formado por tres tipos de partículas: electrones, protones y neutrones.

de un núcleo muy denso dentro del átomo. Dentro de ese núcleo, de carga positiva, se encuentran los protones y los neutrones.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 105


UNIDAD 2 Böhr calculó la energía necesaria para esos cambios en el átomo de hidrógeno que solo tiene un electrón y un protón; pero luego se supo que esos principios se aplican a todos los átomos. Generalmente un átomo tiene igual número de protones (carga positiva) y de electrones (carga negativa). Un átomo puede ceder electrones a otro para quedarse con carga positiva y transformarse en un ión positivo, o atraer electrones de otros átomos para adquirir una carga negativa y transformarse en un ión negativo. Cuando ves caer un rayo, es tan grande la energía que arrebata electrones a los átomos del aire y se dice que el aire queda ionizado.

Una aplicación práctica son los rótulos luminosos que funcionan por la ionización de gases como el Neón, el Argón, o el Helio que están encerrados en unos tubos delgados. Los fabricantes de estos rótulos colocan unos electrodos con alto voltaje que hacen que los electrones salten de un nivel energético a otro, emitiendo luces de diferentes colores o mezcla de colores según el gas que contiene el tubo. Este fenómeno comprueba la estructura electrónica que propuso Böhr y explica la emisión de espectros de los diferentes átomos.

Modelo mecánico cuántico de Schrödinger En la mecánica cuántica existe una ecuación fundamental que en cierto modo corresponde a la segunda ley de Newton.

punto dado del espacio y en un tiempo determinado, nos da la probabilidad de encontrar a la partícula en ese punto.

Se trata de la ecuación de Schrödinger, de la que ya tienes alguna información. Esta, al igual que la segunda ley de Newton, es una ecuación diferencial y al resolverla se obtiene la función de onda asociada al cuerpo en estudio.

La función de onda (denotada con la letra griega y - psi) no tiene una interpretación física directa. Podríamos decir que, en cierto modo, la función corresponde a la onda de de Broglie Louis-Victor asociada a la partícula.

La función de onda contiene la información sobre la condición dinámica del objeto; pero, a diferencia de lo que ocurre con las variables clásicas, la información que se obtiene de la función de onda es probabilística. En una trayectoria clásica se pueden determinar los puntos (x, p). En una trayectoria cuántica siempre hay incertidumbre dx, dp. Por ejemplo, el cuadrado de la función de onda en un

106 Ciencias Naturales - Séptimo Grado

Mediante un desarrollo matemático puede demostrarse que la función de onda contiene información sobre la energía de la partícula y su momento lineal entre otras cantidades dinámicas. Sin embargo, debido a todas estas variables no puedes interpretarlas como si se tratara de una partícula clásica. Si quisieras determinar el movimiento lineal de una partícula en todo momento, tendrías que saber cuál es su velocidad en cada instante y esto implica conocer


UNIDAD 2 también su posición como función del tiempo. Para eso tendrías que determinar con toda precisión y simultáneamente la posición y el movimiento de la partícula, cosa que no tiene sentido desde el punto de vista cuántico, según establece el principio de incertidumbre.

Características de los átomos Las características del modelo atómico que actualmente se acepta son: a)

Ha sido construido con base en los descubrimientos de Ernest Rutherford, Niels Böhr y la teoría cuántica.

b)

La estructura del átomo es muy similar a la del Sistema Solar.

c)

Los electrones están distribuidos en niveles de energía.

d)

Los electrones giran alrededor del núcleo y absorben o liberan energía cuando cambian de nivel.

e)

Dentro del núcleo vibran los protones y los neutrones.

f)

Dentro de los protones y neutrones hay otras subpartículas que también vibran.

g)

El modelo mecánico cuántico de Schrödinger necesita de la matemática avanzada para su comprensión y explicación.

Pero lo más importante es que tengas claros los conceptos de las características básicas de todo átomo: el número atómico y la masa atómica.

Número atómico El número atómico es el número de protones que tiene un átomo en su núcleo y se representa por la letra mayúscula Z. Todos los átomos de un elemento químico tienen el mismo número de protones, por lo que su número atómico Z es una característica propia que lo diferencia de otros elementos químicos. A partir de Z y debido a que los átomos son eléctricamente neutros, se obtiene el número de electrones que es igual al número de protones. Por ejemplo:

Nombre del elemento

Símbolo

Numero atómico:

Hidrógeno Carbono Potasio

H C K

Z=1 Z=6 Z = 19

Número másico

Número másico El número másico indica el número de protones Z y neutrones N. Se representa por la letra A, entonces: A = Z + N.

23 11

Na

A partir las de masas del protón y del neutrón se puede calcular la masa de un átomo. La masa de los electrones se considera despreciable frente a la masa de los átomos (suma de protones y neutrones). Observa en la figura como se expresa el número másico y el número atómico para cada elemento de la Tabla Periódica.

Número atómico

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 107


UNIDAD 2

1

Actividad

Lee detenidamente el texto y responde en tu cuaderno las siguientes preguntas: a) ¿Cual fue el principal aporte de Thompson, Rutherford y Böhr al conocimiento del átomo? b) ¿Qué indica el número atómico de un elemento de la tabla periódica? c) ¿Cómo se obtiene el número másico de un elemento químico?

Ejemplo: ¿Cómo se calcula el numero de neutrones que tiene un atomo de determinado elemento? Para contestar esta pregunta, observa el siguiente ejemplo del oxígeno: Número de masa

16

O Número atómico

8 Oxígeno

Paso 1. Para determinar el número de protones, se debe conocer el número másico ( A ) y el numero atómico (Z). Para el oxígeno la masa es 16 y el número atómico es 8. Paso 2. Aplicando la sencilla regla para calcular el número de neutrones (N) , tenemos: N = A - Z por lo que la diferencia es N = 16 - 8 N = 8. El oxígeno posee 8 neutrones.

Los isótopos La palabra isótopo viene del griego iso=igual, topo=lugar. Los isótopos son átomos que tienen el mismo número atómico pero distinto número másico. Por tanto, son átomos que tienen el mismo número de protones pero se diferencian por el número

108 Ciencias Naturales - Séptimo Grado

de neutrones, aunque se trate del mismo elemento químico. En la tabla periódica los isótopos de un mismo elemento ocupan un mismo lugar, debido a que tienen el mismo número atómico. Según lo anterior, notamos que no todos los átomos que forman un elemento son iguales. Por lo tanto, para definir más apropiadamente un elemento decimos que es una sustancia pura en la que todos sus átomos tienen el mismo número atómico. Ejemplo: Los isótopos del hidrógeno: Protio, Deuterio y Tritio.

Los iones Los físicos ya habían determinado que el átomo tenía una carga positiva (protones) y una carga negativa (electrones) y además habían observado que ciertas soluciones podían conducir la electricidad, por lo que la carga eléctrica debía transportarse de alguna manera a través de ellas. Fue así como se descubrió que habían átomos o grupos de átomos que podían tener cargas negativas y otros tener cargas positivas y que permitían la conducción de la electricidad en las soluciones. A estos grupos se les llamó iones. Los iones son átomos o grupos de átomos que tienen exceso o deficiencia de electrones. Los iones que tienen carga positiva se llaman cationes y los que tienen carga negativa se llaman aniones. Cátodo

Anodo


UNIDAD 2

2 a)

Actividad Siguiendo el ejemplo anterior, resuelve hallando el número de neutrones en los siguientes casos: Carbono

Carbono

Cloro

12

13

35

6

C

6

Número de neutrones N= A- Z

b)

C

17

Número de neutrones N= A- Z

Cl

Número de neutrones N= A- Z

Completa la siguiente tabla, consultando una tabla periódica y siguiendo el ejemplo de la primera fila: Elemento

Número de masa (A)

Número de protones o número atómico (Z)

Número de neutrones (N ) N =A – Z

Sodio (Na)

23

11

N = 23 – 11 N = 12

N = 12 Azufre (S) Oro ( Au) Plata (Hg )

3

Actividad

Fase 1. Investiga, consultando viñetas de botes de mayonesa, qué ingredientes llevan las mayonesas hechas en la industria.

Resumen En el modelo atómico nuclear, Rutherford propuso que prácticamente toda la masa del átomo se encuentra en el núcleo. Investigaciones posteriores permitieron identificar en el núcleo la existencia de dos clases de partículas de masas muy semejantes: el protón y el neutrón. El protón, además de tener masa, tiene carga eléctrica en la misma cantidad que el electrón, pero de signo positivo. El neutrón no tiene carga eléctrica y fue descubierto al comprobar que la masa de todos los protones de un

átomo no correspondía con su masa total y se dedujo que la masa del neutrón es ligeramente mayor a la masa del protón. Las tres partículas: protón, neutrón y electrón reciben el nombre de partículas fundamentales por ser los componentes básicos de todos los átomos del universo. Medidas precisas sobre su masa han puesto de manifiesto que la masa del protón es 1836 veces mayor que la masa del electrón. Para expresar la medida de masa de estas partículas se utiliza la unidad de masa atómica (uma).

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 109


UNIDAD 2

¿Para cuál de los antiguos griegos la palabra átomo significaba indivisible? a) Demócrito. b) Arquímedes. c) Schrödinger. d) Rutherford.

3

2

El científico que descubrió que los átomos tienen núcleo y alrededor giran los electrones fue: a) Thomson. b) Rutherford. c) Schrödinger. d) Dalton.

4

En la ecuación A = Z+N, ¿la Z significa: a) número másico. b) número de protones. c) número de electrones. d) número de neutrones.

Los átomos que tienen el mismo número atómico y distinto número másico son: a) iones. b) neutrones. c) electrones. d) isótopos.

1) a.

1

Soluciones

2) b.

3) b.

Autocomprobación

4) d.

NUEVO ELEMENTO QUÍMICO En el Centro de Investigación de Iones Pesados de Alemania, los modernos “alquimistas” están obteniendo resultados sorprendentes que harán ampliar la tabla periódica. Uno de estos resultados en particular llama la atención, ya que desde 1996 han trabajado para obtener el elemento 112 y después de 13 años, han logrado por fin, en el mes de julio de 2009, agregar un nuevo elemento a la tabla periódica. Proponen llamar al nuevo elemento recién descubierto con el nombre de Copernicum e identificarlo con la abreviatura Cp

110 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


Lección 2

Segunda Unidad

Descubre la utilidad de la tabla periódica Motivación

E

n la naturaleza existen 92 elementos químicos y muchos de ellos están directamente relacionados con la vida. Por ejemplo, el hierro es fundamental para la composición de nuestra sangre, el calcio para nuestros huesos, el flúor es importante para la salud de los dientes, el fósforo es esencial para nuestro sistema nervioso, entre otros. Muchos de esos alimentos se obtienen directamente de los alimentos. Para estudiar los elementos químicos, la ciencia ha diseñado la tabla periódica, que nos permite conocer la información mas importante de los átomos en una herramienta tan sencilla. ¿Cuál es la importancia de saber utilizar la tabla periódica en el estudio de la química?

Indicadores de logro:

Indagarás y describirás el descubrimiento de los elementos químicos y de los primeros intentos de su clasificación en la tabla periódica. Identificarás correctamente los nombres, símbolos y características de algunos elementos químicos en la tabla periódica.

Describirás e interpretarás en forma creativa la estructura general de la tabla periódica moderna: grupos o familias y períodos. Ubicarás en la tabla periódica los metales y no metales; los elementos representativos, de transición, gases nobles y de las series de lantánidos y actínidos.

Elementos químicos Para comenzar con el estudio de los elementos químicos, debes saber que existen sustancias químicas que a través de distintos medios es posible descomponer en otras más sencillas, de manera que ya no se puedan separar en otras. Los elementos químicos son sustancias puras que están formadas por una sola clase de átomos.

El Hidrógeno y el Oxígeno son elementos, porque no pueden separarse químicamente en sustancias más simples. Actualmente se conoce más de un centenar de elementos químicos; sin embargo, de esta variedad de elementos, únicamente 92 se encuentran en forma natural y de éstos menos de 15 constituyen el 99% de la materia de la Tierra.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 111


UNIDAD 2

1

Actividad

Investiga y escribe en tu cuaderno: a) ¿Cuáles de los elementos que existen en la naturaleza son los más abundantes? Abundancia de los elementos químicos en la corteza terrestre. (Incluidos los océanos y la atmósfera)

Hierro Calcio Otros Aluminio 4.7% 3.4% 7.5% 9.2%

Oxígeno 49.5%

Silicio 25.7%

Descubrimiento de los elementos químicos Aunque algunos elementos como el oro, la plata, el estaño, el cobre, el plomo y el mercurio ya eran conocidos desde la Antigüedad, el primer descubrimiento científico de un elemento ocurrió en 1669 cuando Henning Brand descubrió el fósforo. Un requisito previo necesario para la construcción de la tabla periódica era el descubrimiento de un número suficiente de elementos individuales, que hiciera posible encontrar alguna pauta en el comportamiento químico y sus propiedades. Durante las siguientes dos centurias, se fue adquiriendo un gran conocimiento sobre éstas. Los primeros intentos por organizar los elementos incluyeron las tríadas de elementos descritas por Johann Wolfgang Döbereiner y la ley de las octavas que describió John Newlands, pero el arreglo más exitoso de los elementos fue el que publicó Dmitri Mendeleiev en 1869. Su ley periódica afirmaba que las propiedades físicas de los elementos varían en forma periódica con la masa atómica creciente, pero el número atómico es el término más apropiado. Jöns Jakob Berzelius, científico sueco considerado uno de los fundadores de la química moderna, hizo la clasificación de los elementos en metales y no metales. Dmitri Mendeleiev, en sus investigaciones observó que el litio se une a un solo átomo para formar un compuesto. Notó que el berilio se combina con dos; el carbono con cuatro, el nitrógeno con tres; el oxígeno con dos y el flúor con un átomo. Esto le orientó a determinar un patrón que se repite periódicamente, lo que le condujo a afirmar que la forma como se combinan los elementos es una propiedad que permite ordenarlos. El descubrimiento de un gran número de nuevos elementos, así como el estudio de sus propiedades puso de manifiesto algunas semejanzas entre ellos, lo que aumentó el interés de los químicos por buscar algún tipo de clasificación.

112 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 2 Nombres y símbolos de los elementos Los distintos elementos químicos toman sus nombres de acuerdo a los lugares donde fueron encontrados, o en honor a los científicos que los descubrieron o los obtuvieron durante sus investigaciones de laboratorio. Debes saber que, para facilitar la comunicación entre los científicos y el estudio de los elementos químicos, se creó un sistema de símbolos. En la mayoría de los casos, el símbolo está formado por la primera letra del nombre del elemento y se escribe con mayúscula, por ejemplo, el símbolo “N” representa al Nitrógeno y “H” representa al Hidrógeno. Sin embargo, no todos los símbolos de los elementos se

2

forman sólo con la letra inicial. ¿Te imaginas cómo se hace cuando existen varios elementos que comienzan con la misma letra? En los casos en que dos o más elementos inician con la misma letra, de acuerdo con el sistema de símbolos, se usan otras letras del nombre del elemento en latín, pero escritas con minúsculas; así: El símbolo para el carbono es “C”; el del calcio es “Ca”, el del cloro es “Cl” y el del cadmio es “Cd”. En otros casos, el símbolo de los elementos se forma con las primeras letra del nombre en latín: del hierro es Ferrum; en este caso el símbolo de este elemento es “Fe”. El del oro, aureum, es Av.

Actividad

Investiga en Internet, en libros de química o con un experto: a) Los elementos químicos que necesitas para tener una buena salud. b) Los alimentos que debes consumir para cumplir con esos requerimientos. c) La función que desempeñan esos elementos en nuestro organismo. d) Con la información que obtengas, copia y llena el siguiente cuadro. Nº

Elemento químico

Alimento en el que se encuentra

Función (importancia)

1 2 3 4 5 6 7

3

Actividad

Continuacion de fase 1 a) Investiga qué son las emulsiones en y qué productos que usamos en casa están dentro de esa categoría.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 113


UNIDAD 2

4 a)

Actividad Investiga en los periódicos, en libros o en Internet: Los elementos químicos que por sus características representan riesgo para tu salud si te expones a ellos y los efectos que producen.

¿De qué forma los clasificarías? ¿Qué aspectos tomarías en cuenta? Con respecto a la clasificación de los elementos químicos, es necesario que conozcas que con el surgimiento de una gran cantidad de elementos y el estudio de sus características químicas, se identificó que había aspectos que ellos tenían en común y otros en los cuales eran diferentes. Esto evidenció la necesidad de una clasificación de los elementos para hacer más fácil su conocimiento. Las investigaciones provocan avances en el estudio de la Química.

F

Cl

Br I

At Clasificación moderna de los elementos químicos Para iniciar el estudio de la clasificación de los elementos químicos, usa tu imaginación y piensa en una gran variedad de objetos que utilizas en tu casa o en la escuela, tales como detergentes, trastos, ingredientes de cocina, medicinas, cosméticos, alimentos, lápices, borradores, sacapuntas, bolígrafos, reglas, marcadores y otros.

114 Ciencias Naturales - Séptimo Grado

Después de distintos esfuerzos de clasificación, en el siglo XX se descubrió que las propiedades de los elementos no son función periódica de los pesos atómicos sino que varían periódicamente con sus números atómicos. En esto consiste la ley periódica moderna, en la cual se basa el nuevo sistema: Las propiedades de los elementos son función periódica de sus números atómicos. Esto significa que si se ordenan los elementos por sus números atómicos en forma ascendente, surgen grupos de ellos con propiedades químicas similares y propiedades físicas que varían periódicamente.


UNIDAD 2 Es así como después de mucho trabajo de los científicos se llegó a la Tabla Periódica que actualmente se conoce. De acuerdo con la organización de la Tabla Periódica, los elementos están distribuidos en filas (horizontales) denominadas períodos y se enumeran del 1 al 7 con números arábigos (los mismos números que tú ya conoces). Los elementos de propiedades similares están reunidos en columnas (verticales), las cuales se denominan grupos o familias y están identificadas con números romanos y distinguidas como grupos “A” y grupos “B”. Los elementos de los grupos “A” se conocen como elementos representativos y los de los grupos “B” como elementos de transición. Los elementos de transición interna o tierras raras se colocan aparte en la tabla periódica en dos grupos de 14 elementos, llamadas series de Lantánidos y Actínidos. Para que te ubiques mejor, observa la siguiente figura de una tabla periódica. Recuerda que no es necesario que te aprendas de memoria esa tabla, lo importante es que sepas cómo está compuesta y puedas usarla en el momento en que lo requieras.

Elementos representativos

Elementos representativos

IA

1 2 3 4

1 H Li Na K

VIII A II A

2 Be Mg Ca

5 Rb Sr 6 Cs Ba 7 Fr Ra Lantánidos 6 Actídinos 7

III A IV A V A VI A VII A

Elementos de transición 3 Sc Y Lu

4 5 Ti V Zr Nb Hf Ta

6 7 8 Cr Mn Fe Mo Tc Ru W Re Os

9 10 Co Ni Rh Pd Ir Pt

11 Cu Ag Au

13 B 12 Al Zn Ga Cd In Hg Ti

14 15 C N Si P Ge As Sn Sb

16 O S Se Te

17 F Cl Br I

18 He Ne Ar Kr Xe

Pb Bi Po At Rn

Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Tierras raras

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 115


UNIDAD 2 Los grupos de la tabla periódica:

Punto de apoyo Además, la tabla periódica permite clasificar a los elementos en metales y no metales. Una línea diagonal quebrada ubica al lado izquierdo a los metales y al lado derecho a los no metales. Aquellos elementos que se encuentran cerca de la diagonal y presentan propiedades de metales y no metales, reciben el nombre de metaloides o anfóteros.

5

Los elementos que forman un grupo tienen propiedades semejantes y están situados en la misma columna de la tabla. A continuación encontrarás las características más notables de los grupos más conocidos. Los metales alcalinos : Son sólidos a temperatura ambiente, son blandos y se pueden cortar fácilmente. En un corte limpio presentan el característico brillo metálico, el cual pierden al estar en contacto con el aire porque se oxidan.

Actividad

Investiga las siguientes propiedades de los metales alcalinos Propiedades

Litio Li

Sodio Na

Potasio K

Rubidio Rb

Cesio Ce

Número atómico Masa atómica Punto de ebullición Punto de fusión Densidad a 20ºC

En el grupo de los halógenos están el flúor, el cloro, el bromo y el yodo. Químicamente son elementos muy activos porque son generadores de sales y por eso se llaman halógenos, debido a su gran facilidad de reaccionar con los metales para formar las sales. Recuérdalo así: halógenos + metales = sales Ejemplo: cloro + sodio = cloruro de sodio o sal común (Cl + Na = NaCl ) El grupo de los gases nobles está formado por Helio, Neón, Argón, Kriptón y Xenón. Son elementos muy poco activos, por eso reciben el nombre de gases nobles. Se hallan en forma de átomos aislados y solamente en determinadas condiciones se obtienen compuestos de estos elementos. Son todos gases a temperatura ambiente, se encuentran en el aire en pequeñas

116 Ciencias Naturales - Séptimo Grado

proporciones y se pueden obtener por destilación fraccionada del aire líquido. En la industria se usan en la fabricación de los televisores de plasma y en los rótulos luminosos.


UNIDAD 2 Elementos químicos de especial interés El silicio:

El hierro:

El silicio no existe libre en la naturaleza pero es el segundo elemento más abundante después del oxígeno. Combinado con el oxígeno forma el sílice o dióxido de silicio (Si O2) conocido como cuarzo.

El hierro siempre se encuentra combinado con otros elementos . La extracción del hierro tiene lugar en los altos hornos en los que el mineral se calienta a altas temperaturas y en presencia del carbono, el cual se combina con el oxígeno del mineral y deja libre al hierro.

La mayoría de rocas, excepto las calizas, contienen silicio en forma de silicatos. Los vidrios de las ventanas y las botellas se obtienen a partir de los silicatos, ya que se funden a temperaturas más bajas que el cuarzo y cuando se enfrían tardan más en solidificar y eso ayuda a trabajar mejor y durante más tiempo para obtener piezas de formas diferentes.

El hierro es muy resistente y tenaz, se utiliza para fabricar objetos que han de soportar fuerzas y pesos.

El silicio es también un semiconductor, por lo que se utiliza mucho en electrónica en la fabricación de transistores. También se utiliza en la fabricación de células fotovoltaicas que transforman la energía solar en energía eléctrica y en metalurgia para aleaciones con el hierro para obtener aceros especiales. El cobre: El cobre se encuentra en estado nativo (sin combinar con otros elementos) y también formando parte de compuestos. Después de la plata, el cobre es el mejor conductor de la electricidad y se utiliza ampliamente en la industria eléctrica para un extenso campo de aplicaciones, desde los cables de líneas de alta tensión hasta las instalaciones eléctricas domésticas. El cobre tiene la ventaja de que es fácil de soldar y tiene buena resistencia a la oxidación.

Resumen Los elementos químicos son sustancias puras que están formadas por una sola clase de átomos. Actualmente se conocen más de cien elementos químicos. Para su estudio, los elementos químicos se identifican por su nombre y un símbolo. Por ejemplo, el carbono se representa por la C, la plata se simboliza Ag y el oro por Au. El instrumento que permite ordenar los elementos químicos según sus características es la tabla periódica. En ella, los elementos se ordenan por grupos y períodos.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 117


UNIDAD 2

1

Dos elementos de los más abundantes en la naturaleza son: a) el calcio y el cloro. b) el oxígeno y el silicio. c) el sodio y el níquel. d) el oro y la plata.

3

El símbolo químico del hierro es: a) F b) H c) Fe d) I

2

El cloro, el bromo, el flúor y el yodo pertenecen al grupo de los: a) lantánidos. b) metales. c) gases nobles. d) halógenos.

4

Cuando reaccionan los halógenos con los metales forman: a) los óxidos. b) las sales. c) las bases. d) los ácidos.

2 d.

3) c.

1) b.

Soluciones

Autocomprobación

4) b.

INTERÉS POR DESCUBRIR El interés por descubrir ha llevado a muchos investigadores a usar la tabla periódica para predecir la existencia de átomos nuevos y encontrarlos. En el siglo XX, por ejemplo, William Ramsay ganó el Premio Nobel de Química en 1904 por su trabajo en el descubrimiento de cinco gases nobles: el helio (He), el neón (Ne), el kriptón(Kr), el xenón (Xe) y el radón (Rn) para completar el grupo VIIA que en su tiempo estaba incompleto. El xenón en la actualidad se usa en lámparas para vehículo.

118 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


Lección 3

Segunda Unidad

Elementos, sustancias, compuestos y fórmulas Motivación

Si te has preguntado alguna vez cuántas sustancias

diferentes existen en la Tierra, es muy difícil pensar en un número, ya que existe una gran variedad de tipos de materia en la naturaleza. El ser humano hace uso de ellos y realiza combinaciones en los laboratorios para producir otros nuevos con el fin de obtener beneficios en campos como la medicina y la industria. En esta lección comprenderás qué es un compuesto y cuál es la diferencia entre compuesto y mezcla, las fórmulas que representan los compuestos y las diferencias entre los conceptos. Resolverás algunas actividades de investigación, interpretarás las imágenes y las fórmulas de algunos compuestos. ¿Qué compuestos comunes conoces? Muy cerca de ti hay gran variedad de compuestos. Ya podrás identificarlos. Indicadores de logro:

Identificarás y explicarás con seguridad la diferencia entre sustancia, elemento, compuesto y mezcla. Clasificarás con interés y certeza las sustancias puras en elementos y compuestos.

Representarás correctamente los compuestos por medio de fórmulas químicas.

Sustancia, elemento, compuesto y mezcla Debes recordar que todo cuanto existe en el Universo es materia. Materia es todo lo que tiene masa y ocupa un espacio. La materia puede existir en dos formas: sustancias puras y mezclas. Las sustancias puras se dividen a la vez en elementos y compuestos. Para que organices mejor estas ideas, observa el siguiente mapa conceptual.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 119


UNIDAD 2

Materia

Sustancias puras

Mezclas

Elementos

Compuestos

Heterogéneas

Homogéneas

Hierro

Agua

Sangre

Plasma

Las sustancias son formas determinadas de la materia que poseen propiedades definidas. Se les llama también sustancias puras. Como puedes observar en el esquema, las sustancias puras se dividen en elementos y compuestos químicos. En la lección anterior aprendiste que un elemento es una sustancia que no puede dividirse en otras más sencillas por medios físicos. Los elementos se representan por medio de símbolos químicos.

1

Actividad

Investiga la definición de los siguientes términos y presenta dos ejemplos en cada caso: a) Molécula b) Cambio químico o fenómeno químico c) Cambio físico

Na ² Co³

120 Ciencias Naturales - Séptimo Grado

H

Na2Co3

H

H

H

C

C

C

H

H

H

H


UNIDAD 2

2

Actividad

De la lista de sustancias dadas, escribe en tu cuaderno cuáles son elementos y cuáles son compuestos: Sustancia

¿Elemento o compuesto?

Aluminio Agua Sal Bicarbonato de sodio Soda cáustica Oxigeno Los compuestos Los átomos de distintos elementos se unen en proporciones determinadas para formar sustancias puras y complejas que reciben el nombre de compuestos. Al variar la proporción de esos componentes, se altera el compuesto y deja de serlo como tal. Una mezcla es el resultado de la combinación de dos o más compuestos en proporciones que sí son variables. Se descomponen en

COMPUESTOS

ELEMENTOS

Se combinan para formar

Los compuestos, por ser sustancias de composición bien determinada, tienen un nombre que los identifica. Los compuestos más sencillos son los binarios formados por dos elementos y entre éstos los más importantes son los óxidos, los hidruros y los haluros. Con el fin de que puedan ser identificados en cualquier parte del mundo, cada compuesto tiene un nombre científico que es igual o muy parecido en todas las lenguas. La Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) es el organismo internacional que elabora las normas de nomenclatura y formulación de los compuestos.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 121


UNIDAD 2

Fórmulas químicas para representar compuestos En la lección anterior aprendiste que los elementos químicos se representaban por medio de símbolos químicos, los cuales se forman por la o las primeras letras del nombre. ¿Sabes cómo se representan los compuestos?

fórmula del agua H2O indica que cada molécula del agua está formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno.

Los compuestos se representan por una fórmula que consiste en los símbolos de los elementos que los constituyen con unos subíndices.

Los compuestos ternarios están formados por tres elementos, por ejemplo el CH3OH (Metanol, o alcohol para quemar), molécula formada por un átomo de carbono, un átomo de oxígeno y cuatro átomos de hidrógeno.

En las fórmulas llamadas empíricas, los subíndices indican la relación entre el número de átomos de cada elemento que forma el compuesto.

También puedes observar la molécula del nitrato de potasio KNO3 y describir las proporciones de los elementos que la forman.

Por ejemplo, del cloruro de sodio o sal común NaCl, indica que hay un átomo de cloro por cada átomo de sodio.

El número de elementos que pueden llegar a formar un compuesto es indeterminado (lo que sí está determinado son las proporciones) por lo que hay compuestos muy complejos tales como las proteínas y otras moléculas orgánicas. Los compuestos químicos los encontramos en una gran variedad de productos de uso domestico, así como de uso industrial.

Los compuestos formados por moléculas tienen una fórmula molecular que indica el número de átomos de cada elemento que las constituyen, por ejemplo la

Vinagre: CH3COOH

Sal común: NaCl

Los compuestos químicos también están presentes en la naturaleza, por ejemplo: el azúcar de caña, la miel, la leche, los jugos de las frutas y los venenos de algunos animales. Tienen un papel importante en la reproducción animal, por ejemplo las feromonas que liberan las hembras para atraer a los machos cuando están listas para el apareamiento.

122 Ciencias Naturales - Séptimo Grado

Azúcar común C12H22O11


UNIDAD 2 Todos los tipos de fórmulas te proporcionan información. La fórmula molecular te indica los elementos que están presentes en el compuesto (por medio de sus símbolos) y la cantidad exacta de átomos de cada elemento. Dichas cantidades se indican a través de subíndices que se escriben en la parte derecha de los símbolos de los elementos, cuando éstos se encuentran en cantidades mayores a un átomo; cuando sólo existe un átomo del elemento el subíndice equivalente a la unidad no se escribe. Como ejemplo tienes el CO2 que es la fórmula del bióxido de carbono y H2SO4 que es la fórmula del ácido sulfúrico.

3

Actividad

a)

Busca empaques de distintos productos que utilizas en el hogar o en el trabajo. b) Revisa si entre la información aparecen fórmulas químicas. c) Copia el cuadro en tu cuaderno y escribe las fórmulas e investiga a qué compuesto corresponden. a) b) c)

El ácido fluorhídrico: HF disuelto en agua es utilizado para grabar cristales (como los nombres en algunas botellas, grabados en relieve), el cloruro de hidrógeno o ácido clorhídrico, (HCl), se usa en varios productos de limpieza. Los óxidos son combinaciones de un elemento cualquiera con el oxígeno. Ejemplos: dióxido de carbono CO2, monóxido de carbono CO. Entre los óxidos más importantes de los metales se encuentra el óxido de calcio CaO conocido como cal viva, a diferencia de su disolución en agua que se llama cal apagada. En nuestro país, en el municipio de Metapán hay abundancia de piedra caliza que contiene este óxido, y es parte de la materia prima para fabricar el cemento. Muchos metales cuando están en contacto con el aire se oxidan, es decir, se recubren de una capa de óxido. Así los objetos de plata se ennegrecen con el tiempo debido al óxido de plata Ag2O. Por causa del óxido de hierro FeO2 hay que pintar los objetos de hierro que están al aire libre.

d) e) f)

Algunos compuestos formados por un elemento cualquiera y el hidrógeno: ejemplos: Metano: (CH4) es el hidruro principal componente del gas natural y es el más sencillo del grupo de compuestos del carbono e hidrógeno llamados hidrocarburos. Amoníaco: NH3 es un gas de olor característico y su disolución en agua se utiliza para limpiar, por lo que se encuentra en muchos productos de limpieza.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 123


UNIDAD 2 De los óxidos no metálicos son conocidos los de nitrógeno y azufre, todos ellos son gases y contaminantes atmosféricos: dióxido de azufre SO2 y dióxido de nitrógeno NO2 que en contacto con el agua forman ácidos y a eso se debe la lluvia ácida que causa problemas en la vegetación.

Las sales Con este nombre se designan una serie de compuestos cuya única característica común es que se forman por la reacción entre unas sustancias llamadas ácidos y otras llamadas bases. Las sales más sencillas son las sales binarias, como los haluros, formados por un halógeno y un elemento metálico. Así, por ejemplo, tienes el cloruro de sodio (NaCl), el cloruro de potasio (KCl), el bromuro de sodio (NaBr) y el yoduro de potasio (Kl). Los sulfuros están formados por azufre y un metal, como el sulfuro de plomo o galena (PbS). Todos los haluros de los metales alcalinos son solubles en agua del mar u otras aguas naturales. Hay otras sales formadas por más de dos elementos, de los cuales uno es el oxígeno. Por ejemplo, los carbonatos, nitratos, sulfatos y fosfatos. El amoníaco El amoníaco es un gas incoloro que se percibe y reconoce fácilmente por su olor característico. Una de las grandes aplicaciones del amoníaco es la obtención de fertilizantes, como los nitratos. Disuelto en agua reduce la dureza de ésta, por lo que se encuentra en muchos productos de limpieza. También se utiliza para fabricar hielo, ya que el amoníaco líquido absorbe mucho calor cuando se evapora.

124 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 2 Cloruro de Sodio El cloruro de sodio, llamado también sal común, es una de las sales más abundantes por ser componente del agua del mar y se obtiene de las salineras donde el agua se evapora y deja como residuo la sal que lleva disuelta. Se consumen grandes cantidades de sal para conservar carne y pescado, para fabricar productos químicos y materiales plásticos. Es importante que puedas escribir la fórmula de un compuesto y para eso hay normas de nomenclatura y técnicas que se basan en estos principios: 1.

Cada elemento utiliza un número positivo o negativo llamado número de oxidación.

2.

La suma de los números de oxidación tiene que ser igual a cero, por lo tanto:

3.

Para escribir la fórmula de un compuesto tienes que conocer el número de oxidación de cada elemento o al menos ubicarlo en la tabla periódica.

4.

Los elementos de un mismo grupo de la tabla periódica tienen los números de oxidación iguales.

Los metales de los grupos I A, II A y III A utilizan los números 1, 2 y 3 respectivamente.

Los siguientes metales de transición son los más corrientes y algunos tienen más de un número de oxidación: Fe, Co y Ni: + 2 y + 3; Cu: +1 y + 2; Ag: + 1; Au: +1 y + 3

5.

Escribe en primer lugar el símbolo del elemento metálico después el del no metal.

6.

Por medio de los subíndices trata de que los números de oxidación sumen cero.

Ejemplos La fórmula del óxido de aluminio es Al2 O3 ya que el número de oxidación del aluminio es 3 y 3 × 2 = 6 y el número de oxidación del oxígeno es -2 y -2 × 3 = -6 entonces 6 -6 =0 La fórmula del cloruro de calcio es Ca Cl 2 ya que el número de oxidación del calcio es 2 y como el subíndice 1 no se escribe, tienes 2 × 1=2 y el número de oxidación del cloro es -1que multiplicado por el subíndice 2 te da -2 o sea 2 × (-1) = -2 y 2 + (-2) = 0

Actividad

4

Copia la tabla en tu cuaderno y realiza el trabajo propuesto. a) Investiga la fórmula de los compuestos b) En tu tabla periódica busca los números de oxidación c) Comprueba la fórmula multiplicando los subíndices por los números de oxidación Compuesto

Fórmula

Comprobación

Óxido de magnesio Cloruro de potasio Óxido de cobre Bromuro de aluminio

Actividad

5

Planifica el proyecto. Los materiales que debes conseguir son: 1 Tazón de plástico 1 Cuchara 1 Taza pequeña 1 Plato 10 ml de aceite vegetal 1 Huevo 10 ml de vinagre ½ libra de sal Bote de mostaza pequeño ½ libra de azúcar

Resumen Todo lo que nos rodea es materia: las flores, las rocas, las estrellas, el océano, el aire, el Sol, entre otros. La materia está formada por átomos y moléculas. En la naturaleza, la materia forma elementos y compuestos. Estos últimos son la asociación de átomos mediante enlaces químicos. Los compuestos químicos se representan mediante fórmulas. Por ejemplo, el agua se representa por la fórmula H2O. La sal de cocina, denominada en forma química como cloruro de sodio, se representa por NaCl.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 125


UNIDAD 2

1

2

La materia se puede presentar en dos formas: a) sustancias puras y mezclas. b) sustancias puras y elementos. c) compuestos y fórmulas. d) soluciones y mezclas.

3

La fórmula del cloruro de sodio es:

4

a) Ag2 O

a) KCl

Según la fórmula del óxido de hierro: FeO2, el número de oxidación del hierro es:

a) 4

b) -2

c) 2

d) -4

La fórmula del óxido de plata es:

b) NaCl

b) AgO

c) FeO2

c) AgOH

d) Al2 O3

d) AgH

Soluciones

1) a.

2) b.

3) d.

Autocomprobación

4) a.

LA PRECAUCION ES IMPORTANTE Los elementos, sustancias y compuestos químicos y sus representaciones son iguales en todo el mundo, aunque en lenguas diferentes, y por eso es muy importante que estudies sus diferencias, características, fórmulas y aplicaciones. En las actividades que realizas en el hogar o en tu trabajo, puedes manipular distintas sustancias tales como productos de limpieza, solventes de pintura, refrigerantes, entre otros. Aparte de las utilidades, muchos de estos productos pueden representar algún riesgo para tu salud. Si conoces estos compuestos y sabes cómo se representan químicamente podrías evitar problemas pues tomarías medidas de seguridad apropiadas.

126 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


Lección 4

Segunda Unidad

Mezclas de toda clase Motivación

E

n las lecciones anteriores has estudiado las generalidades e historia de los átomos, los elementos y sus propiedades, el ordenamiento de los elementos en la tabla periódica, la división de la materia, las sustancias, los compuestos, las fórmulas y algunos datos sobre elementos químicos conocidos, útiles e importantes ; pero es necesario que tengas bien claras las diferencias entre los compuestos y las mezclas porque tan abundantes como importantes son unas como las otras y muy cerca puedes tener algunos ejemplos que luego podrás determinar. Las mezclas y los compuestos solo tienen en común el estar formados por distintos tipos de átomos; por lo demás son especies químicas muy distintas debido a que una mezcla está formada por distintas sustancias puras, elementos o compuestos, en cambio un compuesto es una única sustancia pura. El aire es una mezcla formada principalmente por nitrógeno y oxígeno. ¿Qué otras mezclas conoces? Indicadores de logro:

Clasificarás correctamente las mezclas en homogéneas y heterogéneas al realizar experimentos con materiales del entorno.

Identificarás con interés la diferencia entre soluto y solvente como los componentes de una solución o mezcla homogénea

Tipos de mezclas Las mezclas se clasifican en dos tipos: homogéneas y heterogéneas. En las mezclas homogéneas (disoluciones) y en los compuestos no puedes distinguir a simple vista ni con aparatos ópticos, sus componentes. La composición y las propiedades de una mezcla son variables. Para hacer una mezcla de dos o más sustancias puras puedes usar cualquier cantidad de cada una de ellas.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 127


UNIDAD 2

1

Actividad

Observa y descubre si hay una disolución a) Observa un vaso con agua e intenta ver si es agua pura o una disolución. b) En una taza con agua puedes disolver distintas cantidades de azúcar (una, dos, media cucharada) pero siempre obtendrás una mezcla de agua y azúcar. c) En tu cuaderno escribe los resultados de tu observación (1) y las causas, si es agua pura o existe contaminación. En la mezcla (2), anota el color, sabor, entre otros.

el agua azucarada es una mezcla

el café con leche es una mezcla

Los compuestos tienen siempre los mismos componentes. Por ejemplo, el cloruro de sodio siempre será la unión de átomos de cloro y átomos de sodio. Piensa un momento en agua azucarada. Esta es una mezcla de dos compuestos: agua H2 O y azúcar sacarosa (C12H22O11). Como puedes notar, el azúcar es un compuesto formado por tres tipos de átomos: Carbono Hidrógeno Oxígeno

12 átomos 22 átomos 11 átomos

¿Qué porcentaje hay de cada uno de estos compuestos? Para saberlo, necesitamos saber el peso de la molécula. Consultando la tabla periódica tenemos las masas o pesos siguientes: Carbono C = 12 gramos/mol × 12 144 + Hidrógeno H = 1 gramo /mol × 22 22 Oxígeno O = 16 gramos/mol × 11 176 = 342 g/mol El porcentaje de cada elemento en el compuesto es: % C = 144g / 342 g = 0.421 = 42.1% + % H = 22g / 342 g = 0.064 = 6.4 % % O = 176g / 342 g = 0.515 = 51.5% = 100%

128 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 2 Según esto, por cada 100 gramos de sacarosa tenemos 42% de carbono, 6.4 % de hidrogeno y 51.5% de oxígeno. Estas proporciones no pueden cambiar para este compuesto. Si existe otra sustancia formada por estos mismos elementos, pero en otras cantidades, no será azúcar pero podrá ser una mezcla heterogénea. Las mezclas no tienen valores fijos de densidad, punto de ebullición o de congelación, entre otras propiedades, porque su composición es muy variable. Mientras que los compuestos tienen siempre las mismas propiedades porque su composición es fija y determinada. Las bebidas alcohólicas son mezclas heterogéneas porque tienen agua y alcohol en distintas proporciones.

Hay otras mezclas comunes y perjudiciales para tu salud, la de tus familiares y para la comunidad en general: Por ejemplo el mal hábito de fumar es contaminante para todos y es algo que debes desechar. El humo de los cigarros es una mezcla de diminutas partículas de carbón del tabaco, producidas durante la combustión del mismo, que se mezclan con el aire. La nicotina es una droga aunque los fumadores no la consideran como tal; pero lo más venenoso de los cigarros es el alquitrán que les agregan y que, según los estudios recientes, es lo que crea la dependencia. Otra situación que debes evitar es quemar la basura, porque es una mezcla diferente por la cantidad y variedad de desechos sólidos que se queman. También el humo que emiten los vehículos y las fábricas produce enfermedades respiratorias en muchas personas.

Punto de apoyo

El smog es una mezcla de partículas de carbón y polvo que se aglutinan con agua ambiente o con el vapor de agua formando una niebla de color café. Hay ciudades opacas, nubladas, cubiertas por el smog, signo indiscutible de contaminación ambiental.

El alcohol puro es un compuesto porque tiene siempre la misma composición: 52% carbono13% hidrógeno y 35% oxígeno. En muchos lugares se han producido envenenamientos masivos porque las bebidas alcohólicas comunes (con etanol) las han mezclado, además, con metanol que es un alcohol para quemar y con una composición química diferente.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 129


UNIDAD 2 Los compuestos están mezclados y no separados la mayoría de veces. Las mezclas están por todas partes, comenzando por el aire que llena tus pulmones, que no es un gas puro sino una mezcla de nitrógeno y oxígeno, acompañada de otros gases en menor cantidad. El agua del mar tampoco es agua pura porque contiene muchas sustancias disueltas que en su mayoría son sales.

Otros ejemplos de mezcla heterogénea son: La mezcla de cal apagada con agua forma la lechada para blanquear paredes, árboles, postes y, entre otros. La mezcla de cal con arena y agua endurece rápidamente (propiedad de fraguar) y sirve para unir piedras y ladrillos, entre otros. El cemento Si la piedra caliza se coloca en el horno, contiene una gran cantidad de arcilla en vez de cal viva. Se recoge entonces un producto grisáceo que se llama cemento, el cual reacciona con el agua y se endurece rápidamente, aun sin la presencia de arena, y es una mezcla utilizada ampliamente en las construcciones y reparaciones de casas y carreteras.

130 Ciencias Naturales - Séptimo Grado

Hormigón Es la mezcla de cemento, arena y grava gruesa. El hormigón armado se obtiene si se colocan barras de hierro dentro de la masa del hormigón; es la mezcla de mayor solidez y consistencia. Las mezclas son asociaciones de sustancias químicas que se unen pero sin lograr combinarse químicamente, por lo que la asociación se puede separar usando métodos físicos, como la decantación y la evaporación entre otros. Las mezclas pueden ser clasificadas en heterogéneas y homogéneas. a)

Mezclas heterogéneas: no son uniformes; en algunos casos, puede observarse la discontinuidad a simple vista (sal y carbón, por ejemplo); en otros casos, debe usarse instrumentos especializados para observar la discontinuidad a nivel microscópico

b)

Mezclas homogéneas: son totalmente uniformes, constan de una sola fase, lo cual significa que su composición y propiedades son las mismas en cualquier punto. Algunos ejemplos son la salmuera, el agua azucarada y el aire. Estas mezclas homogéneas se denominan soluciones.


UNIDAD 2 Las mezclas se clasifican de acuerdo al estado de agregación de sus componentes y al tamaño de las partículas que la forman.

La segunda fase, la dispersa, es la que se halla en menor cantidad y es la que se ha mezclado. En el caso en el agua del mar, son las sales disueltas.

Los componentes de una mezcla se nombran como fase dispersante y fase dispersa.

La fase dispersante puede ser un gas, un líquido o un sólido; lo mismo puedes decir de la fase dispersa.

La fase dispersante sirve de medio de mezclado y normalmente es la que se encuentra en mayor cantidad. En el caso del agua del mar, la fase dispersante es el agua.

El medio dispersante más común es el agua y las fases dispersas son muy variadas.

Actividad a)

2

Copia el siguiente cuadro en tu cuaderno y completa los espacios vacíos: Ejemplo de mezcla

Fase dispersante

Fase dispersa

humo agua azucarada agua salada mezcla del albañil

Las dispersiones también se clasifican de acuerdo al tamaño de las partículas de la fase dispersa. Para que comprendas mejor esto, haz la siguiente actividad.

Actividad

3

Realiza la experiencia y escribe los resultados en tu cuaderno. Con tu familia consigue tres botes de vidrio, iguales y transparentes. Prepara un poco de: sal, maicena , tierra fina y una cantidad de agua. Coloca agua en cada bote hasta la mitad. Mezcla una cucharada de sal con el agua de un bote y agítala fuertemente y observa, si es posible, las partículas de sal. Mezcla una cucharada de maicena con el agua, agítala y observa que cuando la dejas de agitar la mayor parte de la maicena se acumula en el fondo del bote, eso se llama precipitado. El agua solamente queda con apariencia lechosa. Mezcla la tierra fina con agua en el tercer bote, agitándola fuertemente. a) De tus observaciones: ¿en cuál de los tres casos es más fácil y en cuál más difícil ver el tamaño de las partículas que se han mezclado?

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 131


UNIDAD 2

Métodos de separación de los componentes de una mezcla Un aspecto que no debes olvidar es que las mezclas se separan en sus componentes por procesos físicos, mientras que los compuestos se separan en sus constituyentes por procesos químicos. Si separas los componentes de una mezcla, éstos continúan siendo lo que eran inicialmente. Por ejemplo, si separas la sal del agua del mar, por calentamiento, la sal seguirá siendo sal y el agua seguirá siendo agua. La separación del agua de la sal se logra, generalmente, por la evaporación del agua por acción de la radiación solar. Otras técnicas para separar los componentes de una mezcla son la filtración y la destilación. Destilación es el procedimiento que consiste en eliminar el mayor número de las impurezas por ebullición. Se separa el vapor de agua y en el fondo del recipiente quedan las partículas sólidas o sedimentos. Filtración es hacer pasar la mezcla por membranas porosas o material filtrante de diferentes micras, mecánicamente. En el caso del agua , las impurezas quedan al otro lado de la membrana.

Todas las mezclas que observes con apariencia lechosa tienen partículas en suspensión. En las suspensiones también puede ser un gas el medio dispersante. Si el medio dispersante es el aire y lo que se dispersa el agua, entonces se tiene la niebla.

132 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 2 Generalidades e importancia de las salineros Desde las épocas históricas hasta la actualidad los saladares han sido utilizados metódicamente para la obtención de un frágil cristal de gran importancia económica: el cloruro sódico o sal común. La sal común ha constituido el principal material para la conservación de carnes y pescados. De hecho la industria dedicada a la salazón, junto con la pesca, ha contribuido positivamente al asentamiento de multitud de núcleos costeros y a su relación comercial con otras poblaciones interiores. Otros usos tradicionales relacionados con la industria salinera son la obtención de diferentes sales para aplicaciones diversas dentro del sector químico o su relación con la industria agropecuaria. Los valores ecológicos de las conocidas salineras de El Salvador en Usulután son importantes, porque de su existencia depende multitud de especies de aves acuáticas cuya línea evolutiva las ha condenado a vivir inseparablemente unidas a estos espacios. El funcionamiento de las salineras consiste en la progresiva concentración de agua del mar, almacenada en grandes estanques poco profundos donde la evaporación va eliminando la porción líquida, hasta conseguir alcanzar el gradiente de concentración necesario para provocar la cristalización del cloruro sódico.

Actividad a)

4

Consulta con tu familia la existencia de otras salineras en el país y si es posible realizar una visita puedes comprobar la separación de los componentes de esa mezcla por calentamiento.

Actividad

5

Fase 3 ejecuta el proyecto. Procedimiento para hacer la mayonesa, para comenzar: Coloca en el tazón 4 cucharadas de aceite vegetal y media cucharada de vinagre. Agita y observa la reacción. Agrega una yema de huevo a la mezcla y agita. Agrega una cucharada de mostaza y agita. Agrega pequeñas cucharadas de sal a la mezcla hasta que tome un sabor adecuado. Agrega una pequeña cucharada de azúcar a la mezcla. Prueba tu mayonesa. Realiza un informe escrito de tu proyecto.

Resumen Las mezclas son sustancias que por su naturaleza pueden ser homogéneas o heterogéneas. La composición y propiedades de una mezcla son variables. Las mezclas no tienen valores fijos de densidad, punto de ebullición y de congelación. Entre las mezclas, algunas son de beneficio para el ser humano, por ejemplo la leche con cereal. Las mezclas están presentes aun en la construcción. Por ejemplo el hormigón es una mezcla de cemento, arena y grava gruesa.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 133


UNIDAD 2

Una mezcla formada principalmente por nitrógeno y oxígeno es: a) el agua. b) el humo. c) el aire. d) Un coloide.

3

Una mezcla dañina para la salud que si, además, lleva metanol se convierte en un veneno:

4

a) el humo.

b) el desecho sólido.

c) la mezcla de cemento.

d) el alcohol.

2

3) a.

En una mezcla es la fase más abundante: a) dispersante. b) dispersa. c) primaria. d) secundaria.

Los métodos de separación de los componentes de una mezcla son los: a) medios químicos. b) medios físicos. c) medios biológicos. d) medios personalizados.

2) d.

1) c.

1

Soluciones

Autocomprobación

4) b.

MEZCLAS DAÑINAS Una de principales causas del deterioro de los recursos naturales es la forma acelerada cómo los seres humanos estamos depositando en ellos sustancias que los arruinan. Por ejemplo, de manera descontrolada las aguas servidas llegan por medio de alcantarillados a los ríos y lagos, lo cual hace insostenible la vida en estos ecosistemas. Entre las principales sustancias que enviamos están los aceites quemados de las frituras en las casas. Ya en algunos países de Europa se están tomando medidas para proteger el agua de esas mezclas peligrosas, creando el punto verde: un lugar de captación de aceites usados que luego son enviados a tratamiento para ser convertidos en productos aprovechables como jabones.

134 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


Lección 5

Segunda Unidad

Soluciones y coloides Motivación

E

n la lección anterior realizaste la experiencia de mezclar agua con sal, maicena, tierra fina. De tus observaciones puedes confirmar que las partículas de la mezcla con sal eran casi invisibles. Cuando el tamaño de las partículas dispersas es tan pequeño (llegan al tamaño de las moléculas) que no se pueden ver a simple vista, a la mezcla se le llama solución. Suspensión: si las partículas que se dispersan se logran ver a simple vista. En esta lección estudiarás los componentes de una solución, los tipos de soluciones y de coloides, comprenderás los tipos de soluciones según el estado físico y la cantidad de soluto. Estas son las diluidas, las concentradas, las saturadas y las sobresaturadas. Es posible que ya conozcas algunas soluciones y después de identificarlas podrás clasificarlas, para reconocer la importancia que tienen en la fabricación de medicinas, cosméticos y muchos productos de la industria donde es indispensable calcular las concentraciones de las soluciones a utilizar.

Indicadores de logro:

Identificarás con interés la diferencia entre soluto y solvente como los componentes de una solución o mezcla homogénea. Clasificarás con interés las soluciones según la concentración del soluto, en saturadas, no saturadas, diluidas y sobresaturadas.

Describirás con interés las diversas aplicaciones industriales y biomédicas de los coloides.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 135


UNIDAD 2

Componentes de una solución Para representar cuánto material disperso hay en una mezcla se utiliza el término concentración. La concentración se define como la cantidad de material disperso por unidad de material dispersante. En las soluciones llamarás soluto al material disperso y solvente al material dispersante. Entonces, los componentes de una solución son el soluto y el solvente. En el caso del agua salada el soluto es la sal y el solvente es el agua. Esta nomenclatura no siempre funciona bien, pues si tienes una mezcla de alcohol y agua, donde ambos son líquidos, no es fácil determinar cuál es el solvente y cuál es el soluto. En ese caso aceptas que el soluto es el que tiene menor cantidad y el solvente, el que tiene mayor cantidad en la mezcla.

Tipos de soluciones y coloides Tipos de soluciones según el estado físico y la cantidad de soluto En la forma cualitativa simplemente dices si la solución es diluida, concentrada, saturada o sobresaturada. Una solución diluida contiene poco soluto y mucho solvente. Una solución concentrada contiene mucho soluto. ¿Cómo te gusta el café, diluido o concentrado?

Puedes representar la concentración de forma cualitativa y cuantitativa.

136 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 2 Una solución saturada tiene la mayor cantidad de soluto que el solvente puede disolver, si se agrega más ya no se disuelve y forma un depósito en el fondo del recipiente.

1

Actividad a)

Agrega cinco cucharadas de leche en polvo en un vaso normal con agua y obtendrás una solución saturada, haz la prueba.

Una solución sobresaturada se da cuando hay más soluto disuelto del que puede disolver el solvente. Según las definiciones anteriores, no sabes exactamente cuánto soluto hay en determinada cantidad de solvente, por eso son cualitativas. Recuerda: las soluciones cualitativas, según el estado físico y la cantidad de soluto, pueden ser: diluidas, concentradas, saturadas y sobresaturadas. Para expresar cuantitativamente la concentración se usa un número que indica cuantas partes de soluto hay por cada parte de solvente. Para representar tanto al soluto como al solvente se usan unidades según la magnitud física del componente. Por ejemplo, si tomas 100 gramos de sal de mesa y los disuelves en suficiente agua para obtener 2 litros de solución.

Puedes representar la concentración de esa solución como: 50 gr (100 gr entre 2 litross) 1 litro de solución Significa que por cada litro de agua (solvente) tienes 50 gramos de sal (soluto); pero si quieres saber cuánto soluto hay por cada 100 mililitros de solución, procedes así: Un litro equivale a 1000 mililitros (1 litro = 1000 ml) o sea que; 50 gr 50 gr 10 × 5 gr = = = 5 gr/100 ml 1 litro 1000 ml 10 × 100 ml Esta forma de representar la concentración se conoce como relación peso-volumen porque involucra la masa o el peso del soluto y el volumen del solvente.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 137


UNIDAD 2 También puedes usar la masa de ambos componentes y obtener una relación masa-masa. Suponiendo que usas un litro de agua que tiene una masa de 1000 gramos, al final tendrías 1050 gr de solución total (50 gr de sal y 1000 gr de agua) y la concentración quedaría representada así: 50 gr de sal gr de sal = 0.048 1050 gr solución gr de solución También podrías representarla por cada 100 gramos de solución, lo que te daría 4.8 gr de sal = esta es una relación masa-masa 100 gr solución A veces estas relaciones por cada 100 partes de solución se expresan como porcentajes. O sea que en vez de

4.8 gr de sal puedes decir que es una solución al 4.8% % p/p 100 ml solución

En el primer caso que te quedó 5 gr/100 ml sería así: 5% p/v (peso-volumen). Si la relación es volumen - volumen, sería 5% v/v e indica 5ml de soluto por cada 100 ml de solución.

2 a)

Actividad Copia el cuadro en tu cuaderno y analiza el significado de la simbología e investiga un ejemplo para soluciones de cada clase determinada. Relación

Simbología

masa-masa

masa-volumen volumen-volumen

X% p/p

Significado

Para soluciones de

X gramos de soluto por cada 100 gramos de solución

sólido en líquido sólido en sólido

X % p/v

X gramos de soluto por cada

líquido en líquido sólido en líquido

X % v/v

100 mililitros de solución X volumen de soluto por 100

líquido en líquido líquido en líquido

volúmenes de solución

gas en líquido gas en gas

138 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 2 Para que comprendas mejor los elementos del cuadro: p/p significa peso- peso, si asumes que de la masa se toma el peso. X significa cualquier cantidad de soluto o de solvente.

Coloides Coloide es una sustancia cuyas partículas pueden encontrarse en suspensión en un líquido. Debido al equilibrio coloidal, dichas partículas no pueden atravesar las membranas semi−permeables. La definición clásica de coloide, también llamada dispersión coloidal, se basa en el tamaño de las partículas que lo forman, llamadas micelas. Poseen un tamaño bastante pequeño, tanto que no pueden verse con los mejores microscopios ópticos, aunque son mayores que las moléculas ordinarias. Las partículas que forman los sistemas coloidales tienen un tamaño comprendido entre 50 y 2000 Å. (1 Angstrom = 10 -10 m ) En las dispersiones coloidales se distinguen dos partes: 1.

Fase dispersa: las llamadas micelas.

2.

Fase dispersante: en la que están dispersas las partículas coloidales.

Las partículas coloidales tienen un tamaño diminuto, tanto que no pueden separarse de una fase dispersante por filtración. Las disoluciones son transparentes, por ejemplo: azúcar y agua. Tienes una dispersión cuando las partículas son del tamaño de 2000Å y se pueden separar por filtración ordinaria.

Tipos de sistemas coloidales En la actualidad se sabe que cualquier sustancia puede alcanzar el estado coloidal, ya que tanto la fase dispersante como la fase dispersiva puede ser un gas, un líquido o un sólido, excepto que ambos no pueden estar en estado gaseoso. Son posibles ocho sistemas coloidales:

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 139


UNIDAD 2 Medio de dispersión

fase dispersa

nombre

ejemplos

líquido

aerosol líquido

niebla, nubes

sólido gas

aerosol sólido espuma

líquido

emulsión

polvo, humo. espumas (de jabón, de shampoo, de afeitar)

sólido

sol

gas

espuma sólida

pinturas, tinta china, jaleas piedra pómez

líquido

emulsión sólida

margarina, queso

sólido

sol sólido

algunas aleaciones, piedras preciosas coloreadas

Gas

Líquido

Sólido

3

leche, mayonesa, yogur

Actividad

Fase de cierre a) Presenta tu informe del proyecto a tu maestra o maestro y expón tu experiencia ante tus compañeras y compañeros durante una plenaria. Es frecuente clasificar los coloides según el estado de agregación de sus elementos integrantes, así como también por el tamaño de las partículas que los integran. Las clases más importantes de coloides son: Los soles: un sol está constituido por un sólido disperso en un líquido, la leche de magnesia es un ejemplo de sol. La pintura es un coloide tipo sol, pues se mezcla un

140 Ciencias Naturales - Séptimo Grado

sólido con un líquido. Las emulsiones: son líquidos que se han dispersado en otro líquido, así la leche formada por glóbulos de grasa dispersos en una solución acuosa. Los geles: los líquidos se encuentran dispersos en los sólidos. Son tipos especiales de coloides, como las jaleas y las gelatinas. Aerosoles: coloides que puedes dividir en aerosol líquido, que es un líquido disperso en un gas, ejemplo: la niebla al amanecer o la atomización del perfume; aerosol sólido, es un sólido disperso en un gas, ejemplo: el humo del cigarro (sólido) disperso en el aire (gas).


UNIDAD 2

4 a)

Actividad Haz un resumen en tu cuaderno sobre la clasificación de los sistemas coloidales descritos anteriormente y agrega dos ejemplos similares, en cada caso.

El efecto Tyndall es el fenómeno por el que se pone de manifiesto la presencia de partículas coloidales, al parecer, como puntos luminosos debido a la luz que dispersan. Este efecto es utilizado para diferenciar las dispersiones coloidales de las disoluciones verdaderas. No puedes ver las micelas, pero sí el movimiento que describen, que es desordenado describiendo complicadas trayectorias en forma de zigzag. Este movimiento recibe el nombre de movimiento Browniano. El movimiento Browniano se da debido a los choques de las moléculas de disolvente con las micelas coloidales, dificultando que estas se depositen en el fondo. El color tan llamativo de muchos coloides se debe a la dispersión selectiva de la luz por las micelas coloidales.

Resumen El término “concentración”, se utiliza para indicar cuánto material disperso hay en una mezcla. En forma cualitativa se expresa que una solución está diluida, concentrada, saturada, sobresaturada, etc. Una solución saturada tiene mayor cantidad de soluto que de solvente. Una sobre saturada contiene más soluto del que el disolvente puede diluir. Un coloide es una sustancia cuyas partículas pueden encontrarse en suspensión en un líquido. En la actualidad se conocen ocho tipos de sistemas coloidales.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 141


UNIDAD 2

1

Si una solución tiene poco soluto y mucho solvente, se clasifica como: a) saturada. b) sobresaturada. c) diluida. d) concentrada.

3

Una solución con X gramos de soluto por cada 100 gramos de solución se representa así: a) × % p/v b) × % p/p c) × % v/v d) × % m/v

2

5 gr/100 ml es una representación que se conoce como relación :

De los coloides, un ejemplo de emulsión sólida es:

a) masa-peso.

4

a) margarina.

b) volumen-volumen.

b) espuma de jabón.

c) peso-volumen.

c) pintura.

d) masa-masa.

d) humo.

2) c.

3) b.

1) c.

Soluciones

Autocomprobación

4) a.

NUBES SECAS Los aerosoles atmosféricos son partículas que al estar en la atmósfera la convierten en una mezcla heterogénea con propiedades diferentes. Por ejemplo, en condiciones normales, las nubes se condensan sobre las partículas de polvo y producen lluvia, pero ante la presencia de contaminación en la atmósfera, miles y miles de partículas el agua se condensan sobre una gran cantidad de partículas en gotas muy finas que no llegan a caer. Incluso la misma nube puede llegar a evaporarse. Por eso es urgente que se frene el uso de aerosoles o podríamos no ver más lluvia.

142 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


Solucionario Lección 1 Actividad 1 a) Thompson: Descubrió que en el átomo existen cargas positivas y negativas. Rutherford: Comprobó la existencia del núcleo atómico. Böhr: Descubrió que la energía de los electrones en el átomo está distribuida en niveles. b) El número de protones en el núcleo del átomo se obtiene de la suma del número de protones y el número de electrones. Actividad 2

a)

b)

Carbono C = 6 y 7 neutrones respectivamente. Cloro Cl = 18 neutrones. Respuestas, los neutrones son: Azufre 16, Oro 118, Plata 61. Soluciones de la autocomprobación de la lección1: 1) a

Lección 2

2) b

3) b

4) d

Actividad 1

a) Potasio, sodio, magnesio, calcio, hierro, aluminio, silicio y oxígeno.

http://herramientas.educa.madrid.org/tabla/2abundancia/si2.html

Actividad 2 Posibles respuestas

Elemento químico

Alimento en el que se encuentra

Función (importancia)

1 2 3 4

oxígeno hidrógeno nitrógeno sodio

carbohidratos, carnes carbohidratos proteínas sal

5 6 7

potasio hierro calcio

guineos frijoles lácteos

Energía y proteínas Energía Reparación de tejidos Ayuda a la actividad muscular Fortalece el sistema nervioso Enriquece la sangre Fortalece los huesos

Actividad 5

Propiedades

Litio (Li)

Sodio (Na)

Potasio (K)

Rubidio (Rb)

Cesio (Ce)

Número atómico Masa atómica Punto de ebullición Punto de fusión Densidad a 20ºC

3 6.94 1.326 180 0.54

11 22.99 889 98 0.97

19 39.1 757 63 0.86

37 85.47 700 39 1.53

55 132.91 670 29 1.90


Solucionario Lección 3 Actividad 1:

otras distintas (productos) Ejemplo: la combustión de un papel

a) Molécula: Es la unión de dos o más elementos por medio de un enlace químico. Puede ser molécula simple o un compuesto.

c) Cambio físico: Es el que tiene lugar sin que se altere la estructura y composición de la materia, es decir, las sustancias puras que la componen son las mismas antes y después del cambio.

b) Cambio químico o fenómeno químico: Es un fenómeno químico donde se altera la estructura y composición de la materia. De unas sustancias iniciales (reactivos) se obtienen Actividad 2:

Sustancia

¿Elemento o compuesto?

Aluminio Agua Sal Bicarbonato de sodio Soda cáustica Oxigeno

elemento compuesto elemento compuesto compuesto elemento

Actividad 3

compuesto

fórmula

comprobación

óxido de magnesio

MgO

cloruro de potasio

KCl

óxido de cobre

Cu2O

bromuro de aluminio

Al Br3

Mg: 2 × 1 = 2; O: -2 × 1= -2 2 + (-2) = 0 K: 1 × 1 = 1; Cl: -1 × 1 = -1 1 + -1 = 0 Cu: 1 × 2 = 2; O: -2 × 1 = -2 2 + (-2) = 0 Al: 3 × 1 = 3; Br: -1 × 3 = -3 3 + (-3) = 0

Lección 4 Actividad 2 Ejemplo de mezcla

Fase dispersante

Fase dispersa

humo agua azucarada agua salada mezcla del albañil

aire agua agua agua

partículas sólidas azúcar sal cemento

144 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


Proyecto Prepara una mayonesa Propósito: Aplicar conocimientos básicos de química Cambiar el estado de distintos materiales para hacer otros nuevos Hacer una mayonesa. Centro Teórico: La mayonesa es una salsa emulsionada hecha principalmente a partir de huevo y aceite vegetal. Generalmente se la sazona con sal, jugo de limón, vinagre o mostaza. No está claro cuál es de su origen, aunque se supone que ya en el Imperio Romano se le conocía. Lo que sí es seguro es que antes de la llegada de los españoles a América, el tomate no se conocía en Europa, por lo que era la mayonesa uno de los aderezos favoritos en las cortes reales. Como producto comercial, es de gran aceptación y su elaboración casera no resulta complicada. Desarrollo: Fase1: información. Investigas en las viñetas de las mayonesas comerciales cuáles son los componentes que las constituyen. Ademas, haces una investigación acerca de las emulsiones para determinar qué tipo de sustancias químicas son y qué productos químicos que usamos en casa son emulsiones. Fase 2: planificación: En esta etapa te organizas para conseguir los materiales para ejecutar el proyecto. Fase 3: ejecución: Esta es la etapa principal, ya que desarrollas el proyecto paso a paso. Cierre del proyecto: Desarrollas una plenaria para discutir los resultados y los de tus compañeros y compañeras. Además, tienes la oportunidad de ser creativo y hacer helados de otros sabores y con otros materiales. Todas las etapas se realizaron a lo largo del desarrollo de la unidad. Responde en tu cuaderno la siguiente pregunta: ¿Qué utilidad práctica encuentras a este proyecto?

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 145


Recursos GARCÍA, Graciela y MEJÍA, Jesús: Química 2. Quinta edición. Ediciones Castillo, México 2003. 200 p. NAVAS, María del Socorro: Química un enfoque practico. Editorial Géminis. Panamá 2005. 266 p. WOLFE, Drew: Química General, Orgánica y Biológica. Ediciones McGraw Hill. México 1996. 757 p.

Lección 1 Anthony Carpi, Ph.D.: Teoría Atómica http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?mid=50&l=s 2003 Instituto de Tecnología Educativa, España: Estructura y modelo atómicos http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/ modelos.htm Mayo 2008

Lección 2 Lenntech: Clasificación periódica de los elementos químicos http://www.lenntech.com/espanol/tabla-periodica.htm 2006 Sánchez L., Andrés J: Tabla periódica de los elementos http://www.acienciasgalilei.com/qui/tablaperiodica0.htm Septiembre 2008

Lección 3 Averroes: Todo sobre la ciencia http://www.juntadeandalucia.es/averroes/concurso2006/ver/06/index.html 2009 Tarea Escolar: Animación de una estructura molecular http://www.tareaescolar.net/materias/quimica/ FORMULAS%20QUIMICAS.htm?zoom_highlight=dioxido Marzo 2009

Lección 4 Enciclopedia libre Wikipedia: Compuesto químico http://es.wikipedia.org/wiki/Compuesto_qu%C3%ADmico Diciembre de 2009 Laboratorio de química: Concepto de mezcla y compuesto químico http://www.ucm.es/info/diciex/programas/quimica/html/mezcla.htm 2008

Lección 5 Centro de estudios profesionales: Física http://www.cespro.com/Materias/MatContenidos/Contquimica/QUIMICA_INORGANICA/soluciones. htm Febrero 2008 EDUCA: Distribución en peso de los elementos en la corteza terrestre http://herramientas.educa.madrid.org/tabla/2abundancia/si2.html2008 Solo Ciencia: La contaminación con aerosoles http://www.solociencia.com/ecologia/07030504.htm Abril 2008

146 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


CIENCIAS NATURALES Unidad 3 La célula y los seres vivos

Objetivos de la unidad Explicarás con creatividad la estructura de la célula y de algunos virus. Investigarás sus características y funcionamiento con la finalidad de describir los efectos, medios de transmisión, prevención y tratamiento del VIH-SIDA y valorarás la importancia de la célula en los seres vivos. Describirás los distintos niveles de organización de los seres vivos, identificando y comparando las células, tejidos y sistemas de órganos para comprender y valorar su funcionamiento con el fin de cuidarlos.


Unidad 3

estudia

La célula

es la base de

Los seres vivos pueden ser afectados Microorganismos

puede ser

Eucariótica Posee Núcleo y organelos membranosos

Procariótica

Virus

Animal

Vegetal

tales como Bacterias, protozoos y hongos

No posee Núcleo definido

Con esta unidad entrarás al campo de la microbiología, un mundo casi desconocido pero interesante. Si te despertó curiosidad el estudio de las partículas subatómicas en el área de química, la pequeñísima y compleja célula será de tu mayor interés porque es vida, porque la percibes, es parte de ti. Es recomendable que leas y estudies la teoría, que compares, a la vez, las partes de los esquemas, que observes y describas las imágenes relacionándolas con el texto. Cuando tengas los medios para realizar una práctica, hazla. Es la oportunidad de fijar con mayor facilidad los conceptos, realizando los procedimientos y los experimentos sencillos que implementen la objetividad característica de la ciencia. Qué bien si dispones de un microcopio; pero si no es así, consigue una lupa que te ayudará mucho a observar células y tejidos.

Descripcion del Proyecto En esta unidad construirás un modelo de célula con materiales sencillos. De esa manera, conocerás en forma divertida la estructura interna de una célula.

102 Ciencias Naturales - Séptimo Grado

son Moléculas de ADN o ARN


Lección 1

Tercera Unidad

Pequeñísima vida Motivación

En esta lección podrás identificar qué

características debe tener la materia para que pueda considerarse materia viva. La célula es microscópica, es una pequeñísima vida, pero completa y compleja. La puedes comparar con una fábrica que tiene muchos trabajadores que van de un lugar a otro haciendo sus funciones, intercambian productos, compran y venden. Así es la célula, dinámica, con muchos organelos que trabajan separadamente pero en conjunto, como un todo, que produce, acepta y libera energía, sintetiza, transfiere moléculas, se comunica con células vecinas semejantes, hacen un trabajo de comunidad, para mejorar y mantener en buenas condiciones la zona, en este caso los tejidos, que hacen funcionar los órganos y la totalidad del cuerpo de un organismo vivo. Indicadores de logro:

Explicarás con seguridad e interés el origen de la teoría celular. Identificarás y describirás correctamente a la célula como la unidad funcional y estructural de todos los seres vivos.

Describirás adecuadamente las funciones vitales que realiza la célula.

Descubrimiento de la célula Los vegetales y los animales están formados por células que, en su mayoría, son microscópicas.

para lograr variedad de resultados acumulativos de investigación.

¿Si son microscópicas cómo se descubrieron? ¿Por qué es importante estudiar algo que no se ve a simple vista? El descubrimiento de la célula y el conocimiento de toda su fisiología han permitido conocer muchísimos aspectos de la vida y su proceso.

¿Qué es la célula?

El conocimiento del proceso de la vida a partir de la célula ha sido posible después de mucho tiempo

La célula es la unidad básica, anatómica y fisiológica de cualquier ser vivo y consiste en una porción individual de materia viva llamada protoplasma. Por ello, de manera general, la célula se considera la unidad de origen, la unidad anatómica y funcional de la vida.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 103


UNIDAD 3 Descubrimiento de la célula: El descubrimiento de la célula se le adjudica al científico inglés Robert Hooke, hace más de trescientos años, al observar unas rebanadas muy delgadas de corcho con un microscopio. En 1665 publicó un informe de lo que había observado. En él expresó que el corcho era una masa con pequeñas cavidades similares a un panal de abejas. Esto le recordaba los pequeños cuartos de monasterio llamados células o celdillas ( la palabra célula proviene del latín y significa celda); de tal manera que llamó células a las estructuras que había observado en el microscopio. Robert Hooke fue uno de los científicos más importantes de la historia de la ciencia. Para realizar sus labores, Hooke fabricó sus propios microscopios. En su época se había descubierto que los lentes, mediante combinaciones adecuadas, permiten construir instrumentos ópticos mucho más poderosos.

La invención del microscopio ha permitido observar imágenes ampliadas de objetos y organismos muy pequeños, sus partes, movimientos y relaciones. Así, los seres humanos han descubierto las formas, diferencias, variedades y funciones de las células.

1

Actividad

Usa tu cuaderno de ciencias a) Dibuja un microscopio, investiga y escribe sus principales partes. b) Explica con tus palabras cuál consideras que ha sido el aporte del uso del microscopio en el descubrimiento de las células, en el desarrollo científico y en la medicina.

104 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 3 Con el uso del microscopio se han podido observar células de distintas formas: cilíndricas, esféricas, estrelladas, ovaladas y cuadradas. Dichas formas están relacionadas con la función que desempeñan. Con los avances de la tecnología, los microscopios también han evolucionado: del microscopio óptico, constituido por lentes como los que se usan en los laboratorios, se ha llegado a los microscopios electrónicos. Los microscopios ópticos permiten aumentar el tamaño de las imágenes hasta mil veces, mientras los electrónicos permiten hacerlo hasta 150,000 veces.

Células procarióticas y eucarióticas Los científicos han clasificado las células en dos grandes tipos, dependiendo de la presencia o ausencia de núcleo, en procariotas y eucariotas. Células procariotas: Son las que no poseen núcleo celular delimitado por membrana, por ejemplo, las bacterias y algas verde-azules, el ADN está libre en el citoplasma.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 105


UNIDAD 3 plantas y animales, incluyendo la clonación de algunas especies, para mejorar la calidad de vida de los seres humanos.

Células eucariotas: Son aquellas que tienen núcleo celular delimitado por una membrana que lo diferencia y lo separa del citoplasma. Se cree que evolucionaron a partir de células procarióticas. Las células eucarióticas pueden ser organismos unicelulares protistas como la euglena y el paramecio o formar los tejidos de organismos multicelulares como en los hongos, las plantas, los animales y el ser humano. Algunas características comunes de las células eucarióticas son las siguientes:

Funciones principales de la célula: La célula, al ser la unidad básica en cuanto a estructura y función de los seres vivos, realiza distintas funciones. Las principales son: nutrición, crecimiento, relación y reproducción. Nutrición: La nutrición comprende la incorporación de los alimentos al interior de la célula, donde juega un papel importante la membrana celular en la selección, absorción y asimilación de las sustancias nutritivas para la célula.

Presentan membrana celular. Poseen núcleo organizado y citoplasma con gran cantidad de organelos. Desarrollan funciones básicas de nutrición y relación con otras células.

Las células requieren sustancias nuevas que toman del medio, a las que modifican químicamente por mecanismos diversos como la transformación de la energía potencial, representada por las grandes moléculas, grasas y proteínas, en energía cinética y calor al desdoblarse éstas en otras más sencillas. Es como la comparación de los trabajadores de la fábrica: transforman unos materiales en otros productos y obtienen un salario para vivir.

Responden a estímulos externos y se reproducen. El estudio de la célula ha permitido conocer las características y funciones de los organelos celulares que la componen generando nuevos campos de estudio como la anatomía y biología celular, con grandes aplicaciones como la ingeniería genética, que al manipular los genes ha permitido el mejoramiento de Oxígeno

Agua

Agua Alimento

Dióxido de carbono

Para capturar el alimento, la ameba se deforma y lo engloba

Crecimiento:

Relación:

El crecimiento, que es el aumento de masa celular, puede producirse por el tamaño de las células o su cantidad. El aumento de tamaño de la célula puede deberse a simple ingestión de agua, pero este aumento de volumen no suele considerarse como crecimiento. El término crecimiento sólo debe aplicarse a los casos en que aumenta la cantidad de sustancia viva en el organismo, medida por el nitrógeno o las proteínas presentes.

Esta función consiste en la capacidad de la célula para percibir y responder a estímulos del medio externo Algunos estímulos a los cuales reaccionan las células son: cambios en la cantidad de sal del medio, cambios de luz o de temperatura. La respuesta de la célula puede ser la modificación en su comportamiento, como enquistarse e inmovilizarse.

106 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 3 Reproducción: La reproducción se refiere a la capacidad de la célula para dar origen a células hijas, a partir de la célula inicial (célula madre), las cuales pueden ser idénticas a la célula de origen. Este proceso permite la continuidad de las especies y a nivel celular es asexual. Hay varias formas de reproducción asexual. Ésta incluye la fisión binaria o bipartición la gemación y la esporulación. Fisión binaria o bipartición: Es la división del núcleo y del cuerpo celular en dos partes iguales, conocidas como células hijas. Durante la reproducción de la amoeba, por ejemplo, el cuerpo celular comienza a comprimirse desde el centro y el citoplasma fluye en dirección opuesta. Al mismo tiempo, el núcleo comienza a dividirse. En más o menos media hora, el citoplasma y el núcleo están completamente divididos y separados, formando dos nuevos individuos. Estas nuevas células crecen hasta alcanzar el tamaño normal de la especie y después ellas también se dividen. El paramecio, la espirogira, la euglena y las bacterias también se reproducen por fisión binaria. En las bacterias, la fisión es la división simple del cuerpo celular, puesto que estos organismos no poseen un núcleo realmente organizado. La división en las bacterias ocurre más o menos, una vez cada 20 minutos. Reproducción por gemación: En este tipo de reproducción propio de las levaduras el núcleo emigra a un extremo de la célula. Allí ocurre la división formando dos núcleos muy finos. Mientras el núcleo se divide, una pequeña proyección o yema se forma en la superficie del cuerpo celular y en esa región, cuando los núcleos se han dividido completamente, se forma una pared celular entre los núcleos, y la yema se separa. Las hidras y las esponjas se reproducen por yemas.

Célula madre

Célula hija

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 107


UNIDAD 3 Esporulación:

Reproducción sexual:

La reproducción de algunas plantas se caracteriza por la formación de finísimas estructuras llamadas esporas. Una espora usualmente contiene un núcleo rodeado de citoplasma y una membrana protectora. Cuando la espora se separa del organismo progenitor, queda libre y protegida por una cápsula y origina un nuevo organismo.

Es la forma más común y evolucionada, quizá, de reproducción de los organismos, tanto unicelulares como multicelulares.

Los organismos multicelulares, tales como los hongos y los helechos, producen esporas dentro de órganos especiales conocidos como esporangios. Un caso muy común es el moho del pan, ya que este presenta numerosas hifas que crecen y al final tienen una cápsula con muchas esporas. Las esporas pueden ser negras, amarillas, verdes o azules dependiendo de la especie. Cuando las esporas maduran, son liberadas y transportadas por el viento. Si caen en ambiente favorable, tal como el pan, las esporas germinan y forman nuevos mohos.

2

Actividad

Experimenta en tu casa a) Aparta una porción de pan y otra de tortilla b) Ponlos en una bolsa plástica, ciérrala y déjala en la mesa cuatro días. c) Observa con una lupa las partes negras o grises que se han formado. d) Investiga y escribe de qué se trata el cambio de color. Ilustra tus observaciones.

108 Ciencias Naturales - Séptimo Grado

Los gametos que originan el cigoto pueden ser semejantes. Es el caso de la reproducción sexual isogámica, o distintos, en el caso de la reproducción sexual heterogámica. En el caso de la reproducción sexual isogámica, los dos gametos no presentan diferencias apreciables. El acto de unión se denomina conjugación. Se reproducen así numerosas algas tales como las diatomeas, chlamydomonas y algunos protozoarios ciliados como el paramecio.

Punto de apoyo Algunos conceptos importantes que debes conocer son los siguientes: Gametos: son las células de la reproducción. Existen dos tipos de gametos: el masculino, llamado espermatozoide o espermatozoo y el femenino, llamado óvulo. En las plantas, el masculino se encuentra en el grano de polen. Reproducción sexual isogámica: En ella, los gametos que se fusionan tienen la misma forma externa y la misma fisiología. En este caso, no puede hablarse de gameto masculino y femenino. Es propia de alguna algas y hongos inferiores y protozoos. Reproducción sexual heterogámica. Es la reproducción sexual propiamente dicha, en la que hay gametos totalmente diferenciados.


UNIDAD 3 Las células son las unidades más pequeñas de la materia viva que pueden existir libres o asociadas en la naturaleza, ya que pueden realizar todos los procesos, reacciones químicas y funciones vitales. La teoría celular postulada por Theodor Schwann y Matthias Jakob Schleiden sostiene que todos los organismos están compuestos por una o más células, y que esas células se originaron de otras células preexistentes.Debes saber que llegar a esta teoría requirió de mucho estudio de la célula. Después del perfeccionamiento del microscopio, se aceptó por fin que todos los seres vivos están formados por células. Esta afirmación constituyó el inicio de la teoría celular, la cual ha sido confirmada por muchos investigadores e investigadoras.

Los seres pluricelulares como los hongos, los musgos, los insectos y, en general, todos los tejidos animales y vegetales, se caracterizan por estar formados por células que realizan funciones múltiples en los diferentes tejidos especializados en sus estructuras.

La teoría celular establece que: a)

Todos los organismos vivos están compuestos por una o más células.

b)

Las reacciones químicas de un organismo vivo tienen lugar dentro de las células.

c)

Las células se originan de otras células.

d)

Las células contienen la información hereditaria de los organismos de los cuales forman parte y esta información pasa de la célula progenitora a la célula hija.

Con el perfeccionamiento del microscopio, la citología ha avanzado y formulado la teoría celular moderna que plantea a la célula como unidad de origen, pues toda célula proviene de otra y es considerada la unidad estructural y funcional de la vida (citología: rama de la biología que estudia la célula). En un ser unicelular como la ameba y el paramecio que observaste en las figuras anteriores, la célula que los constituyen realiza todas las funciones vitales en el medio donde se desarrollan.

Resumen La célula es la unidad anatómica y fisiológica de los seres vivos. Además, es su unidad de origen. El descubrimiento de la célula se atribuye al científico inglés Robert Hooke. El microscopio es el instrumento que se utiliza para la observación y el estudio de la célula. Por su nivel de desarrollo evolutivo, las células pueden ser procariotas y eucariotas. Como seres vivos, las células se reproducen. Su forma de reproducción puede ser por germinación, bipartición o esporulación, así como por mitosis y meiosis en el caso de la reproducción sexual.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 109


UNIDAD 3

1

El nombre que recibe la unidad estructural y funcional de los seres vivos es: a) átomo. b) molécula biológica. c) célula. d) partícula.

3

Los científicos que se consideran los fundadores de la teoría celular son: a) Robert Hooke. b) Antonie van Leeuwenhoek. c) Theodor Schwann y Mathias Schleiden. d) Méndel y Schleiden.

2

Robert Hooke, al descubrir la célula, estaba observando una: a) rebanada de panal de abejas. b) rebanadas de corcho. c) Rebanadas de corcho y panal de abejas. d) Rebanada de pan con miel.

4

Es la forma de reproducción asexual de las amebas: a) la esporulación. b) la gemación. c) la fisión binaria. d) la mitosis.

1) c.

Soluciones

2) b.

3) c.

Autocomprobación

4) c.

MIRADAS A FONDO La potencia amplificadora es la principal diferencia entre un microscopio óptico y el microscopio electrónico que utiliza electrones para iluminar los objetos. El microscopio óptico, tiene menor resolución. En cambio, todos los microscopios electrónicos disponen de un cañón que emite los electrones que chocan contra el espécimen a observar, creando una imagen nítida y aumentada del mismo. Las investigaciones científicas han avanzado mucho a partir del uso del microscopio electrónico.

110 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


Lección 2

Tercera Unidad

La estructura de las células Motivación

E

n la lección anterior aprendiste qué es la célula y cómo fue su descubrimiento. Debes saber que así como los distintos organismos vivos están formados por muchas partes, la célula también tienen una estructura completa y compleja, es decir, que está formada por muchas partes que se complementan en su organización, relación y funcionamiento. En esta lección aprenderás cómo se llaman esas partes y la función que cada una realiza. Te sorprenderá cómo, a pesar de que se trata de algo tan pequeño, existe división del trabajo entre las distintas estructuras. Cada una de ellas es una pieza importante y todas contribuyen al funcionamiento general de la célula. Piensa en un rompecabezas, ¿puedes completarlo si te falta alguna pieza? Tu respuesta es no, porque igual que la célula, las partes se complementan en la estructura del todo y en el funcionamiento general.

Indicadores de logro:

Identificarás y clasificarás con certeza a las células en eucarióticas y procarióticas de acuerdo a sus características.

Identificarás y representarás creativamente las funciones y los organelos de una célula eucariota.

Composición de una célula Las sustancias químicas son el resultado de la combinación o asociación de varios átomos entre sí. Las moléculas pueden definirse, entonces, como un conjunto de átomos unidos por medio de enlaces químicos que buscan formar una sustancia con características propias. Por lo tanto, la molécula es la partícula de un compuesto más pequeña que puede

existir en estado libre sin perder las propiedades de la sustancia. En los seres vivos, las moléculas de mayor importancia son las precursoras de la vida, es decir, las biomoléculas. Entre éstas podemos mencionar los azúcares, las proteínas, las grasas y los ácidos nucleicos.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 111


UNIDAD 3 Se cree que, en los albores de la historia, los océanos primitivos brindaron las condiciones precisas y necesarias para que estas moléculas se organizaran entre sí y dieran origen a los primeros seres vivos. En la actualidad, la combinación de las biomoléculas en una forma muy compleja y organizada constituye la unidad estructural de los seres vivos: la célula. Cada célula debe desempeñar distintos procesos, tales como adquirir alimento, eliminar desechos y en muchos casos ser capaz de moverse y reproducirse. Así como los distintos órganos de tu cuerpo tienen una estructura adecuada a las funciones que desempeñan, de la misma manera todas las células tienen una estructura interna que incluye organelos de acuerdo a las funciones que realizan. Los organelos son estructuras dentro de la célula que participan en los procesos celulares.

Membrana celular, citoplasma, retículo endoplasmático Ahora que conoces qué es la célula y cómo fue su descubrimiento, es necesario que conozcas sobre su estructura. Debes saber que las células son muy complejas y varían en tamaño y forma según el tejido que forman o el tipo de función que desempeñan. Además, no todas las células de un organismo son idénticas, mucho menos las unicelulares, pero la mayoría tiene en común una membrana celular, núcleo y citoplasma. cloroplasto

vacuola central

núcleo retículo endoplasmático mitocondrias

pared celular

microtúbulos aparato de Golgi

plasmodesmo

ribosonas campo 1 de puntuación

membrana plasmática

Membrana celular La membrana celular separa a la célula de otras células y de los líquidos circundantes y le da forma. A través de ella se da el intercambio de materiales entre la célula y el medio que la rodea, de manera selectiva. Esta membrana no es sólida: es una membrana selectivamente permeable. Es decir, que ciertas sustancias pueden pasar a través de ella. Por eso, una de las funciones de la membrana celular es regular el paso de sustancias hacia fuera y hacia adentro de la célula.

112 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 3 La célula en conjunto realiza funciones de nutrición, relación y reproducción donde juega un papel importante la membrana celular. La nutrición comprende la incorporación de los alimentos al interior de la célula, la transformación de los mismos y la asimilación de las sustancias útiles o nutrientes para la célula. Existe un modelo que es el más aceptado sobre la estructura y composición de la membrana celular: se trata del modelo de mosaico fluido. De acuerdo con éste, las membranas celulares se forman a partir de dobles capas de fosfolípidos, en las cuales se encuentran ensambladas moléculas de proteínas. Una de las funciones de estas proteínas es contribuir en el transporte de algunas sustancias. Recuerda que estas membranas son selectivamente permeables. Membrana celular

1

Actividad

Lee, analiza y escribe en tu cuaderno: a) ¿Qué son las proteínas y los lípidos y cuál es su importancia para el organismo? Proteína: compuesto orgánico muy complejo formado por gran número de aminoácidos. Las proteínas constituyen gran parte del peso en seco de todos los organismos vivientes. El peso seco se refiere a las fibras sin contenido de carbohidratos y lípidos, entre otros. Lípido: cualquiera de los diversos compuestos orgánicos que se encuentran en las plantas y los animales con estructuras muy diferentes, pero que son insolubles en el agua y solubles en sustancias tales como éter y cloroformo. Se forman por la condensación de glicerol y ácidos grasos. Los lípidos tienen diversas funciones entre las que se incluyen las de almacenamiento, protección, aislamiento, impermeabilización e, incluso, la de ser una fuente de energía.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 113


UNIDAD 3 Citoplasma El citoplasma está constituido por los materiales celulares fuera del núcleo. En el citoplasma hay estructuras muy organizadas llamadas organelos (pequeños órganos). Cada organelo participa en actividades específicas. El citoplasma se encuentra entre la membrana celular y la envoltura del núcleo o membrana nuclear. Los organelos celulares son todas las estructuras presentes en las células eucarióticas. Están distribuidos en el citoplasma y desempeñan diversas funciones. Núcleo El núcleo es el centro de control de la célula. En ocasiones es llamado el cerebro de la célula porque es el centro director de todos los procesos celulares. De manera particular dirige el proceso de reproducción. Está delimitado por una doble membrana (membrana nuclear) con características semejantes a las de membrana celular. La membrana nuclear separa el material nuclear del citoplasma. Debes saber que de acuerdo con la presencia de un núcleo bien definido, es decir, delimitado por la membrana, y la existencia de organelos de doble membrana en la célula, se distinguen los tipos de células eucariotas y procariotas definidas anteriormente. Metafase 1

Entre los organelos de las células eucariotas se encuentra el retículo endoplasmático. El retículo endoplasmático (R E) está formado por una red de membranas dobles, paralelas, que simulan canales. Estas membranas parecen estar conectando las membranas nuclear y celular. Existen dos tipos de RE: el retículo endoplasmático rugoso y el retículo endoplasmático liso. El retículo endoplasmático rugoso está constituido por un sistema de cisternas con ribosomas adheridos a su membrana. Sus funciones son la síntesis o modificación y transporte de proteínas y el almacenamiento de éstas.

114 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 3 El retículo endoplasmático liso carece de ribosomas y está formado por túbulos ramificados y pequeñas vesículas esféricas. En este retículo se realiza la síntesis de lípidos y grasas.

Retículo endoplasmático rugoso (RER) Retículo endoplasmático liso

Mitocondrias, ribosomas y otros Mitocondrias Las mitocondrias son organelos de doble membrana. Estos organelos celulares son responsables de proporcionar la mayor parte de la energía necesaria para la actividad celular. Actúan como centrales energéticas de la célula. Las mitocondrias sintetizan energía a partir de glucosa y aminoácidos. Son las responsables de la respiración celular para obtener energía, similar a una combustión o a la respiración. Son las centrales de energía.

Ribosomas Son pequeñas estructuras granulosas unidas al retículo endoplasmático. Contienen enzimas que llevan a cabo la síntesis de proteínas. Por eso los ribosomas se consideran como las fábricas de proteínas de las células. Están formadas por proteínas y ácido ribonucleico (ARN).

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 115


UNIDAD 3 Enzimas Son sustancias de origen proteico, mayoritariamente, que actúan como catalizadores de las reacciones bioquímicas. Juegan un papel muy importante en la digestión y la regulación de la temperatura corporal, entre otros procesos. Un ejemplo lo encuentras en la papaya. Esta fruta contiene una enzima que se llama papaína, que ayuda a mejorar la digestión, por lo que debes consumirla con más frecuencia.

2 a)

Actividad Investiga algunas aplicaciones industriales de las enzimas.

Aparato o complejo de Golgi Esta estructura está formada por una serie de sacos aplanados y membranosos que reciben sustancias fabricadas por la célula, como glucosa y proteínas las cuales modifica; están colocados uno encima de otro y separados por membranas. ¿Sabes cual es la función de este organelo? El aparato o complejo de Golgi recibe las proteínas del retículo endoplasmático y actúa como un centro de empacado. El aparato o complejo de Golgi incorpora los productos terminados en vesículas de transporte que los llevan a la superficie celular y al exterior de la célula. Vesículas: almacenan, clasifican y transportan las proteínas a su destino final, hacia las estructuras donde deben ser utilizadas.

Vacuolas: porción líquida rodeada de una membrana o tonoplasto, contenida dentro de las células de las plantas y de los animales. Su función es almacenar agua y sustancias de desecho. En la célula vegetal, las vacuolas son más grandes debido a las cantidades considerables de agua y aire que almacenan. Lisosomas Guardan sustancias digestivas desechables que vierten en las vacuolas cuyo contenido se tiene que destruir. Por eso los lisosomas se conocen como el sistema digestivo de las células.

116 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 3 Resumen de las funciones celulares (fisiología celular)

Organelo

Función

Membrana celular

Comunica a las células con otras y con el medio, se encarga de regular el intercambio de materiales. Es el cerebro de la célula, dirige las actividades de las células y contiene material genético (ADN) en los cromosomas. Es la vía de comunicación dentro de la célula. Se encarga de transportar moléculas de todo tipo de sustancias. Son las encargadas de producir y regular los procesos de obtención de energía en la célula (respiración celular). Se encarga de producir, procesar y almacenar proteínas. Aportan las enzimas para la función digestiva. Se encargan de almacenar agua y alimentos para los requerimientos de la célula. Usan luz para crear alimentos a través de la fotosíntesis y son las estructuras que contienen la clorofila, solo en las células vegetales. Es una característica de las células vegetales y su función es dar apoyo físico a las demás estructuras de la célula. Son las estructuras que sintetizan las proteínas. Normalmente no se encuentran en las células vegetales. En las células animales tienen funciones durante la división celular.

Núcleo Retículo endoplasmático Mitocondrias Complejo de Golgi Lisosomas Vacuolas Cloroplastos Pared celular Ribosoma Centríolos

3 a)

Actividad En tu cuaderno escribe tres diferencias entre la célula vegetal y la célula animal.

Resumen En su estructura más general, toda célula consta de membrana celular, citoplasma y núcleo. La membrana es el órgano de la célula que la relaciona con su entorno. El citoplasma contiene todos los materiales que forman la célula: sus órganos. El núcleo es como el cerebro para la célula, ya que dirige todas sus funciones. La energía de los seres vivos es el resultado del trabajo de la mitocondria.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 117


UNIDAD 3

1

Una de las principales características de la membrana celular es que: a) es totalmente permeable. b) es selectivamente permeable. c) está compuesta totalmente de lípidos. d) está compuesta en su totalidad por proteínas.

3

Sobre el aparato o complejo de Golgi, se afirma que: a) su función es la síntesis de proteínas. b) conecta el núcleo con la membrana celular. c) es un centro de empacado de proteínas. d) protege al citoplasma.

2

Una característica del núcleo celular es que: a) posee doble membrana. b) sólo posee una membrana. c) es el cerebro de la célula. d) sintetiza proteínas.

4

Este organelo tiene lípidos y proteínas en su composición química: a) lisosoma. b) vacuola. c) aparato o complejo de Golgi. d) membrana celular.

2) c.

3) c.

1) b.

Soluciones

Autocomprobación

4) d.

LA INVESTIGACION NO TERMINA En los laboratorios se hacen cultivos de células y tejidos para investigar la reproducción y el crecimiento, así como las características y comportamiento de las mismas en condiciones variables de parámetros físicos y químicos ambientales. El estudio de la estructura y funcionamiento de la célula es muy importante, pues constituye la base para el conocimiento de los seres vivos; por lo tanto, conocer cómo funcionan los distintos tipos de células es fundamental para el desarrollo de la ciencia y, en particular, en la medicina para encontrar las causas y tratamientos de distintas enfermedades.

118 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


Lección 3

Tercera Unidad

Las diferencias existen Motivación

En la lección anterior conociste las estructuras

principales de la célula y cuál es la función que éstas realizan. Recuerda que los tipos de estructuras son muy importantes, dado que determinan el tipo de célula.

semejanzas y diferencias entre éstas. Tu curiosidad es clave para indagar sobre estos temas de importancia para tu vida y para la continuidad de tus estudios. La célula animal y la célula vegetal son diferentes, pero tienen funciones similares.

En esta lección conocerás qué caracteriza a una célula animal y a una vegetal, e identificarás

Célula animal

Estructuras comunes

Célula Vegetal

Pared celular Mitocondrias Centriolo

Membrana plasmática

Cloroplastos

Retículo endosplasmático Citoplasma Aparato de Golgi Citoesqueleto Núcleo Lisosomas y peroxisomas

Vacuola

Existen las diferencias.

Indicadores de logro:

Identificarás y describirás con interés las semejanzas y diferencias entre una célula animal y una vegetal.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 119


UNIDAD 3

Tamaño y forma de las células: La mayoría de células no es visible a simple vista. Para poder observarlas, es necesario utilizar un microscopio. El tamaño de ellas por lo general puede variar entre 1 y 20 micras.

células musculares tienen forma de fibras y su función es el movimiento; Las bacterias tienen diferentes formas: la Euglena (unicelular) tiene forma de hoja.

Una micra es la medida que se obtiene si se divide un milímetro en mil partes y se toma una de ellas. Se denomina también micrón y micrómetro.

Actividad

La forma de la célula tiende a ser redondeada o esférica en animales y rectangular o más bien prismática en las plantas. Las formas pueden variar según la función de la célula. Por ejemplo, las células nerviosas son como estrellas, las células de cebolla son hexagonales, las

120 Ciencias Naturales - Séptimo Grado

1

Observar células de espinaca. Materiales: Una hoja de espinaca, una hoja de afeitar, una lupa, agua y una superficie de vidrio Procedimiento: a) Raspa con cuidado el envés de la hoja de espinaca con la hoja de afeitar hasta que te quede transparente. b) Coloca la porción más transparente de la hoja en la superficie de vidrio y agrégale una gota de agua. c) Observa esa preparación con la lupa y describe la forma de las células que identificaste.


UNIDAD 3

Célula animal Inicialmente estudiarás las generalidades de las células eucarióticas porque ahí están incluidas las células vegetales y animales. Las observarás por separado para que luego encuentres las diferencias entre ellas. Las células de los animales son diferentes a las células de las plantas, principalmente porque éstas últimas tienen membrana y pared celulares cloroplastos y grandes vacuolas. Vacuolas Son estructuras presentes en las células vegetales y animales. Las vacuolas, en las células animales, son más pequeñas y numerosas. Su función es almacenar aire y agua. Centríolos

Las células heterótrofas son aquellas que no sintetizan su propio alimento y necesitan tanto una fuente externa de energía como de materiales de construcción de sus propias moléculas.

2

Actividad a)

Copia el siguiente cuadro en tu cuaderno y escribe una X en la celda correspondiente a la relación correcta. Ejemplo de células

Autótrofa

Heterótrofa

Célula de arroz Célula sanguínea Célula del polen Célula de la piel

Los centríolos son una pareja de estructuras semejantes a cilindros huecos. Las paredes de los centríolos están compuestas de microtúbulos (nueve grupos de tres microtúbulos). En las células normalmente se encuentran en parejas en ángulo recto, formando el centrosoma. Es exclusivo de las células animales. La función es desconocida, pero se cree que el material pericentriolar tiene participación en el proceso de división celular.

Las células animales son células eucarióticas heterótrofas y las células vegetales son eucarióticas autótrofas porque éstas producen o sintetizan sus propios alimentos.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 121


UNIDAD 3

3

Actividad

A continuación se te presenta un esquema de célula animal con diferentes partes señaladas. A partir de lo que tú has estudiado en estas lecciones o con la ayuda de algún libro, determina el nombre de la estructura de acuerdo al número. Haz esta actividad en tu cuaderno.

(Célula animal) a) Nucleolo b) Núcleo c) Ribosoma d) Vesícula e) Retículo Endoplasmático Rugoso f) Aparato de Golgi

122 Ciencias Naturales - Séptimo Grado

g) h) i) j) l) m)

Membrana celular Retículo Endoplasmático Liso Mitocondrias Peroxisomas Citoplasma Lisosomas


UNIDAD 3

Célula vegetal Existen algunas estructuras u organelos que son específicos de las células vegetales. Este tema se centrará en la descripción de los aspectos que caracterizan a estas células. Vacuolas Como recordarás, las vacuolas son vesículas muy grandes rodeadas de membranas. Las vacuolas no son específicas de las células vegetales, pero existe un aspecto que sí lo es. En las células vegetales por lo general sólo existe una vacuola y ésta puede llegar a ocupar el 90% del volumen celular. No olvides que las vacuolas realizan funciones de almacenamiento. Pared celular La pared celular, también llamada pared vegetal, se sitúa hacia fuera de la membrana celular y es rígida. Está constituida por celulosa. ¿Sabes cuál es la función de la pared celular? Su función es proteger a las células y mantener su forma. Celulosa: polisacárido formado por unidades de glucosa. Se usa como soporte estructural y es el principal componente de la pared celular de las células vegetales.

La celulosa es útil para la fabricación del papel

Cloroplastos Los cloroplastos son organelos delimitados por una doble membrana que deja en el interior un contenido llamado estroma y una serie de laminillas, llamadas discos tilacoides que se juntan constituyendo el grana. Estas laminillas poseen clorofila, que es un pigmento verde necesario para realizar la fotosíntesis.

Punto de apoyo Fotosíntesis: proceso por medio del cual las células utilizan la luz solar para transformar el anhídrido carbónico y el agua en sustancias químicas útiles como la glucosa y el oxígeno que les sirven de alimento.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 123


UNIDAD 3

4

Actividad

A continuación se te presenta una célula vegetal con diferentes partes señaladas. A partir de lo que tú has conocido en estas lecciones, determina el nombre de la estructura señalada de acuerdo al número. Haz esta actividad en tu cuaderno.

a) b) c) d) e) f) g) h) i) j)

Cloroplasto Microtúbulos Vacuola Membrana celular Pared celular Aparato de Golgi Retículo Endoplasmático Liso Retículo Endoplasmático Rugoso Nucleolo Núcleo

124 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 3

5

Actividad

Sigue las indicaciones: Copia el cuadro en tu cuaderno. a) Descubre al menos tres semejanzas y tres diferencias en cuanto a la estructura de las células animales y vegetales. b) Escribe los nombres de siete estructuras u organelos celulares. c) Relaciona las estructuras con la célula animal o con la célula vegetal. d) En cada columna escribe la palabra presente o ausente, dependiendo de si la estructura de esa fila se encuentra o no en cada tipo de célula. Estructura

Célula animal

Célula vegetal

Membrana celular Citoplasma Núcleo Cloroplasto Ribosoma Centríolo Mitocondria Pared celular Aparato o complejo de Golgi.

Presente Ausente

Ausente Presente

Resumen Las plantas y los animales están constituidos por células que, aunque presenten diferencias, tienen semejanzas y sobre todo funciones similares que fundamentan la vida (nutrición, respiración, crecimiento, reproducción, transmisión de caracteres hereditarios, en otras.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 125


UNIDAD 3

1

Una característica específica de la célula animal es que: a) posee cloroplastos. b) posee mitocondrias. c) presenta aparato de Golgi. d) ninguna es correcta.

3

Presentar vacuolas pequeñas y centríolos es una característica de: a) las células vegetales. b) todas las células procarióticas. c) todas las células eucarióticas. d) las células animales.

2

Una característica específica de la célula vegetal es que:

4

La estructura de la célula vegetal que contiene celulosa es:

a) posee cloroplastos.

a) cloroplastos.

b) posee mitocondrias.

b) núcleo.

c) presenta aparato de Golgi.

c) pared celular.

d) ninguna es correcta.

d) vacuola.

Soluciones

1) d.

2) a.

3) d.

Autocomprobación

4) c.

VALIOSÍSIMA PEQUEÑEZ La biología molecular es el fundamento de las investigaciones sobre las propiedades bioquímicas de la materia viva y es propia de las funciones de las células y los tejidos que forman en todos los organismos. También el estudio de la estructura de las células animales y vegetales, así como de las semejanzas y diferencias entre ellas, ayuda a los científicos a determinar y ubicar a algunos seres vivos en una o en otra categoría, por eso el conocimiento de la célula es el principio la taxonomía, de la genética, de la fisiología, la anatomía y otras áreas de las ciencias biológicas.

126 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


Lección 4

Tercera Unidad

Cuidado con los virus y las enfermedades Motivación

R

amón ya no se levantaba, estaba débil, pálido, muy delgado, con neumonía, fuertes dolores musculares y en los huesos, problemas gastrointestinales, depresión y más. Tenía amor por la vida que ya se le acababa: Ramón tenía SIDA. Este señor padecía algunas de las enfermedades colaterales al Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida, SIDA, cuyos síntomas son irreversibles. ¿Qué le causó directamente la enfermedad a Ramón? El VIH, el virus más temible y propagado en los últimos tiempos y en todo el mundo a través de relaciones sexuales sin protección, contacto con sangre infectada e incluso por la leche materna.

Indicadores de logro:

Identificarás e ilustrarás con destreza y creatividad las partes principales de un virus: la cápsula y las moléculas de ácido nucleico (ADN y ARN).

Indagarás y explicarás en forma objetiva los efectos, medios de transmisión, prevención y tratamiento del VIH-Sida.

Los virus como caso especial: Características, formas de contagio Si has padecido de alguna enfermedad viral, ¿qué virus te la causó? ¿Qué te dijo el médico? ¿Qué son los virus y dónde se encuentran? Los virus son seres que no se consideran organismos vivos, porque no se alimentan ni respiran y carecen de movimiento propio. Tampoco pueden vivir libremente, pues son parásitos obligados y necesitan infectar una célula para usar sus componentes moleculares y a partir de ellos reproducirse por replicación de los ácidos nucleicos.

Los virus se encuentran por todas partes, producen diversas enfermedades, por ejemplo la hepatitis y la influenza, entre otras y se pueden adquirir por diversas vías. Las personas se pueden contagiar por las vías respiratorias, por el tubo digestivo, por las heridas, por transfusiones de sangre o a través del contacto sexual.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 127


UNIDAD 3 Los virus tienen la característica de producir enfermedades en las personas, animales y plantas. La estructura de los virus es sencilla, generalmente está constituida por una cabeza y una cola, las dos partes tienen una cubierta hecha de sustancias llamadas proteínas.

Los virus se clasifican según el tipo de células que parasitan: a)

Si penetran plantas o animales, se les llama virus vegetales y virus animales, respectivamente.

b)

Si se hospedan en organismos unicelulares, como las bacterias, se denominan bacterianos o bacteriófagos.

La única característica común entre los virus y los seres vivos es que se reproducen; pero aun en esto existen diferencias, ya que los virus convierten a las células donde penetran en fábricas en las cuales se ensamblan miles y hasta millones de nuevos virus. Eso es lo que los hace tan peligrosos. Reproducción de los virus: Si no están dentro de una célula viva, los virus carecen de actividad interior y son incapaces de reproducirse por los medios que normalmente usan los seres vivos. Su multiplicación se lleva a cabo a través de un proceso llamado replicación, que consta de varias etapas. Etapas de la reproducción y formas de contagio de los virus: 1.

Absorción: el virus llega a la superficie de la célula atacada y se prende a ella a través de estructuras especiales que posee.

2.

Penetración: Luego de fijarse a la superficie de la célula atacada, la cubierta de proteína del virus se une con la cubierta de la otra célula y, de este modo, el interior del virus entra en la célula.

128 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 3 3.

Replicación: éste es el paso que da nombre a todo el proceso. Una vez dentro de la célula atacada, el ADN viral usa los ácidos nucleicos de ésta y los cambia, a fin de que fabrique los componentes necesarios para crear nuevos virus. La célula deja de trabajar para sí misma y empieza a hacerlo para el virus.

4.

Ensamble y maduración. Cuando ya se han fabricado nuevos componentes virales, el ADN o ARN ordena al huésped que ensamble virus completos, al mismo tiempo que fabrica más. Los virus recién creados empiezan a acumularse dentro de la célula huésped, en espera del momento de salir.

5.

Salida o liberación. Cuando la célula huésped está completamente llena de nuevos virus, revienta y éstos son liberados al ambiente, donde cada uno de ellos atacará una célula nueva.

El proceso dejará de repetirse cuando la enfermedad se detenga o el ser afectado muera. En algunos casos, los nuevos virus salen lentamente y la célula no es destruida en el proceso.

Ciclo vital de un bacteriófago

1

Actividad

a)

Dibuja la célula como un óvalo grande y el virus como un triángulo mucho más pequeño y escribe los nombres: célula (el óvalo), virus (el pequeño triángulo) Si la célula puede compararse con una fábrica química, ¿pueden los virus compararse con intrusos que entran a la fábrica y obligan a los ácidos nucleicos a elaborar otros productos? ¿Por qué? b) Explica porqué los virus no se consideran seres vivos, pero tampoco seres inertes.

Punto de apoyo La adsorción es un proceso por el cual átomos, iones o moléculas son atrapados o retenidos en la superficie de un material. La absorción es el proceso mediante el cual el cuerpo absorbe los nutrientes necesarios para continuar con su vida luego de la digestión.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 129


UNIDAD 3

Enfermedades virales Entre las enfermedades producidas por los virus en los seres humanos están: a)

Catarro común: es muy contagioso. Lo provocan los rinovirus, coronavirus y los piconavirus. Estos virus pasan de una persona a otra por contacto, producen malestar general, aumento de la secreción nasal, congestión y estornudos. No suele causar fiebre.

b)

Influenza o gripe. Suele confundirse con el catarro, pero es más grave. Se produce por un grupo de virus, llamados mixovirus, de transmisión aérea y rápida propagación. La enfermedad tiene un ciclo de diez días y se previene a través de la vacuna antigripal.

c)

Hepatitis A: es una enfermedad que afecta al hígado y se caracteriza por la fiebre, el color amarillo de la piel y por dolores abdominales. La hepatitis se contrae al consumir alimentos contaminados con heces fecales. Esa contaminación también es frecuente en el agua que se considera potable, ya que muchas veces en las cañerías se filtran las aguas negras.

d)

Síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA)

Algunas enfermedades virales son comunes en la infancia y presentan síntomas con lesiones características de la piel. Entre las más frecuentes figuran la rubéola y el sarampión. La principal medida preventiva ante estas dos enfermedades es la administración de la vacuna triple viral.

130 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 3 VIH Sida El SIDA se considera una infección de transmisión sexual porque más del 70% de los casos se transmite por esa vía. Sus siglas significan Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida. Es padecida por millones de personas en todo el mundo. Esta enfermedad la causa el Virus de Inmunodeficiencia Humana (VIH), el cual entra al cuerpo por diferentes vías y se aloja en las células del sistema inmunológico, los glóbulos blancos del tejido sanguíneo, a los que destruye y deja al organismo expuesto a cualquier infección. Poco a poco, el cuerpo se debilita hasta morir.

Punto de apoyo

debe haber rotura o laceración en los tejidos de la persona sana. En las transfusiones sanguíneas, en cambio, el virus penetra directamente a la sangre. Hoy en día el contagio por transfusiones sanguíneas no suele ocurrir porque existen estrictos controles sanitarios en los hospitales. El virus VIH no se contagia así: a)

Por estar cerca, abrazar o tocar a una persona infectada.

b)

Por picaduras de insectos.

c)

Por utilizar el mismo servicio sanitario.

d)

Por prestarse la ropa o platicar.

e)

Por compartir los cubiertos.

Actualmente el VIH/SIDA se considera como la infección de mayor peligro por el hecho de que, a pesar de los años de investigaciones, estudios y avances médicos y científicos, continúa siendo una enfermedad incurable. Aún no hay ningún tratamiento eficaz para curar esta enfermedad. Actualmente se utilizan diferentes combinaciones de medicamentos que ayudan a prolongar la vida de quienes la padecen. ¿Cómo se contagia una persona con el Virus de la Inmunodeficiencia Humana (VIH)? El VIH ataca al sistema de defensa inmunológico del ser humano y se adquiere por contacto directo por varias vías. Científicamente se mencionan como las vías de transmisión del SIDA, comprobadas, las siguientes: 1.

Mediante relaciones sexuales con personas infectadas, sin tomar precauciones.

2.

De la madre al hijo o hija, durante el embarazo, el parto o la lactancia.

3.

Por recibir una transfusión sanguínea con sangre infectada u órganos y tejidos de donantes contaminados.

4.

Por compartir el uso de jeringas.

Para que penetre el virus durante las relaciones coitales

Prevención de la transmisión sexual del VIH No existe ningún signo exterior que permita conocer si una persona es seropositiva, es decir, portadora del VIH. Por lo tanto, ante personas no conocidas con las que se vaya a establecer una relación sexual, es recomendable valorar las consecuencias que puede tener dicha relación, puesto que en una sola relación coital con alguien infectado se puede adquirir el VIH.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 131


UNIDAD 3 Una relación ocasional, un solo contacto, puede ser la puerta de entrada para contagiarse con el VIH de por vida. Por ello se dice que la mejor forma de evitar el contagio es la abstinencia sexual, considerando que las relaciones sexuales, tanto homo como heterosexuales, tienen un alto riesgo de transmisión del virus del SIDA. La presencia de otras enfermedades de transmisión sexual y las lesiones genitales favorecen la transmisión del virus. La mayoría de las personas infectadas lo han sido en una relación sexual. El contacto de la boca con el esperma o las secreciones vaginales suponen un riesgo de transmisión cuando existen lesiones en la boca Recomendaciones: Ser fiel a la pareja. Esto implica evitar las relaciones sexuales con personas que se sospecha o ya se sabe que tienen el VIH. También implica evitar tener múltiples parejas o relacionarse sexuales con personas que tienen múltiples parejas. Usar preservativo. El preservativo es eficaz en la prevención de todas las infecciones de transmisión sexual (ITS). Sin embargo, el riesgo siempre existe. Comprobar la fecha de caducidad del preservativo y retirarlo de su envoltorio con precaución para no deteriorarlo. Si carece de depósito, crearlo dejando un espacio libre de 2 cm a lo largo de la punta del pene y apretar la punta del depósito para expulsar el aire.

Con la prevención, el respeto, la prudencia o la abstinencia evitamos contagiarnos con el VIH y también podemos evitar otras las infecciones de transmisión sexual (ITS). Las mujeres VIH positivas deben ser asesoradas acerca del riesgo que sufriría un bebé si quedaran embarazadas. Las madres VIH positivas no deben dar de mamar a su bebé.

132 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 3 Prevención de la transmisión parenteral En la actualidad es posible la transmisión del SIDA por la sangre en el uso compartido de las jeringas que algunas personas utilizan para preparar e inyectarse drogas. Recomendaciones Evitar o abandonar el consumo de drogas de todo tipo. Utilizar agujas y jeringuillas desechables No recibir ninguna sesión de acupuntura ni realizarse ningún tatuaje si las condiciones de esterilidad del material empleado ofrecen pocas garantías. No donar sangre si en los tres meses anteriores se ha estado expuesto a un comportamiento o situación de riesgo. Evitar el contacto con la sangre de otra persona, por lo cual se recomienda el uso de protectores como mascarillas, guantes y gafas al atender a una persona herida, principalmente si es desconocida.

Somos jóvenes sanos y responsables, no usamos drogas

Resumen

2

Actividad

Responde la pregunta y razona tu respuesta. ¿Cuáles de los siguientes comportamientos entrañan el riesgo de contraer SIDA? a) Tener muchas parejas sexuales. b) Abrazarse. c) Compartir una rasuradora.

Los virus no son seres vivos, producen diversas enfermedades, por ejemplo la hepatitis y la influenza, entre otras, y se pueden adquirir por diversas vías Algunas enfermedades virales son comunes en la infancia como la rubéola y el sarampión. La principal medida preventiva ante estas dos enfermedades es la administración de la vacuna triple viral. Una enfermedad viral muy peligrosa en la actualidad es el VIH. Suele propagarse a través de las relaciones sexuales, aunque existen otras formas de transmisión.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 133


UNIDAD 3

Se reproducen y no son seres vivos porque no respiran ni se alimentan: a) las moléculas. b) las partículas. c) los virus. d) las células.

3

En los virus: absorción, replicación, penetración y liberación son etapas de: a) la reproducción. b) la prevención. c) la maduración. d) la transmisión.

De las siguientes enfermedades solamente una no es viral .

a) el sida.

4

b) el sarampión.

c) la hepatitis A.

d) la neumonía.

Una forma de adquirir el VIH – SIDA es en las relaciones: a) sociales. b) sexuales. c) ambientales. d) humanas.

2

3) a.

2) c.

1) b.

1

Soluciones

Autocomprobación

4) b.

INVASORES PELIGROSOS La lucha contra los virus interminable. Las infecciones pueden llegar a ser tan peligrosas que en pocas horas pueden acabar con las defensas del organismo. Muchas veces las defensas del cuerpo los detectan y empiezan a combatirlos; en respuesta, los virus invasores se defienden mutando de inmediato para engañar al cuerpo, y así asestar el golpe final. Son muchos los virus que combaten contra el ser humano y en ese campo no tenemos las suficientes armas para eliminar a muchos de ellos, como el VIH, y más recientemente el de la gripe AH1N1. Por eso es necesario prevenir para evitar el contagio.

134 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


Lección 5

Tercera Unidad

Así estamos formados los seres vivos Motivación

L

as diferentes estructuras de los seres vivos funcionan en perfecta relación, coordinación y dependencia desde la fase embrionaria hasta la madurez. Puedes comparar a los seres vivos con las maquinarias que parecen muy sencillas pero son muy complejas, ya que tienen muchas partes coordinadas y dispuestas para funcionar a la perfección como un sistema. Piensa en dos partes de una planta que consideres aisladas una de la otra: las semillas y las flores, por ejemplo, pueden estar separadas pero no son independientes. Las semillas son materia viva y a la vez generan vida. Son el resultado de una fructificación que sucedió después de una floración; pero antes hubo foliación, crecimiento y madurez de la planta. Tanto las plantas como los animales y el ser humano estamos formados por células, tejidos, órganos y sistemas que funcionan en equipo y forma coordinada.

Indicadores de logro:

Explicarás correctamente que los tejidos están formados por asociaciones de células que se encuentran ordenadas y diferenciadas. Describirás e ilustrarás con originalidad los principales tejidos animales y vegetales.

Compararás con certeza, a través de esquemas, las semejanzas y diferencias entre tejidos animales y vegetales. Explicarás y representarás creativamente los diferentes sistemas de órganos.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 135


UNIDAD 3

Estructuras subcelulares, células y tejidos Las moléculas de la vida o biomoléculas son aquellas precursoras de la vida. Entre éstas, podemos mencionar los azúcares, las proteínas, las grasas y los ácidos nucleicos. Se cree que los océanos primitivos de la Tierra, hace millones de años, brindaron las condiciones precisas y necesarias para que estas moléculas se organizaran entre sí y dieran origen a los primeros seres vivos (acuáticos). En la actualidad, la combinación de las biomoléculas en una forma muy compleja y organizada constituye la célula como unidad estructural de los seres vivos.

La célula es el origen de la vida y toda célula proviene de otra. Estructuras subcelulares: Son los organelos celulares y las biomoléculas incluidas en cada uno de ellos , porque las sintetizan o las utilizan en la función que separadamente o en conjunto realizan. Ejemplos: ribosomas, mitocondrias y más. Una de las características de la materia viva es su capacidad de organizarse. La estructura de los seres vivos se plantea en niveles de organización que van desde el átomo, molécula, organelo, célula, tejido u órgano, hasta el individuo, cuya agrupación forma las poblaciones, las comunidades, los ecosistemas y la biósfera, que está constituida por todos los ecosistemas del planeta y las interrelaciones que se establecen entre éstos.

136 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 3 Niveles de organización 1.

Después de que los átomos se unen y forman moléculas, estas constituyen las células y aparecen características y funciones exclusivas de ellas.

Una célula es la porción más pequeña de materia viva. Por eso se dice que cada una de las células de un ser vivo realiza las funciones propias de nutrición, relación y reproducción.

2.

El conjunto de células con igual estructura y funció forman un tejido. Por ejemplo, el tejido muscular, nervioso, sanguíneo y óseo.

3.

El conjunto de tejidos forma órganos.

4.

El conjunto de órganos forma sistemas, como el sistema respiratorio, excretor, muscular y otros.

5.

El conjunto de sistemas forma un organismo complejo o individuo.

Células

Tejidos

Órganos

Sistemas

Individuo

Tejidos: En las plantas y animales hay variedad de tejidos que están especializados para realizar funciones como el crecimiento, protección o conducción de las sustancias que los nutren. Algunos seres unicelulares poseen organización colonial, donde las células son independientes aunque vivan juntas, como las bacterias, algas y otros. Existen organismos unicelulares como las amebas, paramecio, y euglenas, que tienen vida independiente y aun siendo unicelulares realizan todas las funciones vitales. En la clasificación morfológica o estructural de los tejidos se toma en cuenta el mayor o menor grado de diferenciación de la célula, la mayor o menor abundancia de sustancias intercelulares y la consistencia de la misma. Los tejidos humanos de acuerdo a la diferenciación de las células se clasifican así: 1.

Si las células son poco transformadas:

a)

De escasa sustancia intercelular: tejido epitelial.

b)

De abundante sustancia intercelular líquida: tejidos hemolinfático, linfático y sanguíneo.

c)

De abundante sustancia intercelular sólida: tejidos conjuntivo, cartilaginoso y óseo.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 137


UNIDAD 3 2.

Si las células son muy transformadas: tejidos muscular y nervioso.

Un tejido es una organización o conjunto de células que funcionan juntas para cumplir una actividad especializada. Así por ejemplo, algunos tejidos determinan el movimiento de sus partes, otros transportan los alimentos a través de los órganos corporales. Algunos tejidos protegen y soportan el cuerpo y otros funcionan produciendo sustancias. Clasificación funcional de los tejidos animales según la función que desempeñan: Tejido de revestimiento, elaboración e intercambio

Epitelial cartilaginoso

Tejido de sostén

Óseo hemolinfático

Tejido de circulación y nutrición

Linfático sanguíneo

Tejido de movimiento

Muscular nervios

Los cartílagos y huesos están constituidos por tejido conectivo que se divide en dos clases: cartilaginoso y óseo. En ambos predomina la sustancia intercelular. El tejido cartilaginoso presenta sustancia celular, dura o semidura. En el tejido óseo esa sustancia es más dura y rígida. Existen dos tipos de tejido óseo: 1.

Esponjoso: en la parte central de los huesos.

2.

Compacto: contiene vasos sanguíneos y nervios.

El estudio de los huesos lo realiza la parte de la anatomía llamada osteología, analizando su forma, constitución y funcionamiento.

138 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 3 Tejidos vegetales: Las células de las plantas se agrupan, igual que las de los animales, formando tejidos. Los tejidos en los vegetales son: meristemático, protector, parenquimático, conductor y de sostén. El tejido meristemático es el responsable del crecimiento de la planta tanto en su longitud como en su grosor. Los tejidos protectores tienen como función proteger a la planta de la resequedad y de otros factores externos que le significan peligro. Está localizado a lo largo de la epidermis y endodermos. La epidermis es la capa gruesa y continua que observamos sobre toda la superficie del tallo. Los tejidos parenquimáticos son los responsables de producir y almacenar el alimento, aire y agua. Los tipos de parénquima son: Clorofílico De almacenamiento Aerífero Acuífero Tejido epidérmico: Función protectora de las hojas y los tallos jóvenes

Meristemo: Tejido de crecimiento, en las ápices de raíces y tallos

Llamado clorénquima. Realiza la fotosíntesis. Se encuentra en las partes verdes de la planta. Guarda reservas de sustancias nutritivas como almidones, lípidos y proteínas. Se encuentra en raíces, tallos subterráneos como tubérculos, y semillas. Lo tienen las plantas acuáticas y sirve para almacenar aire suficiente para flotar y respirar. Las plantas de ambientes secos tienen un parénquima acuífero para almacenar agua. Parénquima: Tejido fundamental fotosintético o de almacén, hojas, tuberculos

Súber: En tallos y raíces viejas con función protectora

Tejido conductor Interior de los troncos y los tallos, nervaduras de las hojas

Los tejidos conductores se encargan del transporte de sustancias, agua y minerales. Se clasifica en xilema y floema. El xilema, o vasos leñosos conduce el agua y los minerales la savia bruta, desde la raíz, a toda la planta. Es un tejido leñoso que podemos observar a simple vista, pues constituye los anillos que se ven en los troncos cortados, con los cuales el grosor del tronco ha ido aumentando cada año. El floema o vasos liberianos, lleva la savia elaborada (sustancias nutritivas) desde las hojas hacia toda la planta. Los tejidos de sostén son los que ayudan a la planta a mantenerse erguida. Estos son dos: colénquima y esclerénquima.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 139


UNIDAD 3

1

Actividad

Investigación de campo: a) Busca el tronco recortado de un árbol, observa los tejidos circulares. b) Dibújalos tal como están, investiga el nombre del árbol. c) Busca el nombre de los tejidos en este libro o en Internet. d) Compara los tejidos observados con el esquema de tejidos vegetales Los tejidos vegetales más importantes y observables en recortes transversales de los tallos de las plantas superiores son colénquima y esclerénquima. El colénquima se encuentra inmediatamente por debajo de la epidermis, en los pecíolos y venas centrales (nervaduras) de las hojas. Es un tejido de sostén temporal. El esclerénquima es un tejido fibroso o pétreo, La membrana de las células es muy dura y alcanza tal espesor que sólo deja una cavidad muy reducida en el interior de la célula. El colénquima y el esclerénquima dan fortaleza y soporte al tallo y protegen a los tejidos internos más blandos. Las células pétreas se encuentran especialmente en frutos y semillas. Las cáscaras de las nueces contienen muchas células pétreas.

2

Órganos, sistemas de órganos e individuo El siguiente nivel de organización lo constituyen los órganos. Un órgano está formado por una reunión de tejidos que cumplen una función específica. Por ejemplo: el corazón, los ojos, el estómago, las hojas, las raíces, las flores y más. hueso

perimisio

Actividad

Experimenta e investiga en tu casa. Materiales: un frijol, una lupa, lápiz, un diccionario y el cuaderno de Ciencias Naturales. Procedimiento: a) Separa los cotiledones de un frijol b) Observa las partes del esquema y con una lupa localiza la plúmula y la radícula c) Compara lo que observas con el esquema d) Busca en el diccionario la definición de meristemo y escríbela en tu cuaderno.

140 Ciencias Naturales - Séptimo Grado

endomisio

tendón

epimisio

fibra muscular

El conjunto de órganos afines forman un sistema, ejemplo: el sistema digestivo, respiratorio, muscular y otros que forman el cuerpo humano y animales multicelulares. De igual modo, el conjunto de sistemas conforman al organismo, que puede ser hombre o mujer, un hongo, una planta o un animal.


UNIDAD 3 Sistema circulatorio El sistema circulatorio es el conjunto de tejidos y órganos que permiten la circulación de nutrientes, hormonas y desechos metabólicos por las distintas células del cuerpo. Está constituido por dos subsistemas: el cardiovascular y el linfático. En general, son elementos del sistema circulatorio el plasma, las células sanguíneas, las arterias, el sistema de vasos sanguíneos o capilares, las venas cardiovasculares y el corazón.

cual protege y lubrica las paredes estomacales. El hígado y el páncreas participan en el proceso y su función es liberar sustancias químicas que facilitan la función digestiva. Por procesos mecánicos y químicos de la digestión, se transforman los alimentos en sustancias nutritivas y en la energía que el organismo necesita para su funcionamiento normal.

Resumen

Capilares

Sistema digestivo Está formado por el tracto o tubo digestivo que comienza desde la boca, seguido por la faringe, el esófago, el estómago y los intestinos (grueso y delgado). La longitud del tubo digestivo es entre siete y nueve metros. También son parte del sistema digestivo las glándulas anexas: glándulas salivales y la glándula del fundus, la

Los seres vivos estamos formados por células, y estas a su vez están formadas por pequeñísimas estructuras subcelulares que consisten en moléculas especializadas que sostienen la vida. Una de las características de la materia viva es su capacidad de organizarse. Los seres vivos, al igual que toda la materia que existe en el universo, consisten en asociaciones de átomos y moléculas. Estas partículas están organizadas en una estructura fundamental para la vida: la célula. A partir del nivel celular, comienza la compleja organización de los seres vivos, que implica tejidos, órganos y sistemas de órganos para constituir a cada individuo.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 141


UNIDAD 3

1

En la organización de los seres vivos, en su orden, los tejidos forman: a) sistemas. b) órganos. c) individuo. d) células.

3

2

Un tejido animal de células muy diferenciadas y especializadas es:

a) el epitelial

4

b) el cartilaginoso

c) el nervioso

d) el óseo

Un tejido vegetal que se encuentra en los pecíolos de las hojas es. a) colénquima. b) esclerénquima. c) epidérmico. d) meristemo.

2) c.

3) a.

Son glándulas anexas del sistema digestivo: a) las sudoríparas.

b) las salivares.

c) las sebáceas.

d) la parótida.

1) b.

Soluciones

Autocomprobación

4) b.

PLANTAS BONDADOSAS Desde la Antigüedad, el ser humano ha sacado ventaja de los tejidos animales y vegetales, obteniendo de estas fuentes sus materias primas, su ropa, su alimento y hasta su medicina. Y esto sucede aún en nuestros días. Un ejemplo típico lo tenemos en la planta llamada “Aloe vera” y que es conocida como sábila. Su uso se extiende desde la industria de la belleza hasta el campo de la medicina. Se conocen amplias aplicaciones de la sustancia producida por esta planta para tratamientos dermatológicos, pues aplicándola en las heridas las desinfecta y estimula el crecimiento de nuevas células acelerando la cicatrización de las lesiones en la piel.

142 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


Solucionario Lección 2 Actividad 2 a) Las enzimas son de gran importancia en la industria química, y en la industria de la elaboración de detergentes para remover las manchas más difíciles de la ropa. Actividad 3 Posibles respuestas. a) La célula vegetal tiene cloroplastos y la célula vegetal no los tiene. b) La célula animal tiene centríolos y la célula vegetal no los tiene. c) La célula vegetal tiene pared celular, además de membrana, y la célula vegetal solo tiene membrana celular.

Lección 3 Actividad 2

Ejemplo de células

Autótrofa

Célula de arroz Célula sanguínea Célula del polen Célula de la piel

X

Heterótrofa X

X X

Actividad 3 (Célula animal) Los nombres: a) Nucleolo b) Núcleo c) Ribosoma d) Vesícula e) Retículo endoplasmático rugoso f) Aparato o complejo de Golgi g) Membrana celular h) Retículo endoplasmático liso i) Mitocondrias j) Peroxisomas k) Citoplasma l) Lisosomas m) Centríolo

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 143


Solucionario Actividad 4 a) Cloroplasto b) Microtúbulos c) Vacuola d) Membrana celular e) Pared celular f) Aparato o complejo de Golgi g) Retículo endoplasmático liso h) Retículo endoplasmático rugoso i) Nucleolo j) Núcleo

Lección 4 Actividad 1 a) Sí, porque el virus toma autonomía dentro de la célula y la obliga a elaborar productos nocivos y así multiplicarse. b) Los virus no tienen las características de los seres vivos, solo se reproducen y son activos en presencia de una célula y por eso tampoco se consideran inertes. Actividad 2 a) Tener muchas parejas sexuales. c) Compartir una rasuradora.

144 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


Actividad integradora Las actividades que tomarás como fases para tu actividad integradora son: De la lección 3: las actividades 3 y 4 porque son las fundamentales en la comparación y diferenciación de las células animal y vegetal y si tú lo entiendes, lo puedes explicar en la exposición o proyecto final de asignatura. De la lección 4 puedes hacer un cartel u hojas volantes sobre las enfermedades virales, las formas de contagio y de prevención. Mientras expliquas tu proyecto, podrías entregar esa información. Tu actividad integradora se llamará “Modelos de células”. Consiste en construir dos células grandes en maquetas, una vegetal y la otra animal. Materiales: Plastilina de ocho o diez colores diferentes Un pliego de durapax o de cartoncillo. Palillos y viñetas Procedimiento: a)

Escribe los nombres de todas las partes de la célula en las viñetas y pégalas en los palillos.

b)

Divide el durapax en dos partes iguales sin cortar y prepara la base de la primera célula con plastilina de un solo color en el espacio correspondiente.

c)

Modela inicialmente el citoplasma y la membrana celular.

d)

Haz un corte transversal en la membrana celular para que puedas determinar su composición, según el esquema correspondiente.

e)

Construye los organelos según los esquemas de la lección y de colores diferentes, luego pégalos en su lugar, ya sea en el núcleo o en el citoplasma.

f)

Inserta el palillo con la viñeta y el nombre en cada parte, antes de que se seque la plastilina.

Repite este procedimiento para la célula vegetal o animal, depende cuál hayas hecho primero.

g)

Puedes retocar con acuarelas, plumones o algún colorante las partes pequeñísimas como los cromosomas en el núcleo y otras.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 145


Recursos BIGGS, Alton y Kapicka Chirs.: Biología la dinámica de la vida., Editorial Mc Graw Hill. México D.F., 2000. 750 p. FRIED, George.: Biología serie Shaum. Sexta Edición. México. Editorial Mcgraw Hill interamericana México.D.F., 2001. 418p Mejía Núñez, Jesús y Limón Orozco, Saúl. 2002. Biología 2. Tercera edición. México. Editorial Castillo. 147 p. SERRANO Francisco. 1996. Historia Natural y Ecológica de El Salvador, tomo II. El Salvador. Ministerio de educación de El salvador. 365p

Lección 1 Guzman, Pablo: La célula http://centros6.pntic.mec.es/cea.pablo.guzman/cc_naturales/celula.htm 2009 Monografía.com La célula http://www. monografias.com/trabajos/celula/celula.shtml Septiembre 2008

Lección 2 Biología en Internet: La pared celular en las eubacterias http://biologia-en-internet.com/apuntes-biologia/21/la-pared-celular-en-las-eubacterias/ Agosto 2001 Liceo Alemán de Santiago: Estructura y funcionalidad de la membrana http://www.liceoaleman.cl/biologia/ESTRUCTURA%20Membrana.html 2007

Lección 3 Educa plus.org.: Célula animal http://www.educaplus.org/play-16-C%C3%A9lula-animal.html 2008

Lección 4 El portal de la virología: Enfermedades virales http://www.infodoctor.org/www/meshC02.htm Agosto 2006 Monografías.com: Virus http://www.monografias.com/trabajos5/virus/virus.shtml Marzo 2008 Virología: Clasificación de los virus http://virologia.ua.es/acortesborra/fichasvell/clasific.htm Junio 2006

Lección 5 Monografía.com: La célula http://www.monografias.com/trabajos5/lacel/lacel.shtml 2007 Enciclopedia libre Wikipedia: Tejido (biología) http://es.wikipedia.org/wiki/Tejido_(biolog%C3%ADa) 2008

146 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


CIENCIAS NATURALES Unidad 4 El Desarrollo de los seres vivos

Objetivos de la unidad Representarás y describirás el ciclo de vida de algunos seres vivos, indagando y comparando sus características y etapas de desarrollo para garantizar la perpetuidad de la vida de los organismos que habitan la Tierra. Representarás con originalidad los diferentes niveles de organización ecológica, identificando en la naturaleza el orden jerárquico en el que están agrupados los seres vivos para apoyar la conservación del medio ambiente. Indagarás y representarás con interés la diversidad de comunidades biológicas del país, identificando las causas y consecuencias de la alteración de su estado natural a fin de proponer e implementar medidas que contribuyen a su conservación y protección.


Unidad 4

estudia a los seres vivos

Su desarrollo

Su relación con el medio ambiente

se enfoca en

comprende

Niveles de organización de los seres vivos

Su ciclo de vida Sse estudian los ciclos de vida de

Plantas

Animales

se pone especial interés

En el ciclo de vida humano

Considerando Animales

Poblaciones

Comunidades

Ecosistemas

El desarrollo de los seres vivos es un tema interesante. Si te has preguntado alguna vez cuál es el ciclo de los seres vivos, encontrarás la respuesta en las lecciones de esta unidad. En este estudio se abordarán las características del ciclo vital en el desarrollo de las plantas, los animales y las etapas de la vida humana desde el desarrollo en el vientre materno hasta la vejez. Estos contenidos son teóricos, pero muy objetivos e intuitivos. Se apoyan en coloridas ilustraciones e imágenes que te explican o confirman los textos. Cuando estudies un contenido escribe en tu cuaderno las ideas básicas; compara con las imágenes y haz un resumen de lo que has comprendido. Comienza el otro contenido y haz lo mismo, relaciónalos con otros para que tengas al final una idea general de la lección correspondiente.

102 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


Lección 1

Cuarta Unidad

CICLO DE VIDA DE LOS SERES VIVOS Motivación

H

¿ as visto alguna vez el desarrollo de una planta de frijol? ¿Cómo comienza su existencia? Todo empieza cuando la semilla cae a la tierra. A partir de ese momento, en el interior de la semilla se desarrolla un embrión que se abre paso entre el suelo y asoma su talluelo a la luz del sol. Como todos los seres vivos, esa planta se desarrolla hasta que puede florecer y producir otras semillas, sus hijas, y luego de cierto tiempo se muere. Piensa y responde en tu cuaderno: ¿El ciclo de vida de las plantas es similar al de los animales? ¿Qué etapas se distinguen en un ciclo de vida? En esta lección conocerás más de cerca cómo es el ciclo de vida de plantas y animales. Indicadores de logro:

Representarás y diferenciarás con creatividad los ciclos de vida de plantas y animales.

Representarás y describirás objetivamente la formación de esporas y gametos en las plantas.

Etapas del ciclo vital de las plantas Todo organismo procede de otro semejante a él. En algunos casos, el nuevo ser necesita permanecer en un lugar especial y protegido. Ese lugar suele ser el vientre de su madre, antes de estar completamente formado y salir. A este momento de aparición se le llama nacimiento y es la primera etapa del ciclo de la vida. Así las plantas proceden de semillas, que en la mayoría de casos deben quedar bajo tierra mientras la nueva planta se desarrolla. En su interior, las semillas contienen un embrión que sale de la tierra y se convierte en una pequeña planta. Este proceso corresponde al nacimiento de una nueva planta.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 103


UNIDAD 4 Desarrollo embrionario En los vegetales, el cigoto se forma por la fusión del anterozoide (gameto masculino) con la oósfera (gameto femenino), de cuyo desarrollo se constituye el embrión. El desarrollo del embrión varía, según se trate de vegetales inferiores o superiores. En los vegetales superiores, el microgameto está representado por un anterozoide que se produce por división del núcleo germinativo del grano de polen; el

El cigoto se rodea de una delgada membrana celulósica y forma así la primera célula del nuevo individuo. Esta célula se divide luego en dos, de las que una, al dividirse repetidas veces, forma un macizo celular que une al embrión con los otros órganos de la semilla. El embrión está formado, al principio, por un conglomerado de células semejantes, que poco a poco se van diferenciando, y aparecen entonces los órganos de la futura planta: la radícula, el talluelo, y por fin, la plúmula. Constituidos estos órganos, el embrión se detiene en su crecimiento, permaneciendo un tiempo más o menos largo en estado de vida latente, encerrado en la semilla, hasta que por germinación de ésta, continúa su desarrollo hasta alcanzar el estado adulto. El crecimiento de la planta se produce a expensas de una o más células iniciales, ubicadas en la extremidad

104 Ciencias Naturales - Séptimo Grado

gameto es la oósfera, encerrada en el saco embrionario del óvulo. Al caer el grano de polen sobre el estigma, o sobre el micrópilo del óvulo, germina produciendo el tubo polínico, en cuyo interior se deslizan los dos anterozoides que se forman por división del núcleo germinativo. Cuando el tubo polínico penetra en el saco embrionario, uno de los anterozoides se conjuga con la oósfera, determinando la formación del cigoto.

del tallo y de la raíz (conos vegetativos), donde forman los meristemos o tejidos de crecimiento, lo que permite que los órganos sean tanto más jóvenes cuanto más próximos a los extremos.


UNIDAD 4 Existen diversas formas de reproducción de las plantas. Los campesinos hacen germinar las semillas en almácigos o en el suelo. Siembran estacas vástagos como ocurre con el guineo. ¿Has practicado alguna forma de reproducción de vegetales? Las plantas presentan mecanismos especializados para reproducirse que constituyen su ciclo vital, el cual tiene dos características generales: 1.

El embrión se forma y se desarrolla dentro de los órganos sexuales femeninos de la planta que le brinda nutrición y protección.

2.

Puede presentar, en mayor o menor grado, dos fases: una sexual o gametofítica donde se producen los gametos masculino (en el polen) y femenino (en el óvulo de las flores); seguida de otra asexual o esporofítica, donde se unen los gametos originando el huevo o cigoto, secuencia conocida como alternancia de generaciones y que se puede representar así:

Los gametofitos presentan células haploides que poseen una copia de cada cromosoma (1n). El cigoto da origen al esporofito por medio de mitosis y contiene dos copias de cada cromosoma (2 n).

Generalizando, el ciclo vital de las plantas se puede representar así:

El ciclo de las plantas con flores bisexuales o hermafroditas, llamadas angiospermas, tiene como fase dominante la esporofítica, pues la mayor parte de su vida es diploide. Las plantas sin flores unisexuales o gimnospermas, son esporofíticas. Fase gametofítica Cuando los gametos se producen antes de la fecundación, predomina la fase gametofítica.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 105


UNIDAD 4 El ciclo comienza en el gametofito donde el anteridio da lugar al espermatozoide y el arquegonio da lugar al óvulo (las células haploides 1n). Ambas células participan en la fecundación que da origen al embrión, que al desarrollarse produce el esporofito (2 n). En las frondas del esporofito se genera el esporangio que, por meiosis, desarrolla las esporas, las cuales por germinación producen el nuevo gametofito.

1

Actividad

¿Alternancia de generaciones en los helechos? Recolectar las esporas. Las esporas se encuentran agrupadas en unas protuberancias llamadas soros que tienen las hojas o frondas de los helechos en el envés (la cara de atrás). Las esporas se producen una vez al año y deberás esperar a que estén maduras. Esto lo sabrás cuando su color se vuelva café oscuro o negro y aparezcan abiertas. Si las recoges antes, no germinarán.

106 Ciencias Naturales - Séptimo Grado

Raspa los soros, con cuidado de no dañar las hojas, sobre un papel blanco, para recoger las diminutas esporas. Hay quienes ponen una bolsita de papel para capturarlas si caen naturalmente. Siembra directamente y en el momento las esporas. No las almacenes. Prepara una bandeja o una maceta llena de humus o material orgánico con arena, humedécelo y esparce las esporas homogéneamente. No las cubras con tierra. A continuación cubre la bandeja con una tapa de plástico duro o un simple plástico transparente. Coloca la bandeja en un lugar cálido, sin que reciba el sol directo. Debes mantenerlas húmedas. Luego verás que nacen unas pequeñas plántulas de las esporas. Cuando las plantitas tengan un tamaño adecuado, entre 3 y 5 centímetros de altura, trasplántalas a macetas individuales. Responde las siguientes preguntas: a) ¿En dónde se forman las esporas de los helechos? b) Cuando germinan las esporas, ¿dan origen al gametofito o al esporofito?


UNIDAD 4 Etapas en el desarrollo del ciclo vital de los animales y sus características 1.

Nacimiento

En el caso de los animales, éstos se clasifican según cómo se desarrolla el embrión. Si antes de nacer el animal se forma en un huevo, se le llama ovíparo. Si se desarrolla dentro de la madre y luego nace, se le llama vivíparo, y si se combinan ambos, se le llama ovovivíparo. En este último caso, la madre conserva los huevos en su interior y el nuevo ser rompe su envoltura dentro de ella, para luego salir del cuerpo materno, como en el caso de algunos peces y reptiles.

2.

Alimentación

Para vivir y cumplir su ciclo, los organismos deben tomar sustancias que se encuentran a su alrededor y consumirlas, es decir, alimentarse. Los seres vivos pueden clasificarse según el tipo de alimentos que consumen. A los que comen plantas se les llama herbívoros, a los que se alimentan de carne, carnívoros, y a los que pueden consumir tanto plantas como carne, se les llama omnívoros.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 107


UNIDAD 4 3.

Crecimiento

Es el aumento de masa celular. Puede producirse por el tamaño y la cantidad de las células con aumento del tamaño y peso del organismo.

Muchas veces se observa un crecimiento por una simple ingestión de agua, pero este aumento de volumen no suele considerarse como crecimiento. El término crecimiento sólo debe aplicarse a los casos en que aumenta la cantidad de sustancia viva en el organismo, medida por el nitrógeno o las proteínas presentes.

4.

Relación

Tanto plantas como animales responden a estímulos que provienen del ambiente. Gracias a estas características los organismos pueden escapar ante un enemigo natural o capturar presas para alimentarse

5.

Movimiento

Una de las características más evidentes en los seres vivos es su posibilidad de desplazarse. El movimiento que muchos animales realizan para su desplazamiento no requiere mucho comentario: unos ondulan su cuerpo, otros reptan, nadan, corren, saltan o vuelan. Su desplazamiento puede ser para escapar de un depredador, para capturar su alimento o para refugiarse del clima adverso. Algunos animales, como las esponjas, los corales,

108 Ciencias Naturales - Séptimo Grado

las ostras y ciertos parásitos, no cambian de lugar, pero están provistos de cilios o flagelos que agitan el ambiente vecino y de esta forma atraen alimentos y otras sustancias necesarias para la vida.

En cambio, el movimiento de los vegetales es mucho más lento y menos fácil de observar, pero indudablemente existe, por ejemplo: cuando se coloca una planta al lado de una ventana, se observa que su crecimiento es hacia la luz en evidente fototropismo positivo. Un tropismos es la reacción de la planta a estímulos como la luz, la tierra y el agua. Estas reacciones pueden ser favorables al estímulo por lo que se denominan tropismo positivos. Sin son contrarios al estímulo serán tropismos negativos. Así, el tallo tiene un fototropismo positivo, pero a la vez su geotropismo es negativo puesto que crece alejándose de la tierra; sin embargo la raíz reacciona positivamente a la tierra y contrariamente a la luz, por lo que su geotropismo es positivo y su fototropismo es negativo.

6.

Reproducción

Es el proceso biológico que permite generar nuevos individuos a partir de los que ya existen, lo que mantiene la vida de las especies. El organismo que se reproduce se denomina progenitor, y el que nace, descendiente o hijo y muchas veces se trata de nacimientos múltiples.

La vida solo procede de la vida y el fenómeno de la reproducción puede ser muy sencillo, como si un individuo se divide en dos; pero la mayoría de los animales y los vegetales requiere la producción de espermatozoides y óvulos especializados que se unen para formar el huevo fertilizado o cigoto, de donde se desarrolla el nuevo organismo. La reproducción de algunos parásitos comprende formas muy diferentes; cada una da lugar a la


UNIDAD 4 siguiente, hasta que se completa el ciclo y aparece el adulto. 7.

Metabolismo

Es el conjunto de reacciones químicas que se produce dentro de las células. Este mecanismo hace posible que las células usen la materia y la energía de los alimentos para su crecimiento, reparación y conservación.

Todas las células cambian constantemente por adquisición de nuevas sustancias a las que modifican químicamente por mecanismos diversos, por formación de materiales celulares nuevos y por transformación de la energía potencial, representada por las grandes moléculas de carbohidratos, grasas y proteínas, en energía cinética y calor al desdoblarse estas sustancias en otras más sencillas. Los fenómenos metabólicos pueden ser anabólicos o catabólicos.

Después de la muerte, las células ya no efectúan ningún trabajo y los componentes del organismo se convierten en elementos más sencillos, incorporándose al suelo.

Actividad

2

La secuencia en el ciclo de vida de una planta: a) Selecciona unas cuantas semillas de chile verde (pimiento) y déjalas secar. b) Prepara tierra negra con abono en una maceta o similar y siembra las semillas. c) Riega tu cultivo todos los días y observa el nacimiento de la plántula. d) Anota y dibuja en tu cuaderno las observaciones sobre el crecimiento de la planta desde la foliación y la floración hasta la fructificación.

El anabolismo, consiste en las reacciones químicas que permiten cambiar sustancias sencillas para formar otras complejas, lo que significa almacenamiento de energía y producción de nuevos materiales celulares y crecimiento. El catabolismo, consiste en el desdoblamiento de substancias complejas, con liberación de energía y desgaste de materiales celulares. Ambos fenómenos ocurren continuamente y presentan relaciones mutuas muy complejas y difíciles de distinguir. 8.

Adaptación

Tienen la capacidad para cambiar y responder adecuadamente al ambiente en el que viven.

9.

Respiración

De esta forma obtienen el oxígeno, vital para sus funciones.

10.

Muerte

Es el fin del ciclo del ser viviente. Este proceso se da por el desgaste de los tejidos, por enfermedad o accidente. En algunos casos, la muerte del organismo es producida por otros que necesitan comérselo para vivir.

Resumen Todo organismo proviene de otro ser semejante a él. Los seres vivos, en general, cumplen un ciclo vital a lo largo de toda su existencia. Este ciclo implica nacer, crecer, reproducirse para dejar una descendencia y morir. El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que se produce dentro de las células. El anabolismo consiste en las reacciones químicas que permiten cambiar sustancias sencillas para formar otras complejas. El catabolismo consiste en el desdoblamiento de substancias complejas, con liberación de energía y desgaste de materiales celulares.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 109


UNIDAD 4

1

Es la estructura que contiene la semilla y que, cuando sale de la tierra, es ya una plantita: a) gameto. b) espora. c) cotiledón. d) embrión.

3

El conjunto de reacciones químicas donde la célula usa la energía de los alimentos es: a) la adaptación. b) el metabolismo. c) la relación. d) el movimiento.

2

En las plantas, es la fase sexual donde se forman los gametos (polen y óvulos): a) gametofítica. b) esporofítica. c) germinación. d) esporulación.

4

La etapa en la cual las células ya no trabajan, se desgastan los tejidos, y corresponde al fin del ciclo de la vida es: a) el crecimiento. b) el nacimiento. c) la muerte. d) la reproducción.

1) d.

Soluciones

2) a.

3) b.

Autocomprobación

4) c.

LA SALUD ES LO PRIMERO Los avances en el estudio de los tejidos han demostrado que, en ocasiones, las células que los forman sufren alteraciones que tienen como resultado la formación de tumores u otras anormalidades en los órganos del cuerpo humano. La ciencia y la medicina se proponen investigar las causas de estos fenómenos y la manera de diagnosticarlos, prevenirlos y tratarlos. De esta manera la salud humana se convierte en una prioridad de los científicos.

110 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


Lección 2

Cuarta Unidad

Etapas de la vida humana Motivación

E

n la lección anterior estudiaste el ciclo de vida de las plantas y de los animales. Todos los seres vivos presentan etapas específicas en su desarrollo, especialmente en el ser humano. Están las etapas bien definidas como la niñez, la adolescencia, la adultez y la vejez. ¿En cuál etapa de la vida te encuentras? ¿Cuáles son los intereses propios de tu edad? Todas las etapas de la vida tienen sus características especiales y presentan algún interés por sus particularidades. Cuando eras una niña o un niño, todo giraba a tu alrededor , eras el centro de atracción y atención de tu familia; en tu niñez jugabas, estudiabas, aprendías y tenías algunas responsabilidades ¿Cómo fue o es tu adolescencia?

Indicadores de logro:

Describirás con respeto las etapas de la vida: la niñez, adolescencia, adultez, vejez y muerte de los seres humanos.

Etapas de la vida humana El ciclo de vida del ser humano comprende varias etapas bien definidas y en las que se distinguen características propias. Las etapas son las siguientes: Etapa prenatal y nacimiento

Adolescencia

Infancia

Adultez

Niñez

Ancianidad y muerte.

Pubertad

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 111


UNIDAD 4 El punto de partida para que se origine una vida humana es la unión sexual entre un hombre y una mujer en su periodo de fertilidad. ¿Qué se entiende por periodo fértil? Para que puedas comprender este concepto, debes saber primero acerca de la ovulación. La ovulación es el fenómeno biológico que ocurre a la mitad del ciclo menstrual de la mujer y que consiste en la salida de un óvulo maduro del ovario y su viaje hasta el útero. Una mujer está ovulando aproximadamente 14 días después de que ha iniciado su última menstruación. Se toma como periodo fértil dos días antes y dos días después de la fecha de la ovulación. Si tiene relaciones sexuales en esos días tiene altas probabilidades de quedar embarazada. Por ejemplo, si una mujer inicia su menstruación el 2 de este mes, entonces estará ovulando dentro de 14 días, o sea el 16 del mes. El periodo fértil será desde el 14 hasta el 18, que son dos días antes y dos días después del día 16 de mes. Recuerda que el periodo menstrual de la mujer es usualmente de 28 días. Para que ocurra el embarazo es necesario que los órganos de la reproducción del hombre y de la mujer se unan, de manera que el hombre deposite sus espermatozoides en la vagina de la mujer. A esta unión se le llama coito y culmina con la expulsión del fluido seminal con miles y miles de espermatozoides en una zona cercana al cuello del útero de la mujer. Tras esta acción, finaliza el coito y los espermatozoides inician un recorrido hasta las trompas de Falopio para lograr alcanzar al óvulo y fecundarlo. Cuando lo alcanzan, lo rodean intentando fecundarlo; pero de los cientos de miles de estas células, solo una logrará fecundar al óvulo y las demás mueren.

A partir de la fecundación se origina una nueva vida humana, y es responsabilidad de ambos padres procurar su bienestar. A continuación, analizarás detenidamente lo que ocurre en un embarazo.

112 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 4

Desarrollo prenatal

Pocos minutos después de la fecundación del óvulo, en el tercio medio de la trompa de Falopio ya está formado el huevo o cigoto. Esta nueva célula se duplica por mitosis y se forman dos nuevas que igualmente se duplican hasta que se forma una estructura llamada mórula. La mórula se duplica sucesivamente hasta que se forman las tres capas germinativas que darán origen al embrión: el ectodermo, el mesodermo y el endodermo. Ectodermo: Las células del ectodermo dan origen al sistema nervioso central (cerebro) y al sistema nervioso periférico (nervios en la piel, el pelo y las uñas). Además en el ectodermo se forman las células sensoriales del oído, la nariz y los ojos, entre otras. Mesodermo: da origen a los huesos, músculo liso y estriado, células sanguíneas y linfáticas, riñones, gónadas y sus conductos, la corteza de las glándulas suprarrenales, el bazo y los vasos sanguíneos como arterias y venas. Endodermo: da origen al aparato digestivo, excepto la boca, la faringe y la porción terminal del recto. También se forma el aparato respiratorio y da origen a la vejiga urinaria, así como a células muy importantes del hígado y del páncreas. La gestación es el periodo que transcurre desde la fecundación hasta el nacimiento del bebé. Durante este periodo el nuevo ser pasa de ser un embrión a ser un feto. El período de embrión se extiende desde la cuarta semana de desarrollo hasta la octava, y es el lapso en el cual cada una de las tres capas germinativas mencionadas da origen a sus propios tejidos y sistemas de órganos, lo que trae como consecuencia la aparición de la forma humana y sus características principales. Posteriormente, el embrión se convierte en feto y sus estructuras siguen su desarrollo. Al cabo del noveno mes de gestación, se da el alumbramiento. Proceso del parto Los principales síntomas que anuncian el inicio del trabajo de parto son: pérdida del tapón mucoso que sella el cuello del útero, la ruptura de la bolsa de agua o líquido amniótico donde flota el o la bebé cuando está en el vientre materno, y las contracciones rítmicas que la madre experimenta. Primeros meses de vida. Es importante que el niño o niña recién nacido/a esté en un ambiente donde respire aire puro, para evitar complicaciones respiratorias.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 113


UNIDAD 4

1

Actividad

Responde en tu cuaderno las siguientes preguntas: a) ¿Qué es la ovulación ? b) ¿Cómo se inicia el embarazo? c) ¿Cuál de las tres capas germinativas da origen al aparato respiratorio? d) ¿Cuánto tiempo tarda la etapa de embrión? e) ¿Por qué es importante la leche materna?

Los y las bebés recién nacidos presentan una serie de reflejos que son de vital importancia para su desarrollo posterior. Estos reflejos son: 1.

Búsqueda: consiste en la búsqueda de la mama y el médico lo comprueba tocando con su dedo pulgar doblado, la mejilla del bebé y él se vuelve buscando la mama.

2.

Succión: Es el instinto de succionar los alimentos desde las primeras horas de nacido.

3.

Marcha: el bebé intenta dar un paso cuando el médico lo levanta tomando sus manitas.

4.

Moro: Es un signo de defensa, abre los brazos con movimientos temblorosos cuando el médico lo levanta y lo deja caer sentado suavemente.

5.

Prensión plantar: Es el reflejo que consiste en sostenerse o fijarse, con las plantas de los pies, al espacio donde ubican parado al o la bebé.

Importancia de la lactancia materna: La leche materna es balanceada y contiene muchas sustancias producidas por el cuerpo materno (anticuerpos), que protegen de enfermedades. Provee el alimento necesario para un desarrollo pleno. La leche producida por la madre es una fuente nutritiva indispensable e insustituible para el crecimiento de los y las bebés

Niñez, adolescencia, adultez, vejez y muerte La niñez Es el inicio de la vida del ser humano mediante el cual empieza el desarrollo físico e intelectual, además de la incorporación a la sociedad. A medida que creces vas desarrollándote en todos los ámbitos antes mencionados, puedes observar cómo los bebés, a medida que pasan los meses, van desarrollando sus habilidades, aprenden a caminar, a manipular los objetos, a hablar, a conocer a los miembros de su familia y a relacionarse con otros niños.

114 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 4

Pubertad en las niñas La pubertad en las niñas tiende a comenzar entre los 9 y los 16 años. El inicio de los períodos menstruales (menarquia) es uno de los signos más visibles de la entrada a la pubertad de las niñas. Antes de la llegada de la primera menstruación, la niña pubescente suele experimentar: 1.

Crecimiento rápido, en especial, aumento de estatura.

2.

Crecimiento de las mamas.

3.

Crecimiento del vello en el pubis, axilas y piernas.

4.

Ensanchamiento de las caderas.

Pubertad en los niños La pubertad tiende a presentarse en los niños entre los 13 y los 15 años. A diferencia de las niñas, no hay signos visibles que le indiquen al niño y a los demás que ha entrado en la pubertad, aunque un niño en la pubertad presenta las siguientes características: 1.

Experimenta crecimiento acelerado, sobre todo de estatura.

2.

Los niños muestran cierto ensanchamiento de los hombros.

3.

Se produce algún crecimiento del pene, del escroto (acompañado de enrojecimiento y pliegue de la piel) y los testículos.

4.

Experimentan, progresivamente, cambios en la voz.

5.

Otras características son: crecimiento del vello en el pubis, las axilas y la barba.

Los cambios físicos traen consigo cambios en las relaciones sociales que establecen las y los adolescentes con las demás personas: sus padres, amigos y amigas, compañeras y compañeros.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 115


UNIDAD 4 La pubertad está asociada con un crecimiento rápido y la aparición de las características sexuales secundarias. La adolescencia es un período de transición entre la pubertad y la edad adulta. ¿Qué es la adolescencia? Es la etapa de la vida cuando un niño sano o una niña sana, entre 9 y 16 años, entra en la pubertad. La transición exacta depende de factores como la herencia y la nutrición, y si es niño o niña. En promedio, los niños entran en la pubertad 2 años después que las niñas. En ese momento, la glándula pituitaria y el hipotálamo en el cerebro (glándulas endocrinas) comienzan a enviar nuevas hormonas que desencadenan los cambios de la pubertad.

Punto de apoyo En la adolescencia defines tu identidad, pero puedes encontrarte en situaciones que te lleven a una confusión de roles. Como adolescente debes construir una identidad consistente, surgida de las percepciones de ti mismo y de tus relaciones con los demás. Las experiencias conflictivas como estudiante, amigo, atleta, trabajador, hijo o hija, novia o novio, debes integrarlas en un sentido unificado de tu persona. Las personas que no desarrollan un sentido de identidad sufren de confusión de roles, una incertidumbre acerca de quiénes son y hacia dónde van. Adultez Esta es una etapa en la vida comprendida entre los 18 y los 60 años aproximadamente. Es en este periodo cuando la persona alcanza la plenitud de su desarrollo tanto biológico como psicológico. La persona consolida el desarrollo de su personalidad y su carácter. La adultez constituye una etapa muy extensa dentro del ciclo vital, y está dividida generalmente en: Adultez Temprana, que se prolonga desde los 18 a los 40 años aproximadamente. Adultez Media o madurez, que se extiende desde los 40 a los 60 años. La madurez de las mujeres y los hombres tiene sus propias características. En las mujeres la menopausia ocurre entre los 45 y los 50 años y se caracteriza entre otras cosas por cambios en el carácter y el fin de la menstruación, por lo que la mujer ya no será capaz de procrear hijos. Algunos hombres entre 40 y 70 años parecen pasar por una etapa llamada andropausia, que se caracteriza por la disminución de la testosterona y menos producción de espermatozoides. Entre las características comunes de este periodo del hombre están: Debilidad general

Cansancio

Falta de apetito

Insomnio

Irritabilidad

Desasosiego e incluso una tendencia a la depresión

116 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 4 Dificultades de concentración

La muerte y su proceso

Disminución del deseo sexual.

Algunas características de los ancianos ante las circunstancias de la muerte son:

Envejecimiento El envejecimiento biológico se refiere a los cambios en el funcionamiento fisiológico relacionados con la edad. El cerebro humano no se reduce, no se debilita, no perece ni se deteriora con la edad. Por lo general sigue funcionando bien hasta por nueve décadas. Los gerontólogos estiman que sólo el 25% de la incapacidad de los ancianos es física y el 75% restante es social, política y cultural.

1.

Temen al dolor y al desamparo, más que a la muerte misma.

2.

Niegan la realidad de la muerte y se aíslan de toda información al respecto.

3.

Regatean consigo mismos, con los demás y hasta con Dios.

4.

Se deprimen, se sienten inútiles y presentan agotamiento físico y psicológico.

5.

En algunos casos se conforman a la muerte y la aceptan con tranquilidad.

En la familia comienza un período de conmoción o entumecimiento emocional y se trata de episodios de añoranza dolorosa por la persona fallecida.

Resumen En el ciclo de vida humano se pueden distinguir distintas etapas: prenatal, infancia, niñez, pubertad, adolescencia, adultez, ancianidad y muerte. La etapa prenatal es la gestación del ser humano en el vientre materno, en un tiempo de nueve meses. En esta etapa depende por completo del bienestar de la madre. Cuando nace, el ser humano debe ser alimentado principalmente con leche materna e ir incorporando nuevos alimentos según indicación médica. La pubertad es la época de cambios físicos y emocionales. Se desarrollan los órganos reproductores, además las niñas y los niños adquieren su forma corporal de acuerdo a su sexo.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 117


UNIDAD 4

1

¿Qué órganos de relación se originan de las células del ectodermo? a) los sentidos. b) los pulmones. c) los músculos. d) los huesos.

3

El inicio de los períodos menstruales es un signo de la etapa de vida denominda: a) adultez. b) adolescencia. c) pubertad en las niñas. d) pubertad en los niños.

2

Los reflejos de búsqueda, succión, y prensión plantar correponden a: a) la pubertad b) la vejez c) el recién nacido d) el adolescente

4

La etapa de la vida entre los 50 y 65 años se denomina: a) adolescencia. b) vejez. c) muerte. d) nacimiento.

3) c.

2) c.

1) a.

Soluciones

Autocomprobación

4) b.

LA MEJOR ETAPA La gran importancia de la primera niñez se debe a que, según los sicólogos, la personalidad termina de formarse a los cuatro años de vida y que después solo se adquieren rasgos marcadores de individualidades o cambios en el desarrollo personal determinados por el ambiente natural y familiar. En la adolescencia se evidencian fortalezas que la persona debe utilizar para alcanzar sus metas. En general, en cada etapa de la vida hay circunstancias a las que la persona debe adaptarse para obtener un desarrollo óptimo.

118 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


Lección 3

Cuarta Unidad

Los seres vivos se relacionan con su medio ambiente Motivación

Es muy importante la relación de las personas con su entorno y de los seres vivos, en general, con su medio ambiente.

Los seres vivos se organizan, a nivel grupal, en poblaciones, comunidades y ecosistemas y esos conjuntos se conocen como niveles de organización ecológica. En nuestro país existen reservas ecológicas importantes como El Imposible, en Ahuachapán, donde puedes estudiar las especies y las poblaciones vegetales y animales. ¿Qué comunidad biológica está cerca de tu comunidad? Después de esta unidad de estudio, anímate a conocer las plantas, los ciclos de vida y los animales de tu país. En esta lección incursionarás en el estudio de la Ecología, aprenderás qué estudia esta ciencia, además aprenderás qué es el medio ambiente y si éste está relacionado únicamente con aspectos naturales. Como siempre, tu interés en las lecciones es muy importante para una mejor comprensión de los conceptos que aquí se desarrollan. Estás a punto de comenzar el aprendizaje de la ecología y el medio ambiente ¡Haz una visita a un área protegida de El Salvador! Indicadores de logro:

Explicarás con seguridad que la ecología es una ciencia multidisciplinaria que estudia las relaciones entre los seres vivos y su medio ambiente físico y biológico.

Explicarás con precisión el medio ambiente como el espacio físico donde interactúan los seres vivos y la materia inerte.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 119


UNIDAD 4

Definición y objeto de estudio de la ecología Ecología es la ciencia que estudia la relación de los organismos con el medio y, a la vez, las relaciones intraespecíficas que ocurren entre ellos. También puedes definir la ecología como la ciencia multidisciplinaria que estudia las relaciones entre los seres vivos y su medio ambiente físico y biológico. En 1866 el biólogo alemán Ernest Haeckel fue el primero que utilizó la palabra ecología para referirse al estudio de cómo los organismos interactúan con su ambiente, incluyendo la temperatura, humedad, el suelo y además otros organismos, de allí que se le ha considerado el padre de la ecología yque le llamó a dicho estudio ecología, a partir de las palabras griegas oikos, que significa casa, lugar donde uno vive, y logos, que significa estudio de. Etimológicamente, ecología es entonces, el estudio de la casa en la que vivimos. Con base en lo anterior, debes saber que la ecología es el estudio de las interacciones que establecen los organismos unos con otros y con su ambiente físico. Como ciencia, la ecología pretende descubrir de qué manera los organismos afectan y son afectados por el ambiente biótico y abiótico, y definir en qué forma estas interacciones determinan las clases y número de organismos que se encuentran en un lugar y en un momento dado. Se puede afirmar que la supervivencia de un organismo en un ambiente dado está limitada tanto por los factores abióticos como por los factores bióticos de ese ambiente. Los factores bióticos se refieren a todos los organismos que comparten un ambiente y los abióticos son los factores inertes como la luz, la temperatura, los productos químicos, el agua y la atmósfera.

120 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 4

1

Actividad

Para comprender la definición de ecología: a) Selecciona un sitio cerca de tu casa y observa un organismo vivo. Puede ser una planta o un animal. A continuación elabora un listado de otros seres vivos o elementos inertes que rodean al ser vivo que tú seleccionaste. Recuerda: ecología es el estudio de las interacciones de los organismos con otros seres vivos y con su ambiente físico. Puedes presentar tus datos en una tabla de resultados como la siguiente: Sitio seleccionado para la observación

Factores bióticos presentes en el ecosistema

Factores abióticos presentes

Divisiones de la ecología Según el objeto de estudio, algunos autores clasifican la ecología de la siguiente forma: 1.

La autoecología es el estudio de organismos individuales o de poblaciones de una sola especie y sus relaciones con el medio ambiente.

2.

La sinecología se refiere al estudio de las interacciones entre los organismos asociados en las comunidades (distintas especies) y el medio en el que se desarrollan.

3.

La ecología de poblaciones es una rama de la ecología que estudia las poblaciones formadas por los organismos de una misma especie desde el punto de vista de su tamaño (número de individuos), estructura (sexo y edad) y variación en el tiempo.

4.

La ecología aplicada representa la tendencia moderna de protección de la naturaleza y el equilibrio de ésta en el medio ambiente humano urbano y rural.

La ecología es una ciencia multidisciplinaria Al igual que la biología debe muchos de sus avances a su relación con otras ciencias como la medicina; también se puede afirmar que la ecología no sólo ha progresado gracias a su relación con la biología y la geografía, sino también debido a los aportes procedentes de campos tan distintos entre sí como la medicina, la nutrición, la agronomía, la piscicultura o la veterinaria.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 121


UNIDAD 4 Debes saber que cualquier estudioso preocupado por algún ser viviente entra necesariamente en contacto con el objeto de estudio de la ecología y en un momento dado requiere recurrir a aportes de otras ciencias. Pon mucha atención. A continuación se te presenta algunas contribuciones de algunas ciencias o disciplinas en el campo de la ecología: La ecología utiliza a la física porque todos los procesos bióticos tienen que ver con la transferencia de energía, como los organismos productores (plantas y algas), que aprovechan la energía luminosa para producir compuestos complejos, necesarios para su sostenimiento y desarrollo. La química se relaciona con la ecología porque todos los procesos fisiológicos que ocurren en el ambiente dependen de reacciones químicas. Además, los seres vivientes hacen uso de las sustancias químicas que se encuentran en el entorno. La ecología se relaciona con la geología porque los seres vivientes también pueden modificar la geología de una región. Para la ecología, la geografía es una disciplina muy importante debido a la distribución específica de los seres vivos sobre la Tierra. La matemática es imprescindible para la ecología, por ejemplo para el cálculo, la estadística y las proyecciones que realizan los ecólogos cuando tratan con información específica acerca del número y la distribución de las especies, el crecimiento demográfico, entre otros.

90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%

Países ricos Países pobres

Población

Consumo Consumo Consumo Consumo de de energía de madera de recursos minerales alimentos

La climatología y la meteorología son disciplinas significativas que ayudan a los ecólogos a entender cómo las variaciones en las condiciones del clima en una región dada influyen en la totalidad de seres vivos. La climatología y la meteorología ayudan a los ecólogos para saber cómo los cambios regionales o globales del clima aumentan o reducen las probabilidades de supervivencia de los individuos.

122 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 4

2

Actividad

Un investigador científico hace un estudio de las aguas de un río tras observar que se encuentran en sus orillas muchos peces muertos sin causa aparente. Al terminar la investigación encuentra que las aguas del río están siendo contaminadas por detergentes y sustancias químicas de origen industrial. a) ¿De qué manera interviene la química en el estudio de este problema? b) ¿Qué aspectos del problema son parte del campo de estudio de la biología? c) ¿Cómo se relaciona la matemática en un problema como este, para ayudar a encontrarle causas y soluciones posibles?

allí la importancia de que dentro de las ciudades existan regulaciones y más controles de las emisiones de gases a la atmósfera por parte de diferentes fuentes de emanación, como por ejemplo la industria y el transporte. También son importantes las regulaciones de la tala de árboles, la protección de lugares para que se preserven como reservas ecológicas a la vez que ayuden a modificar el clima. También deben permitir la recarga de los mantos acuíferos, entre otros aspectos.

Definición de medio ambiente Debes saber que muchas veces se ha creído, y probablemente tú lo has hecho, que el concepto de medio ambiente está referido únicamente a los aspectos naturales que rodean a un individuo y se confunde la definición de medio ambiente con las de naturaleza y de ecosistema. Sin embargo, el medio ambiente es un sistema constituido por factores físicos, químicos, biológicos, así como por los factores socio-culturales interrelacionados entre sí, que condicionan la vida en el planeta y que son modificados y condicionados por las actividades humanas.

Como ya comprenderás, el concepto de medio ambiente no se refiere solamente al clima, los animales y plantas de un lugar, sino que es más amplio y también se refiere a la educación y a la salud, componentes esenciales del concepto.

El componente natural del medio ambiente lo constituyen el agua, el aire, el suelo y por supuesto todos los seres vivos, incluyendo microorganismos, hongos, plantas, animales y, entre ellos, el ser humano. Por otra parte, el componente social del medio ambiente lo forman las instituciones públicas y privadas, las asociaciones y grupos de personas, los sistemas de comunicación, la infraestructura material, las relaciones en el orden económico, las leyes y el transporte. Este componente social ejerce una presión tal sobre la naturaleza dentro del ecosistema, que puede terminar afectándolo de manera negativa y ese impacto, sin duda, repercute en la vida de todos los organismos que coincidimos dentro del mismo ecosistema. De

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 123


UNIDAD 4

3

Actividad

¿Cómo percibes el medio ambiente? a) En tu cuaderno elabora una pintura, crea una canción o un poema en donde plasmes cómo concibes el medio ambiente, ¡usa toda tu imaginación!, si lo deseas puedes reunirte con otros compañeros de estudio que vivan cerca de tu casa. c) Con tus propias palabras, explica en tu cuaderno porqué es necesario cuidar el medio ambiente, explica además si eso es una tarea individual o colectiva.

4

Actividad

Debes realizar una pequeña investigación sobre los hábitos y las actitudes ecológicas de las personas de tu colonia, barrio, pasaje o centro escolar. Para esto debes tomar en cuenta los siguientes pasos: a) Pasa el siguiente cuestionario a unas 10 ó 15 personas: ¿Conoce usted las actividades de reciclaje y su importancia en el medio ambiente? ¿Usted considera que es útil reciclar los envases desechables? ¿A quiénes beneficia? ¿Cómo contribuye usted a mantener limpia su comunidad? ¿Sabía que el ruido contamina? ¿Cómo? ¿Cree que debe respetar a los animales y las plantas? ¿Cómo lo haría? b) Anota las respuestas de cada persona y cuando hayas realizado todas las encuestas, cuantifica las respuestas positivas y negativas. c) Saca conclusiones sobre los hábitos de las personas a quienes les hiciste las preguntas. d) Posteriormente elabora recomendaciones sobre acciones que consideras necesarias para aumentar la conciencia y la actitud ecológica de las personas. e) Explica de acuerdo con tu opinión si fomenta acciones a favor del medio ambiente en las niña y los niños, es responsabilidad sólo de los padres de familia o de los maestros.

124 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 4

5

Actividad

Responde las siguientes preguntas en tu cuaderno de ciencias. a) ¿Qué es la ecología? b) ¿Qué es el medio ambiente? c) Escribe una diferencia entre ecología y medio ambiente. d) Describe cómo es el medio ambiente que te rodea y sus factores.

Los científicos han desarrollado el conocimiento de las interrelaciones entre los seres vivos y los componentes no vivos de la naturaleza, resumiendo las características fundamentales de esas interrelaciones de la ecología, así: 1.

La ecología se relaciona con otras ciencias, tales como: la física, la biología, la estadística, la oceanografía, la sociología y otras.

2.

Posee sus propios métodos de estudio, tales como la observación, la experimentación y otros.

3.

Entre los factores socioculturales se encuentran: las costumbres y tradiciones, la religión, las leyes y otros.

4.

Los factores naturales los constituyen el agua, el aire, el suelo y todos los organismos vivos, incluyendo al ser humano.

Resumen Medio ambiente o simplemente ambiente es el sistema exterior físico, biológico y cultural donde viven todos los organismos incluyendo a los humanos, relacionándose entre sí en un todo. Dicho de otra forma, es todo lo que nos rodea. Por ejemplo: los animales, árboles y demás vegetales, el agua, el aire y la tierra y todo cuanto existe en la naturaleza, las personas también formamos parte del ambiente.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 125


UNIDAD 4

1

Al espacio que incluye componentes naturales, socioeconómicos y culturales se le denomina: a) medio ambiente. b) hábitat. c) nicho ecológico. d) territorio.

3

La palabra ecología fue introducida por: a) Robert Hooke. b) Theodor Schwann. c) Mathias Schleiden. d) Ernest Haeckel.

2

4

Una actividad en la que puedes participar con facilidad, en su fase inicial, es:

La ecología es una ciencia multidisciplinaria porque: a) se estudia como parte de la biósfera.

a) conservación de recursos renovables.

b) es una ciencia de alcance limitado.

b) reciclaje de papel.

c) se relaciona con otras ciencias.

c) estudio de las cuencas hidrográficas.

d) es un apartado de la biología.

d) convenios sobre medio ambiente.

2) c.

3) d.

1) a.

Soluciones

Autocomprobación

4) b.

RECICLAR ES LA SOLUCIÓN Para muchas personas quemar la basura parece ser la solución más rápida para deshacerse de los residuos sólidos, entre ellos el plástico. Sin embargo, hoy en día se sabe que al quemar la basura se liberan a la atmósfera sustancias tóxicas como furanos y dioxinas que son totalmente nocivos para la salud. Por esa razón el uso de incineradoras no es recomendable como forma de tratamiento de desechos sólidos y de allí la importancia de reciclar la mayor parte de materiales. Por ejemplo, las botellas plásticas son un verdadero problema ecológico en la actualidad, ya que pueden durar de 100 a 1,000 años sin degradarse.

126 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


Lección 4

Cuarta Unidad

Niveles de organización ecológica Motivación

De tus lecciones de química recordarás estos

elementos: C, H, O, N son los elementos de la vida por lo que se llaman biogénicos. Las reacciones entre esos elementos (carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno) y otros considerados secundarios, dieron origen a la vida, apareciendo en la Tierra desde hace miles de millones de años. Las diversas formas de seres vivos evolucionaron con el tiempo para adaptarse a los cambios ambientales hasta dar origen a las formas actuales. ¿Sabes cómo se organizan los seres vivos? Además de otras características de los seres vivos que has estudiado en otras lecciones, debes diferenciar ahora en los distintos niveles de organización que van desde el átomo, la molécula, los organelos, la célula, los tejidos, órganos y sistemas hasta llegar a los individuos, a partir de los cuales puedes llegar a los niveles de organización individual, ecológico y físicoquímico. Los niveles de organización ecológica van desde el individuo y las especies hasta los ecosistemas y la biosfera. Indicadores de logro:

Identificarás con claridad los componentes y las características de una comunidad y un ecosistema.

Representarás y describirás con originalidad los diferentes niveles de organización ecológica.

Especie y población Los seres vivos se relacionan con el medio físico y biológico en que se desenvuelven y el estudio de estas relaciones corresponde a la ecología. El estudio científico de los seres vivos y sus relaciones con el entorno se realiza a diferentes niveles, entre ellos están: los de individuo, especie, población, comunidad y ecosistema.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 127


UNIDAD 4 Individuo: El nivel de organismo o ser vivo identifica al individuo; que puede ser muy sencillo como la ameba, constituido por una célula (ser unicelular) y las bacterias o complejo como las plantas y los animales superiores (pluricelulares)

Actividad

1

De observación: a) En tu entorno busca el jardín más próximo. b) Observa las diferentes flores e investiga los nombres comunes de cada una. c) Anota en tu cuaderno cuántos grupos de flores diferentes hay en el jardín (rosas, claveles, chulas, veraneras). d) Escribe que cada grupo que tiene flores iguales es de la misma especie, pero todos los grupos son especies diferentes. e) Dibuja en tu cuaderno los grupos de flores y escribe la definición de especie. Existen organismos muy parecidos que corresponden a diferentes especies. Por ejemplo: el talapo y el torogoz, el tigrillo y el jaguar, perro lobo y lobo, foca, morsa y león marino y muchos más.

Especie: es el grupo de organismos vivos similares cuyos individuos pueden cruzarse entre sí para producir una descendencia fértil. Ejemplo: una especie de mosquitos. El nombre científico de un individuo lo forman dos categorías: el género y la especie, por ejemplo, el nombre científico del mosquito o zancudo que transmite el dengue es Aedes aegypti

128 Ciencias Naturales - Séptimo Grado

Son parecidos pero de diferente especie.


UNIDAD 4 Todos los seres humanos pertenecen a la misma especie, aunque sus características morfológicas o raciales sean diferentes: por ejemplo, un africano y un asiático son diferentes, pero todos pertenecen a la especie sapiens y al género Homo (nombre científico del hombre: Homo sapiens. Ejemplos de poblaciones en El Salvador: Los venados de Montecristo, los peces del lago de Ilopango, los pinares de Chalatenango, las personas de San Miguel, las orquídeas del Cerro Verde.

Las comunidades, como nivel de organización grupal de un ecosistema, tienen diversas características y se comportan de varias maneras. Por ejemplo, cuando los ecosistemas van envejeciendo, las comunidades presentan el fenómeno de sucesión. Una sucesión consiste en una secuencia progresiva de cambios en los organismos que ocupan ese medio, hasta lograr una posición estable, a menos que los factores climáticos se alteren.

Así pues, la comunidad biótica es una reunión de poblaciones de vegetales y animales mutuamente acoplados y que se encuentran en una misma región o un hábitat particular.

Comunidad y ecosistemas Comunidad Todas las poblaciones de diferentes especies que están establecidas en un mismo espacio determinado e interaccionan entre sí, dentro de un ecosistema, forman una comunidad. Glosario: Morfológico: relativo a la forma, a la apariencia externa de los seres orgánicos.

El estudio de una comunidad ecológica también se conoce como estudio de la biocenosis e incluye a todos los animales y plantas de un área determinada, sus respectivas interrelaciones y su dependencia particular entre unos y otros; así como también la estructura de la comunidad. Ecosistema: Es el conjunto de factores bióticos y abióticos que se Población: es un grupo de organismos de la misma especie que están ubicados en un mismo lugar y en el mismo tiempo, es decir que coexisten entre sí; por ejemplo, tienes la población de pericos, la población de pinos, la población de hormigas.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 129


UNIDAD 4 relacionan entre sí, y que a la vez comparten un medio físico en común con el cual interactúan. El ecosistema es el área, a veces pequeña, tal como un bosque, un lago, un jardín y que incluye todas las partes vivientes (seres bióticos) y no vivientes ( seres abióticos) de ese lugar. Un ecosistema incluye muchas comunidades de seres vivos.

El flujo de energía que atraviesa el ecosistema es irreversible e inagotable. Sin embargo, los elementos químicos que constituyen todas las formas minerales u orgánicas que conocemos en la Tierra existen en número finito. Tales elementos deben ser encontrados en el seno mismo del ecosistema y reciclados después de su uso. Todos los seres vivos están formados a partir de seis elementos básicos: carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), azufre (S), y fósforo (P). Se conservan las estructuras, pero se sustituyen sus elementos constitutivos. Los seres vivos y las colonias que ellos forman: bosques, poblaciones, arrecifes de coral, entre otros, tienen una estructura compleja. Por esa razón, el ecosistema debe observar estos requerimientos: 1.

Disponer de una cantidad de nutrientes y agua suficientes para mantener la vida.

2.

Asegurar el reciclaje de materiales, por ejemplo: la hojarasca se transforma para formar parte del suelo, enriqueciendo su corteza.

3.

Evitar las carencias y los excesos de recursos por un sistema de regulación.

4.

Temperaturas idóneas para los organismos que lo habitan.

2

Actividad

Analiza y describe la secuencia de las categorías en los niveles de organización de los seres vivos: Individuo Especie Población Comunidad Ecosistema a) ¿Cómo está incluida una categoría en otra? b) ¿Cómo aplicarías las categorías anteriores en un manglar?

130 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 4 En el ecosistema terrestre los elementos esenciales para la vida son sucesivamente utilizados y regenerados en el curso de grandes ciclos bien conocidos: el ciclo del carbono, del nitrógeno, del azufre y del fósforo. Estos elementos circulan en tres grandes depósitos donde son almacenados durante períodos más o menos largos. Existe el depósito de la atmósfera y de la hidrósfera, el depósito de la biomasa (la masa de materia orgánica representada por el conjunto de los seres vivos) y el depósito de los sedimentos (suelo, tierra). Al pasar de uno a otro depósito, se combinan los elementos.

El ciclo del carbono es el proceso mediante el cual el CO2 del ambiente es aprovechado por las plantas para la fabricación de moléculas orgánicas complejas como la glucosa a partir de la fotosíntesis. El ciclo del nitrógeno es importante porque este proceso facilita que el nitrógeno de la atmósfera se convierta en amoníaco, pues de esa forma puede ser asimilado por los seres vivos. Para que esta conversión se realice participan diversos organismos entre los cuales están las bacterias nitrificantes presentes en los nódulos de las raíces de plantas como las de frijol. Sin estas bacterias, las plantas no podrían obtener el nitrógeno que necesitan. Mediante el ciclo del oxígeno y el del azufre, estos elementos son incorporados al planeta a fin de asegurar que estén disponibles para el mantenimiento de la vida La economía de la naturaleza: producción, consumo y descomposición

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 131


UNIDAD 4 Se puede considerar la etapa orgánica de los ciclos ecológicos (la de la reserva de la vida) como el auténtico motor del conjunto de los ciclos. En el transcurso de esta etapa es cuando son fabricadas y consumidas las principales sustancias responsables de la conservación de la vida, cuando se regula el contenido en oxígeno de la atmósfera o cuando se acopian millares de millones de toneladas de materia. Todo eso, gracias a una organización, a un condicionante de una industria y una economía modelo: producción, almacenamiento, distribución, consumo, repartición equitativa de la energía, reciclaje completo de las materias. Los tres grupos de organismos sobre los que reposan la industria y economía del ecosistema: 1.

organismos capaces de realizar la fotosíntesis; o sea la fabricación de materias orgánicas a partir de la sola luz solar y del gas carbónico mineral (se les llama también autótrofos). 2.

Los consumidores: Son los animales de cualquier tamaño, herbívoros y carnívoros, terrestres o acuáticos, que se nutren de organismos vivos y queman la materia orgánica de los tejidos de sus presas en virtud de una reacción interna de oxidación: la respiración (se les llama, también, heterótrofos).

3.

Los descomponedores: Son los organismos que descomponen la materia orgánica (bacterias y hongos), se nutren de organismos muertos o de sustancias químicas.

Los productores: Son las plantas verdes o los vegetales acuáticos y, más generalmente, todos los

Descomponedores

La biósfera Biosfera: Es la parte de la Tierra que incluye todos los organismos vivientes del planeta y todos los ecosistemas. La Biosfera es la capa del planeta Tierra que se caracteriza por contener a los seres vivos. Está constituida por océanos y todo lugar extenso o pequeño de la superficie terrestre que contenga seres vivos forma parte de la biosfera.

132 Ciencias Naturales - Séptimo Grado

La biosfera no es uniforme sino que varía mucho de un sitio específico del planeta a otro. Entre los casquetes polares y el ecuador, así como entre el Océano Pacífico y el Atlántico, existen muchas diferencias. Toda la vida existente en la biosfera ha sido clasificada y organizada en niveles para facilitar su comprensión. Esta organización se ha dispuesto a nivel grupal (individuo


UNIDAD 4 con su medio) y a nivel individual, como está organizado cada individuo internamente. De esta manera ha sido posible comprender los procesos que permiten que los seres vivos funcionen, se perpetúen e interaccionen entre sí y con su ambiente físico. Estos niveles de organización son de tipo jerárquico. En tal sentido, el nivel inmediato superior incluye al que sigue de mayor a menor. Así, el máximo nivel sería la Biosfera, sucediendo después: ecosistema, comunidades y poblaciones, especies, individuo, célula, molécula, átomo y partícula subatómica.

Nivel grupal: 7º Biosfera 6º Ecosistema 5º Comunidades y poblaciones Nivel individual: 4º Individual multicelular (células y tejidos, órganos, sistemas) 3º Nivel celular 2º Nivel molecular 1º Átomo

Resumen 1.

Los seres vivos se relacionan con el medio físico y biológico en que se desenvuelven y el estudio de estas relaciones corresponde a la ecología. 2. Especie: es el grupo de organismos vivos similares cuyos individuos pueden cruzarse entre sí para producir una descendencia fértil. 3. Los niveles de organización dentro del ecosistema van desde el nivel individual, especies, comunidades y poblaciones, hasta integrar los ecosistemas del mundo. 4. Dentro del ecosistema, las plantas introducen energía mediante la fotosíntesis.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 133


UNIDAD 4

3

Incluye las comunidades de seres vivos y también las partes no vivas del área: a) ecosistemas. b) poblaciones. c) comunidades. d) especies.

Los organismos productores de alimento y energía son: a) las plantas verdes. b) los animales. c) las bacterias. d) los hongos.

2

El conjunto que forman las poblaciones vegetales o animales es:

a) la biosfera.

4

b) el ecosistemas.

c) la comunidad.

d) la especies.

Es el máximo nivel de organización ecológica: a) poblaciones. b) comunidades. c) ecosistemas. d) biosfera.

3) a.

2) c.

1) a.

1

Soluciones

Autocomprobación

4) d.

CADA VEZ MÁS CALOR Existe un fuerte consenso científico: el clima global se verá alterado significativamente como resultado del aumento de concentraciones de gases de efecto invernadero, tales como el dióxido de carbono, el metano, los óxidos nitrosos y los clorofluorocarbonos. Estos gases están atrapando la radiación infrarroja terrestre y harán aumentar la temperatura planetaria entre 1.5°C y 4.5 °C y se estima que la precipitación global también aumentará. Actualmente los cambios climáticos tienen efectos notables en la mayoría de los ecosistemas, con serias consecuencias para la flora, la fauna y el ser humano.

134 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


Lección 5

Cuarta Unidad

Los seres vivos y sus comunidades Motivación

L

as relaciones que establecen las personas con el resto de los seres vivos, en general y con su medio ambiente, son de suma importancia porque son parte esencial de la dinámica de la vida. Todos los seres vivos, en sus diferentes ambientes, se organizan a nivel grupal en poblaciones, comunidades y ecosistemas y esos conjuntos se conocen como niveles de organización ecológica. ¿Qué poblaciones, comunidades y ecosistemas puedes identificar cerca de tu comunidad? Si has observado, por ejemplo, un hormiguero, esa es una población de hormigas y si en ese mismo lugar vuelan varias mariposas, tienes otra población que, en conjunto, forma una comunidad. Si en tu municipio hay algún bosque, un lago o laguna, ya conoces un ecosistema importante. Recuerda que también las plantas de la misma especie, en grupo, forman poblaciones y el conjunto de poblaciones forman las comunidades que son parte de esos ecosistemas.

Indicadores de logro:

Indagarás, observarás y describirás adecuadamente y con interés las características de las comunidades acuáticas y terrestres. Investigarás y describirás las especies y las interrelaciones que se establecen en una comunidad biótica.

Identificarás y ubicarás correctamente en un mapa las principales comunidades biológicas del país.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 135


UNIDAD 4 Comunidades acuáticas Las tres cuartas partes de nuestro planeta están cubiertas por agua y dentro de ellas viven muchísimas comunidades de animales y vegetales. Igual que las comunidades terrestres, las comunidades de vida acuática se adaptan al medio o hábitat para sobrevivir. ¿Qué son los océanos? Los océanos son inmensas extensiones de agua salada que representan cerca del 70% de la superficie del planeta. Hay cinco océanos: el Pacífico, el Atlántico, el Índico, el Glacial Ártico y el Antártico. ¿Qué son los mares? Los mares son extensiones de agua salada más reducidas que los océanos aunque algunos autores usan las dos palabras como sinónimos. En el mundo hay varios mares. Los más destacados son el mar Mediterráneo, el del Norte, el del Caribe y el de la China. ¿Por qué se dice que el mar es la cuna de la vida? Debido a que la vida se originó en el mar, partiendo de compuestos muy simples que dieron lugar a organismos unicelulares primero y a las plantas y los animales después.

Pero, ¡no sólo en los mares hay vida! También existen comunidades de vida en los ríos, lagos, lagunas y hasta en los modestos charcos que siempre se forman cuando el agua se mantiene por un determinado tiempo. ¿Quiénes viven en el medio acuático? Los principales pobladores del hábitat acuático están representados por el plancton, formado por infinidad de algas, protozoos, pequeños crustáceos y larvas de invertebrados y peces.

136 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 4 Las plantas necesitan de la luz para poder realizar la fotosíntesis. Es por eso que se desarrollan solamente en profundidades donde la luz puede penetrar, que va desde la superficie hasta los 200 metros en las zonas tropicales. Algunas de las plantas acuáticas son de vida libre (flotantes) y otras se adhieren al fondo o a otras formas de vida. La vida animal es de una gran diversidad: moluscos (pulpo, calamar), peces (salmón, sardina), mamíferos (delfín, ballena) y otras formas animales que viven fijas a un sustrato (esponjas, corales). También hay gran variedad de bivalvos (almeja, mejillón), equinodermos (estrellas y erizos) y otros, como los gasterópodos y tunicados, entre otros. Los estudios de la vida marina han demostrado la siguiente diferenciación de las aguas en relación a los hábitats de los organismos acuáticos:

Hábitat marino

Hábitat de agua dulce

Zona de la costa: se cubre cuando el mar sube y queda descubierta en la marea baja Zona de mar poco profunda: cercana al continente, hasta 200m de profundidad. Zona de alta mar: más de 200m de profundidad y alejada de las costas

De aguas en movimiento: ríos, arroyos, manantiales De aguas quietas: lagos, lagunas, charcos.

Un hábitat es la parte de un ecosistema donde viven organismos particulares porque las condiciones ambientales son esencialmente uniformes o pueden variar con la estación.

Los dueños del agua Los peces existen desde hace unos 450 millones de años y durante varios más fueron los únicos vertebrados que vivieron en el agua de nuestro planeta. Con tantos años de evolución, su adaptación al medio acuático se hizo perfecta.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 137


UNIDAD 4 Entre los peces más evolucionados se pueden diferenciar dos grandes grupos: los cartilaginosos (pertenecientes a la clase condrictios) y los óseos (pertenecientes a la clase osteictios). Los peces cartilaginosos tienen la columna vertebral y el resto del esqueleto constituido por cartílagos. No presentan vejiga natatoria, la piel se halla recubierta por escamas que forman dentrículos dérmicos y la fecundación es interna. Algunos ejemplos de integrantes de este grupo: raya, tiburón, manta y torpedo. Los peces óseos tienen el esqueleto osificado y bastante complejo. Las branquias están recubiertas por un opérculo óseo. Tienen vejiga natatoria y en general la fecundación es interna. Algunos ejemplos de integrantes de este grupo: esturión, pez serpiente, anguila, morena, sardina, salmón, trucha, piraña, carpa, bacalao, merluza, palometa, caballito de mar, barracuda y pez espada, entre otros.

Praderas , Bosques. En nuestro país descubres diversos paisajes, todos ellos caracterizados por los componentes orgánicos e inorgánicos que contienen. Entre las principales comunidades terrestres que hay en El Salvador, se pueden mencionar: morrales, bosques secos, bosques caducifolios de tierras bajas, pinares, bosques nebulosos, entre otros. La flora y fauna de las distintas comunidades de vida se adaptan al hábitat para poder sobrevivir, según las posibilidades que el medio les brinda.

Comunidades terrestres Las grandes comunidades terrestres se llaman biomas. En comparación con los ecosistemas acuáticos, el ecosistema terrestre es menos dinámico pero más heterogéneo en cuanto a su temperatura y humedad. Estas características condicionan el papel de la vegetación como elemento estructural de una región particular y el de la fauna que la habita. Así, dependiendo del aspecto de las plantas de las regiones, estas pueden ser: bosques, matorrales, herbazales y desiertos. A escala mundial se han identificado distintos biomas: Desiertos, Tundras,

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Adaptaciones al medio Las comunidades de organismos se encuentran adaptados según el hábitat en el que viven. Los animales, por ejemplo, poseen características distintas según el lugar físico al que pertenecen. De acuerdo a esas características, algunos están adaptados para la marcha, otros para la carrera, a veces para la natación y el vuelo.


UNIDAD 4 Muchos animales llegan a tener la forma y el color semejante al ambiente que los rodea, a esto se le llama camuflaje y es una forma de protegerse de los depredadores. Algunos insectos tienen el color de las plantas donde viven, con la apariencia natural de los troncos y hojas.

Un ejemplo típico de lo enunciado es el camaleón que cambia de color según su entorno o la situación que enfrenta en algún momento y llega a confundirse exitosamente con el lugar donde se encuentra.

Punto de apoyo Los vegetales también se adaptan. Los vegetales terrestres, aunque son muy parecidos entre sí, también muestran adaptaciones, ya sea en el tipo de raíz, el tallo o las hojas. Las plantas terrestres se encuentran adaptadas para captar la mayor cantidad de energía posible emanada de la gran fuente natural que constituye el Sol; se adaptan a diferentes condiciones (humedad, calor, frío) y desarrollan estructuras especializadas según las necesidades para la sobre vivencia. Ejemplo:

Los cactus son plantas adaptadas a lugares secos. Para sobrevivir en ese ambiente poseen una estructura que por una parte les permite acumular agua y nutrientes en sus tejidos y por otra reducir la superficie de evaporación. Por eso han reducido al mínimo o eliminado totalmente la emisión de hojas, transfiriendo las funciones fotosintéticas de éstas a la superficie del tallo. En nuestro país hay algunas especies de cactus.

Estas plantas se caracterizan por haber adaptado su tallo para permitir almacenar agua en sus tejidos, así como por haber transformado sus hojas en espinas o escamas, algunas de las cuales excretan sustancias cerosas. Forman parte del grupo de plantas conocidas como suculentas. El medio terrestre tiene diversos integrantes. Miles de invertebrados habitan los suelos, entre los que podemos mencionar insectos, larvas de insectos, gusanos, arañas, bacterias y hongos así como miles de seres microscópicos. Entre los mayores ejemplares se encuentran los reptiles (como tortugas, lagartos, serpientes y cocodrilos) y los mamíferos (zorros, tigres, caballos, leones, monos, jirafas. Además, la mayoría de los animales domésticos pertenecen a este grupo). El ser humano también es mamífero. Ciertas aves (como la gallina y los pericos) y algunas clases de invertebrados como los anélidos (lombrices de tierra), los moluscos (caracoles y babosas), los artrópodos (dentro de este grupo están los arácnidos y los insectos, entre otros).

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UNIDAD 4 Los reptiles fueron los primeros vertebrados que colonizaron el medio terrestre. Para esto, sufrieron varias transformaciones. En la actualidad existen cuatro grupos: los ofidios o serpientes, los saurios o lagartos (lagartijas, iguanas), los quelonios o tortugas y los cocodrilos.

Principales comunidades biológicas de El Salvador De acuerdo al Sistema Nacional de Parques y Reservas, entre las principales comunidades biológicas identificadas en El Salvador están las siguientes: Los manglares que constituyen valiosos ecosistemas con abundancia de moluscos y plantas acuáticas, son bastante húmedos y escenario de frecuentes investigaciones. Por ejemplo los maglares de la barra de Santiago. Existen diferentes bosques: pantanosos, salados costeros, de planicie, robledales y encinares, pinares y bosques de pino-roble en Chalatenango y bosques nebulosos como el de Montecristo en Metapán. Un ejemplo de bosque costero es el Walter T. Deinninger en la Libertad. Otras comunidades biológicas son los lagos volcánicos jóvenes como el de Coatepeque con su isla. En la costa se hallan comunidades biológicas en la vegetación de playa, en los arrecifes de coral de Los Cóbanos y otras comunidades marinas de zonas rocosas, lodosas y arenosas. Además en el occidente del país están el Parque Nacional El Imposible de Ahuachapán, con sus reservas ecológicas protegidas, los parques geológicos y paleontológicos y los morrales.

Los bosques nebulosos se llaman así porque muchos días del año los envuelve la neblina, proporcionando agua a todos los niveles del bosque y por eso pueden existir tantas orquídeas, bromelias y otras plantas aéreas con abundancia y diversidad.

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UNIDAD 4 Si quieres conocer uno de los lugares más bellos del país, visita el Parque Nebuloso de Montecristo.

El bosque de Nancuchiname: hace algún tiempo era un manto continuo de selva, habitado por los animales más espectaculares del país y con la mayor capacidad de regeneración natural. Se dieron cambios o sucesiones y nuevamente está restableciéndose la diversidad con la protección de las instituciones correspondientes.

1

Actividad

Ubicación de comunidades: a) Dibuja un mapa de El Salvador con sus 14 departamentos. b) Ubica en el mapa los parques nacionales que constituyen comunidades biológicas importantes en el país. c) Coloca en una pequeña viñeta, el nombre de cada lugar. d) Afuera del mapa describe brevemente una característica de cada comunidad ubicada. e) Reflexiona sobre la forma en que puedes contribuir a la protección y conservación de las comunidades biológicas del país.

Resumen Educación ambiental: proceso de formación ambiental ciudadana, formal, no formal e informal, para la toma de conciencia y el desarrollo de valores, concepto y actitudes frente a la protección, conservación o restauración, y el uso sostenible de los recursos naturales y el medio ambiente. Impacto ambiental: cualquier alteración significativa, positiva o negativa, de uno o más de los componentes del ambiente provocados por acción humana o fenómenos naturales en un área de influencia definida. Medio ambiente: el sistema de elementos bióticos, abióticos, socio económicos, culturales y estéticos que interactúan entre sí, con los individuos y con la comunidad en la que viven, determinando su relación y sobrevivencia en el tiempo y en el espacio.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 141


UNIDAD 4

1

2

Especies que, fijas en un sustrato, forman comunidades acuáticas son: a) los pulpos y los calamares. b) los corales y las esponjas. c) el salmón y la sardina. d) el delfín y la ballena.

Se consideran especies que forman el plancton:

a) las algas y las larvas.

3

4

Una comunidad biológica muy importante en las costas de El Salvador son: a) los manglares. b) los arrecifes. c) los pinares. d) los bosques secos.

La comunidad biológica del Bosque Nebuloso de Montecristo se ubica en:

a) Sonsonate.

b) los peces y las ballenas.

b) Ahuachapán.

c) las truchas y el bacalao.

c) Usulután.

d) los musgos y los helechos.

d) Metapán.

Soluciones

1) b.

2) a.

3) a.

Autocomprobación

4) d.

FASCINANTE BELLEZA La importancia ecológica y la belleza del lago de Coatepeque en Santa Ana constituyen parte del atractivo turístico para nacionales y extranjeros. Este lago es de origen volcánico y se caracteriza por su riqueza natural, sus comunidades vegetales y animales y por su isla. Por eso es un valioso escenario para la investigación física, química y biológica en todos los niveles. También la diversidad de comunidades biológicas que puedes encontrar en la ruta de las Flores, entre Sonsonate y Ahuachapán y otros lugares como las reservas ecológicas del país, son una ventana de El Salvador para el mundo.

142 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


Solucionario Lección 1 Actividad 1 Respuestas de la pregunta No. 2 a) Las esporas se forman en los esporangios y se encuentran visiblemente en los soros de los helechos. b) La espora da origen al gametofito. Actividad 2: Trabajo con soluciones individuales.

Lección 2 Actividad 1 a) Ovulación b) Espermatozoide c) Adultez d) Gestación e) Cigoto

Lección 3 Actividad 1 Resultado personal sobre la visita al área verde. Actividad 2 a) La química puede ayudar con la verificación de las sustancias presentes en el agua. b) La biología debe ocuparse los seres vivos que son afectados por la problemática. c) Se pueden usar formulas, cálculos, datos estadísticos y gráficas que ayuden a un mejor tratamiento y análisis del problema. Actividad 3 Enfoque personal Actividad 4 Encuesta

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 143


Solucionario Actividad 5 Ecología y medio ambiente a) Ecología: es el área de la biología que trata sobre las relaciones de los seres vivos con su medio ambiente b) Medio ambiente: es el sistema de elementos bióticos, abióticos, socio -económicos, culturales y estéticos que interactúan entre sí, con los individuos y con la comunidad en la que viven, determinando su relación y sobrevivencia, en el tiempo y en el espacio. c) Una diferencia entre ecología y medio ambiente: La ecología es un tratado, un estudio de las relaciones; el medio ambiente es objetivo, perceptible, intuitivo, delimitado, es la convivencia de los organismos con los demás y con su medio físico.

Lección 4 Actividad 1 Observación personal. Actividad 2 a) El ecosistema incluye las comunidades. Las comunidades están constituidas por poblaciones diferentes. Una población es un conjunto de seres de una misma especie. b) El manglar es el ecosistema, en él coexisten en comunidad una diversidad de insectos, plantas acuáticas, peces, moluscos y crustáceos, entre otros. Estas son las poblaciones constituidas por numerosos organismos de especies diferentes que las constituyen.

Lección 5 Actividad 1 Las comunidades biológicas señaladas deben ser: Ahuachapán: Bosque salado de la barra de Santiago. Bosque El Imposible. Santa Ana: Lago de Coatepeque y volcán de Santa Ana, bosque nebuloso de Montecristo en Metapán. Sonsonate: arrecifes de coral en los Cóbanos. Usulután: bosque de Nancuchiname. http://www.tucentroamerica.com/Turismo_en_Centro_Am_rica/Turismo_en_El_Salvador/

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Actividad integradora Tu actividad integradora en esta unidad se llamará: Los seres vivos. Tendrá dos etapas y será prolongada al menos el tiempo que estudies la siguiente unidad, pero los resultados los podrás explicar en la exposición final de asignatura. Etapa I: El ciclo de vida 1.

Observarás e investigarás el ciclo de vida de un animal doméstico (puede ser un perro o un ave de corral).

a)

Si es un pollo, procurarás observarlo desde que sale del cascarón (nacimiento).

b)

Observarás los cambios de plumaje a medida que va creciendo, también cambiará su sonido característico.

c)

Dibujarás el animal en sus diferentes etapas y características de la vida hasta convertirse en adulto y llegar a reproducirse.

2.

Realizarás completa la actividad 1 de la lección 1 (Alternancia de generaciones en los helechos) en paralelo con la primera parte de esta etapa.

Etapa II: Niveles de organización ecológica En la I etapa observaste el ciclo de vida de un individuo, pero si eran varios individuos de la misma especie (varios pollos, perros) tenías una comunidad.

1)

Observarás, si es posible, una granja de animales domésticos.

a)

Esa granja es una comunidad si hay poblaciones de pollos, poblaciones de patos, poblaciones de cerdos u otros. Observa y describe su hábitat.

b)

Si fuera posible tomar una fotografía de esa comunidad o de las poblaciones por separado, sería muy buena ilustración para la exposición final; pero también puedes dibujarlas.

c)

Observarás qué tipos de plantas hay alrededor de la granja. Si hay varias de la misma especie, forman una población en cada caso y entre todas, una comunidad vegetal.

2

Las comunidades vegetales y animales más las condiciones climáticas: luz solar, viento, humedad, temperatura, suelo, agua y aire, forman un ecosistema muy cerca de ti.

a)

Puedes utilizar la información de las páginas 150 y 151 sobre el desarrollo embrionario y la germinación para fundamentar tus explicaciones.

Otras actividades de la unidad que tomarás como fases de esta integración, serán: De la lección 2: la actividad 2. De la lección 3: las actividades 2 y 4. De la lección 4: la actividad 1. De la lección 5: la actividad 1.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 145


Recursos Lección 1 Edu futuro: Los seres humanos http://www.edufuturo.com/educacion.php?c=416 Agosto 2006 El ciclo vital y reproductivo de los seres vivos http://html.rincondelvago.com/ciclo-vital-y-reproduccion-de-los-seres-vivos.html Marzo 2004

Lección 2 Ávila Morales, José E: Etapas del comportamiento humano http://www.monografias.com/trabajos16/comportamiento-humano/comportamiento-humano.shtml 2005 Etapas de la vida http://html.rincondelvago.com/etapas-de-la-vida-humana.html 2007

Lección 3 Ciencia, de la Tierra y del Medio Ambiente: Seres vivos y el medio ambiente http://html.rincondelvago.com/seres-vivos-y-el-medio-ambiente.html 2006 Hernández Asdrubal, María Gabriela http://www.monografias.com/trabajos11/ambi/ambi.shtml 2008

Lección 4 Universidad Nacional de Colombia: Concepto ecológicos y los niveles de organización biológica http://www. virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/2000088/lecciones/seccion1/capitulo02/tema01/01_02_01.htm 2008 FisicaNet: Biología - Niveles de organización biológica http://www.fisicanet.com.ar/biologia/introduccion_biologia/ap03_organizacion_biologica.php Noviembre 2008

Lección 5 Enciclopedia libre Wikipedia: Biocenosis http://es.wikipedia.org/wiki/Biocenosis Septiembre 2008 Preupsubiologia: Ecología población y comunidad http://preupsubiologia.googlepages.com/ecologiapoblacionycomunidad 2009

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UNIDAD 5

CIENCIAS NATURALES Unidad 5

Materia, Energía, la Tierra y el Sistema Solar

Objetivos de la unidad Explicarás con claridad el principio de conservación de la masaenergía, describiendo su transformación y tipos de energía, para valorar sus impactos en la vida del ser humano. Indagarás y representarás la escala del tiempo geológico, describiendo correctamente las características de las diferentes eras, períodos y épocas, así mismo analizando y comparando críticamente las pruebas y evidencias científicas que fundamentan la datación de la Tierra a fin de determinar su edad y origen. Representarás y describirás la formación y estructura del planeta Tierra, describiendo las características de las eras, períodos y épocas e indagando el funcionamiento de la atmósfera, hidrósfera y geósfera para comprender algunos fenómenos meteorológicos y poner en práctica medidas preventivas y de protección. Identificarás y describirás con interés la estructura y composición del Sistema Solar, caracterizando y representando con creatividad los diversos elementos que la conforman para explicar la dinámica de los cuerpos que la integran.

101 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


Lección 1: Materia y energía

Lección 2: Tipos de energía

Unidad 5: La materia y la energía

Lección 3: La edad de nuestro planeta

Lección 4: Estructura y formación de la Tierra

Lección 5: El impresionante sistema solar

Tema 1: Masa y energía se divide en Tema 2: Principio de conservación de la energía Tema 1: Energía potencial y energía cinética se divide en Tema 2: Energía térmica, química, luminosa

se divide en

Tema 1: Medición del tiempo geológico Tema 2: Importancia de los fósiles

se divide en

Tema 1: Caraterísticas de la hidrósfera Tema 2: Atmósfera y geosfera

se divide en

Tema 1: Exploración del sistema solar Tema 2: Planetas, satélites y cometas

En esta unidad se estudian dos temas principales: en primer lugar, aprenderás las relaciones entre la materia y la energía. En este campo conocerás conceptos importantes relacionados con la aplicación del principio de conservación de la materia y la energía cuando esta pasa de una forma a otra. En segundo lugar conocerás información importante de nuestro planeta, conociendo un poco de su estructura y procesos de formación.

102 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


Lección 1

Quinta Unidad

Materia y Energía Motivación

Q

¿ ué será más difícil de halar, un elefante o un ratón? Si halaras cada uno de estos animales con la misma cantidad de fuerza, el elefante respondería en menor grado. Esto es debido a que el elefante tiene más masa que un ratón, por eso el esfuerzo sería mucho mayor. Todo lo que puedes ver y tocar es materia. También son materia algunas cosas que no puedes ver, como el aire. Observa que la materia ocupa una cierta porción de espacio que llamas volumen.

Indicadores de logro:

Explicarás con claridad y ejemplificarás el principio de la conservación de la masa-energía y sus transformaciones.

Describirás adecuadamente la importancia de la energía en actividades de la vida cotidiana.

Masa y energía La masa de un cuerpo es una propiedad característica del mismo, que está relacionada con el número y clase de las partículas que lo forman. Se mide en kilogramos (kg) y también en gramos, toneladas, libras, onzas, pero cuando las partículas son muy pequeñas, por ejemplo átomos y moléculas, se expresa en moles. Se ha establecido que la materia es todo lo que ocupa un lugar en el espacio y tiene masa. Por lo tanto, la masa no es más que la cantidad de materia que posee un cuepo. Según se ha establecido, la materia es una cantidad constante en todo el universo, no se crea ni se destruye, solo se transforma.

La materia se presenta en tres estados: gaseoso, líquido y sólido. El protoplasma celular está en estado coloidal, es como gelatinoso. La materia está formada por partículas pequeñas: átomos y moléculas, que se mantienen unidas mediante fuerzas de atracción. Esas fuerzas son muy fuertes en los sólidos, menos fuertes en los líquidos y muy débiles o no existen en los gases. En el caso del aire no puedes comprobar su masa ni su volumen. No es evidente. Pero la siguiente experiencia te ayudará a comprobarlo.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 103


UNIDAD 5

1

Actividad

Experimental: a) Sumerge un tubo vacío o un vaso con la boca hacia abajo en un recipiente con agua. b) El agua no puede entrar porque el tubo está lleno de aire, y el aire ocupa su propio volumen. c) Para que el agua pudiera entrar en el tubo tendrías que abrir una salida al aire en la parte superior. d) Ilustra las partes de tu experiencia.

La Energía: En el lenguaje común, la energía se asocia a la fuerza, vigor, vitalidad; pero en física existe la siguiente definición: energía es la capacidad de realizar un trabajo. La energía se define como una propiedad de los cuerpos que produce transformaciones en ellos mismos o en otros cuerpos. Esta se pone de manifiesto cuando pasa de unos cuerpos a otros. Por ejemplo, cuando la energía del Sol derrite la nieve o evapora el agua.

104 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 5 Puedes interpretar este otro enfoque: Si observas a tu alrededor personas y cosas que se mueven y más. En todas hay algún tipo de fuerza que cambia el estado de movimiento de las cosas grandes y pequeñas. El cuerpo que aplica o recibe una fuerza experimenta un aumento o disminución en alguna propiedad: eso es la energía. Si participaste en mover (halar) al elefante tienes la sensación de cansancio propia de una pérdida de energía. Has perdido algo: ¿a dónde fue tu energía? En esa situación has realizado un trabajo. Por tanto la energía al ser transferida puede producir un trabajo (W = Fd, donde W es el trabajo equivalente al producto de la fuerza F por la distancia d, si la fuerza actúa en la misma dirección del movimiento) Ejercicios: ¿Qué trabajo realizó un móvil que al aplicarle una fuerza de 20 newton se desplazó 50 cm = 0.5 m Datos:

F = 20 N d = 0.5 m

Fórmula:

W = F d W = 20 N × 0.5m = 10 Nm = 10 Joules

Sustituir los datos en la fórmula

Un cuerpo puede realizar un trabajo debido a un cambio en su velocidad, en su posición. Por eso, si tu bicicleta se mueve a cierta velocidad, posee energía cinética. El valor de esa energía en movimiento viene dado por la expresión Ec = ½ m v2 Donde E = energía cinética m = la masa del cuerpo v2 = velocidad al cuadrado. Ejercicio: ¿Cuál será la energía cinética de un móvil de 3 kg de masa que se mueve a 2m/s? Datos: m = 3kg v = 2m/s entonces. v2 = ( 2m/s)2 = 4 m2/s2 Fórmula: Ec= ½ m v2 . Sustituir los datos en la fórmula

Ec = ½ m v2 = ½ (3 kg ) × 4 m2/s2 = 6 kg ) m2/s2 = 6 joules

Un Joule (J) es la energía transferida cuando se aplica una fuerza de 1 Newton (N) sobre un cuerpo y el cuerpo se desplaza 1 metro por efecto de ella. Energía y fuerza son conceptos distintos que no deben confundirse. Los cuerpos poseen energía que pasa de unos a otros. En cambio, la fuerza se ejerce sobre ellos.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 105


UNIDAD 5

2

Actividad

Resuelve en tu cuaderno el siguiente ejercicio: Encuentra la energía cinética de un móvil de 2 kg si su velocidad es de 5 m/s

Relación masa y energía Las propiedades de la materia pueden ser físicas y químicas. Las propiedades físicas pueden determinarse sin que la materia se altere o varíe su naturaleza. Las propiedades químicas, en cambio, modifican la naturaleza de la materia. La masa, el peso, la densidad, el volumen y la forma son propiedades físicas de la materia. La masa y la energía se relacionan estrechamente según las leyes de la termodinámica. 2 Si consideras la energía cinética Ec= mv 2 (Energía cinética = la mitad de la masa por la velocidad al cuadrado) Según la fórmula, la relación de la masa y la energía es directamente proporcional y si vuelves a la comparación del ratón y el elefante, la energía gastada (trabajo) en halar el elefante será mayor que la utilizada para halar al ratón, cuya masa es mucho menor.

Principio de conservación de la masa y la energía La ley de la conservación de la energía significa que de una fuente determinada no puedes obtener más energía de la que está almacenada en ella y cuando la obtienes, al emplearla no te debe sobrar nada, ya sea que la uses para mover un cuerpo o para calentar algo. Si dispones de 50 joules, al repartir la energía debes sumar 50 joules en condiciones ideales. Ningún cambio físico o químico puede alterar la masa total ni la energía total. ¿Cuál de las formas de energía es más útil? En realidad, todas. Para cocinar tus alimentos, para conservarlos en refrigeración, para iluminar la casa y las ciudades, para mover los vehículos y para producir bienes materiales de todo tipo; en el momento en que vas a usar la energía debe aparecer en forma de trabajo, porque el trabajo produce movimiento y la energía cinética puede convertirse, por medio de dispositivos mecánicos, en otros tipos de energía. El caso más común de trabajo eléctrico es la electricidad ya que ésta puede convertirse en luz, calor, movimiento y más cosas que necesitas cada día; pero para que el trabajo eléctrico pueda convertirse en todo eso, debe estar disponible como energía concentrada y de fácil acceso. En nuestro país se obtiene la electricidad a partir de tres fuentes principales: del petróleo, de la fuerza hidráulica de los ríos y del vapor de agua que sale de la tierra (energía geotérmica).

106 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 5 En las tres fuentes hay energía concentrada solo que de diferente forma: en el petróleo existe como energía química, en los ríos como energía de movimiento y presión y en el vapor de agua de la Tierra como energía interna de alta presión y temperatura. Lo que se debe hacer es convertir estos tres tipos de energía en movimiento y luego en trabajo eléctrico. La central eléctrica es una especie de “convertidorta” de energía; ahí la energía concentrada se convierte en trabajo y calor

A cada unidad de masa le corresponde una enorme cantidad de energía. Pero, si cada gramo de materia contiene tanta energía, ¿por qué no ha sido advertida durante tanto tiempo? La respuesta es que en la medida en que la energía no se pierde externamente, es imposible que sea observada; es como si un hombre muy rico jamás pudiera gastar ni un centavo y nadie sabría lo rico que es. Para que un aumento en la masa sea detectable, el cambio de energía por unidad de masa tiene que ser enormemente grande. Uno de los fenómenos donde tales cantidades de energía por unidad de masa son liberadas es la desintegración radiactiva. ¿En qué consiste? Hay grandes fuerzas que mantienen unidos a los protones y neutrones en el núcleo. Sin embargo, algunos núcleos no tienen una combinación estable de estas partículas, por ejemplo, los isótopos, entonces se vuelven radiactivos, es decir, inestables. Así pierden energía pasando de su atomos muy pesados a partículas más livianas. Para lograr ser estables, reaccionan emitiendo partículas que pueden ser protones, neutrones o electrones, según el tipo de radiactividad en particular. Esto puede dar lugar a cambios en el número atómico y másico, produciendo un nuevo tipo de átomo más estable, o sino, a un reajuste de los niveles de energía del mismo átomo, segun el principio de conservación de la materia y la energía.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 107


UNIDAD 5 Fisión nuclear: Existen átomos que tienen núcleos muy pesados y presentan cierta inestabilidad que, cuando se rompe, da lugar a otros núcleos de masa atómica diferente. Este fenómeno es una reacción nuclear que recibe el nombre de fisión nuclear. Para describir el proceso puedes decir que un átomo de masa M se divide en dos átomos de masas M1 y M 2 que se separan con una tremenda energía cinética. En realidad no estás en condiciones de pesar los átomos aunque hay métodos indirectos para medir sus pesos con exactitud y determinar las energías cinéticas que son transferidas a los productos de la desintegración radiactiva (M1 y M 2). La ley de la conservación de la energía constituye el primer principio de la termodinámica y afirma que la cantidad total de energía en cualquier sistema aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable en el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía. En resumen, la ley de la conservación de la energía afirma que la energía no puede crearse ni destruirse, sólo se puede cambiar de una forma a otra: por ejemplo, cuando la energía eléctrica se transforma en energía calorífica en un calefactor.

La energía eléctrica se transforma en energía calórica

Aunque la energía no se pierde, se degrada de acuerdo con la segunda ley de la termodinámica. En un proceso irreversible, la entropía de un sistema aislado aumenta y no es posible devolverlo al estado termodinámico físico anterior. Entropía = Desorden molecular A mayor energía cinética, mayor entropía.

108 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 5 La energía térmica no puede convertirse en su totalidad en energía mecánica de nuevo, ya que, como el proceso opuesto no es espontáneo, es necesario aportar energía extra para que se produzca en el sentido contrario. Desde un punto de vista cotidiano, las máquinas y los procesos desarrollados por el hombre funcionan con un rendimiento menor al 100%, lo que se traduce en una especie de pérdida de energía. Lo que se da es una forma de energía disipada, por ejemplo, cuando enciendes un foco, el objetivo es para alumbrar; pero el foco se calienta. Entonces la energía se disipa en forma de calor. En ese caso, la energía no utilizada como luz es el calor. Esto no debe interpretarse como un incumplimiento del principio enunciado, sino como una transformación irremediable de la energía.

Resumen Toda la materia está formada por átomos. Los átomos están formados por subpartículas entre ellas los electrones, protones y neutrones. La energía se define como una propiedad de los cuerpos que produce transformaciones en ellos mismos o en otros cuerpos. Las propiedades de la materia pueden ser físicas y químicas. Las propiedades físicas pueden determinarse sin que la materia se altere o varíe su naturaleza. Las propiedades químicas, en cambio, modifican la naturaleza de la materia. La ley de la conservación de la energía constituye el primer principio de la termodinámica.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 109


UNIDAD 5

La relación entre la masa y la energía es proporcionalmente:

La energía cinética de un cuerpo de 5 kg que se mueve a 2 m/s, es: a) 2 Joules.

b) directa.

b) 10 Joules.

c) cuadrática.

c) 24 Joules.

d) logarítmica.

d) 12 Joules.

El estado físico del protoplasma celular es: a) sólido.

4

El trabajo es transferencia de energía pero la dinámica lo expresa así: a) W = F × d

b) líquido.

b) W = F/d

c) gaseoso.

c) Ec = F

d) coloidal.

d) W + ½ m v2 = 0

3) b.

2) d.

2

a) inversa.

3

1) b.

1

Soluciones

Autocomprobación

4) a.

LA FÍSICA Y LA SALUD El descubrimiento de la radiactividad le ha traído muchos beneficios a la humanidad. Gracias a ello existen métodos de diagnóstico para personas con problemas de salud, por ejemplo los rayos X, estudios metabólicos con sustancias trazadoras, tomografía axial computarizada y tomografía por emisión de positrones. La radiactividad también se usa como método de curación para enfermedades mortales, por ejemplo, los tratamientos de radiactividad contra el cáncer que curan a miles de personas cada año. De igual forma, las radiaciones pueden destruir las células tumorales.

110 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


Lección 2

Quinta Unidad

Tipos de Energía Motivación

O

bserva las posiciones de las piedras, en cada posición tienen energía potencial diferente porque cambian los valores de la altura. La energía potencial considera la posición de los cuerpos estáticos o en movimiento para diferenciar otras formas que incluye. ¿Qué tipo de energía tiene un martillo alzado en una mano? ¿Y el mismo martillo golpeando una tabla de madera? ¿Cuál es la diferencia en ambos casos? A cierta altura, el martillo presenta una energía potencial. Cuando está golpeando la madera, está en movimiento. Su energía es mecánica y específicamente, energía cinética.

Indicadores de logro:

Describirás y clasificarás correctamente la energía mecánica en cinética y potencial.

En la naturaleza algunas formas en que se puede manifestar la energía son: Energía cinética y energía potencial, que son las dos formas de la energía mecánica. La energía eléctrica y la energía química son una de las formas de energía potencial.

Identificarás y explicarás objetivamente que la energía cinética se da en virtud del movimiento.

Energía potencial y energía cinética Energía mecánica. La poseen los cuerpos capaces de producir movimiento en otros. La energía mecánica puede ser cinética y potencial. Una manera de clasificar los tipos de energía es en función de la posición y la velocidad de los cuerpos que la poseen.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 111


UNIDAD 5 La energía cinética la tienen los cuerpos en movimiento. Por ejemplo la tiene una bola de fútbol, un automóvil en movimiento, un ventilador. Energía Potencial: Es la energía que tiene un cuerpo en reposo colocado en un lugar elevado. Es igual al trabajo realizado para poner al cuerpo en esa posición. La energía potencial se refiere, por ejemplo, a la que posee un elástico estirado o los cuerpos que están a cierta altura sobre el suelo, y que genera cambios en la posición o en la forma de los cuerpos. Es decir, es la energía que tienen los cuerpos debido a su posición y están en capacidad de realizar un trabajo. Puedes decir que la energía potencial es la energía almacenada en un cuerpo, por ejemplo un resorte comprimido; una roca en lo alto de un cerro, también la energía química de tu cuerpo es energía potencial. Otras formas de energía potencial 1.

Energía potencial gravitatoria

La energía potencial gravitatoria es la que posee un cuerpo que se encuentra a una determinada altura sobre la superficie terrestre. Ej.: Un paracaidista al saltar desde un avión tiene energía potencial gravitatoria, por estar separado de la superficie terrestre una cierta distancia (altura). Ep= mgh. Donde Ep = energía potencial, m = masa, g = gravedad y h = altura La Energía potencial, Ep, se mide en julios (J); la masa se mide en kilogramos (kg); la aceleración de la gravedad se mide en metros/segundo-cuadrado (m/s2) y la altura se mide en metros (m). Ejercicio: ¿Cuál será la energía potencial de un cuerpo de masa 2 kg y que se encuentra a 3m de altura? Datos:

Masa = 2 kg h = altura = 3 m g = gravedad =9.8 m/s2

Fórmula = Ep= mgh Ep= 2kg × 9.8 m/s2 × 3m = 58.8 joules 2.

Sustituir los datos en la fórmula:

Energía potencial elástica: Es la que poseen los cuerpos elásticos.

112 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 5

1

Actividad

Según los tipos de energía hasta ahora descritos, analiza y responde: 1. ¿Qué tipo de energía tienen: a) La lámpara de un techo b) El ventilador de la sala, funcionando c) Un vehículo en marcha d) Los ausoles de Ahuachapán e) Una barra de margarina 2. Escribe tres ejemplos de transformaciones de energía que tú realices diariamente. 3. Escribe el significado de las magnitudes de la fórmula Ep= mgh 4. Investiga dos definiciones de trabajo.

Energía eléctrica, química, luminosa y calorífica La energía eléctrica es la debida al movimiento de cargas eléctricas dentro de conductores eléctricos. Ejemplos: La energía eléctrica que hace girar el motor de un coche y ponerlo en movimiento, la energía de las máquinas industriales, la de las casas, la del tendido eléctrico y más.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 113


UNIDAD 5 La energía electromagnética es la que transportan las llamadas ondas electromagnéticas, como la luz, las ondas de radio y TV, las microondas, los rayos infrarrojos, los rayos ultravioleta y los rayos gamma de la radiactividad.

Gracias a la energía electromagnética de los rayos X es posible realizar radiografías. Energía hidráulica: es la energía del agua en movimiento. Ejemplos: Un chorro, el caudal de un río. Energía calorífica: energía que ocasiona en los cuerpos un cambio de temperatura. Ejemplos: una llama, un horno, el calor del Sol. La energía calorífica es equivalente a la energía interna de los cuerpos y es directamente proporcional a la masa si la temperatura se mantiene constante. Por ejemplo, si tu masa orgánica es 120 libras y la de tu hermanita es de 85 libras, tú tienes más energía calorífica que tu hermana porque la temperatura de ambos es de 370C (constante) Energía química: es la energía que se da al producirse los cambios químicos de la materia, brindando calor, luz o electricidad. La energía química es la energía que se desprende o absorbe en las reacciones químicas. Ejemplo: La energía química liberada en la combustión del gas propano permite calentar el agua de un recipiente.

114 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 5 Los alimentos almacenan energía química:

Energía luminosa: es una emisión de ondas electromagnéticas capaces de estimular la retina del ojo. Energía sonora: es la que se obtiene con la vibración o perturbación de un cuerpo sonoro que se transmite a través de los sólidos, líquidos o gases. Energía eléctrica: es la energía de la corriente de los electrones que a su paso por un conductor produce luz y calor. Ejemplo: un rayo. Energía nuclear: es aquella que se obtiene a partir de reacciones nucleares, que pueden ser espontáneas o también aprovechadas por el ser humano. Se puede producir a partir de isótopos inestables de ciertos elementos, como el torio, el plutonio, el estroncio o el polonio, pero el más utilizado para producir este tipo de energía es el uranio - 235 (235 U). Energía eólica: es la energía del viento en movimiento, por ejemplo, en la foto se observan molinos de viento modernos moviendose con el viento. Los vientos se producen por cambios de densidad del aire sobre superficies que reciben diferentes cantidades de calor del Sol. Sucede que las masas frías bajan y las calientes suben. En los países desarrollados ya están usando las energías alternativas como la energía eólica para no depender solamente del petróleo.

Parque éolico

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 115


UNIDAD 5 Energía térmica Es la suma de las energías que, en razón de su movimiento, tienen todas las partículas (átomos y molécula) que componen un cuerpo. Por consiguiente, la energía térmica depende de la cantidad de partículas, es decir, de la masa que posee el cuerpo y de su grado de agitación térmica, o sea, su temperatura. La energía térmica se debe al movimiento de las partículas que constituyen la materia. Un cuerpo a baja temperatura tendrá menos energía térmica que otro que esté a mayor temperatura. El movimiento de las partículas en la materia en estado sólido es menor que el movimiento de las partículas en la materia en estado gaseoso. La transferencia de energía térmica de un cuerpo a otro debido a una diferencia de temperatura se denomina calor. El calor es una forma particular de la energía y se relaciona directamente con la temperatura y con la energía interna. Para calcular el calor absorbido (Q) por un cuerpo se toma en cuenta la masa y la variación de la temperatura. Q = m (tf -t0) donde m= masa, Q = cantidad de calor y Δt = cambio de temperatura.

Fision nuclear La fisión nuclear es la división del núcleo de un átomo pesado en otro más ligero. Mientras ocurre esta reacción se libera gran cantidad de energía que puede ser aprovechada y convertida en electricidad en los reactores nucleares, para beneficio de la humanidad. El combustible que estas centrales nucleares es un isótopo del uranio llamado uranio enriquecido, que tiene una composición entre un 3,5% y un 4,5% de U-235 y el resto de U-238. La reacción nuclear en

116 Ciencias Naturales - Séptimo Grado

cadena genera la energía controlada se produce cuando un núcleo de Uranio-235 se divide en dos o más núcleos por la colisión de un neutrón. De este modo, los neutrones liberados colisionan de nuevo formando una reacción en cadena.

Energía nuclear Los neutrones rápidos generados en la fisión nuclear de un átomo de uranio con núcleo pesado alcanzan otros átomos y se producen tres reacciones idénticas a la primera. Los nuevos neutrones que surgen en cada una de ellas alcanzan a otros átomos de uranio, y el proceso continúa indefinidamente: se produce una reacción en cadena y se genera así una gran cantidad de energía que, si no se controla, da lugar a una explosión atómica. Las técnicas de control de la reacción en cadena permiten aprovechar así la cantidad de energía que se libera en la fisión del Uranio. Impacto de la energía atómica Hoy en día se habla de la importancia de buscar nuevas fuentes de energía para sustituir la dependencia de los combustibles derivados del petróleo. Y esa búsqueda ha dado buenos resultados con la energía atómica. Los países desarrollados han construido centrales nucleares en las cuales se obtiene energía eléctrica a partir de reacciones nucleares. De ese modo suplen la energía eléctrica de sus pueblos a un costo relativamente bajo. Sin embargo, a pesar de esta bondad de la energía nuclear, es importante destacar que esta forma de obtener energía produce sustancias toxicas radiactivas de desecho, que de no ser bien manejadas ponen a la humanidad al borde de una catástrofe. Por otra parte, si la energía nuclear se utiliza con fines no pacíficos, ponen al ser humano al borde de la extinción. Lo mismo podría ocurrir, si algún accidente ocurriera en un reactor. El daño causado tardaría muchos años en solventarse y los afectados serían pueblos enteros.


UNIDAD 5 Conservación de la energía La energía

Se obtiene de

Aparecen en distintos tipos

Fuentes

Ejemplos:

Luminosa

Puede ser No renobables

Térmica

Eléctrica

Renobables

Mecánica Ejemplos: Ejemplos:

Química

Gas natural Petroleo

Nuclear Sol

Leña

Carbon Viento Uranio

La energía que utilizamos proviene de diversas fuentes que pueden ser renovables o no renovables. Entre las fuentes renovables podemos mencionar el gas natural, el petróleo, el carbón y el uranio. Este último es la materia prima en las centrales nucleares. Las fuentes renovables son el sol, el viento y la leña, entre otras. Así como hay distintas fuentes, también hay diferentes tipos de energía, entre ellas se puede mencionar la energía térmica, luminosa, eléctrica, mecánica, química y nuclear. La ley de conservación de la energía establece que la energía no se crea ni se destruye sino que solo se transforma. Debemos hacer uso adecuado de las fuentes de energía, para que podamos disponer de ellas por más tiempo.

Resumen El término «energía» se define como la capacidad para realizar un trabajo. La energía mecánica es la combinación de las energías cinética y potencial. La energía cinética la tienen los cuerpos en movimiento.

La energía potencial es la asociada a la posición dentro de un campo de fuerzas y puede ser de dos tipos: la energía potencial gravitatoria y la energía potencial elástica o energía de deformación. Otras formas de energía son la electricidad, el calor y la energía química, la energía luminosa y la energía nuclear.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 117


UNIDAD 5

La energía que se produce por acción de los vientos es: a) química.

3

c) el aceite.

c) térmica.

d) un ausoles.

d) potencial.

Es la energía total si se suma la energía cinética más la E. potencial: a) eléctrica. b) mecánica. c) atómica. d) luminosa.

4

2) b.

3) d.

a) un resorte. b) una lámpara.

b) eólica.

2

Hay energía geotérmica en:

La energía que consiste en un flujo de electrones en un conductor es: a) calórica b) hidráulica c) p. gravitatoria d) eléctrica

1) b.

1

Soluciones

Autocomprobación

4)d.

GENERACIÓN CHERNOBYL El 26 de abril de 1996, un accidente en un reactor nuclear en Chernobyl, Ucrania, ocasionó que pueblos enteros quedaran expuestos a una venenosa nube radiactiva que causó un terrible daño a las comunidades vecinas. Toda la naturaleza quedó contaminada: el suelo, el agua y el aire. Después de 23 años, las consecuencias siguen latentes en la zona: debido a la presencia de material radiactivo en el ambiente, se han disparado los casos de cáncer de tiroides sobre todo en los niños, a los cuales se les llama Generación Chernobyl, porque son los más vulnerables desde el vientre materno.

118 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


Lección 3

Quinta Unidad

La edad de Nuestro planeta Motivación

¿Cuál es la edad de nuestro planeta? Vivimos en un planeta en el cual duramos poco tiempo. Millones de personas han existido y ya no están más. Dentro de cien años también nosotros seremos historia, pero la Tierra, el planeta, sigue siendo el mismo. Nos parece que las cosas que vemos siempre estuvieron allí, sin embargo, también el planeta he tenido cambios que le han dejado huellas a lo largo de los siglos. ¿Te has preguntado ¿cómo era el planeta en sus inicios? ¿Había vida desde el principio? ¿Qué fósiles son testigos de pasado de nuestro país?

Indicadores de logro:

Identificarás y describirás con argumentos válidos las pruebas y evidencias científicas en las que se ha basado la medición del tiempo geológico. Interpretarás y construirás con destreza representaciones de la escala de tiempo geológico basada en eones, eras, períodos y épocas.

Indagarás, analizarás y describirás con objetividad la importancia de los hallazgos fósiles del río Tomayate en El Salvador.

Medición del tiempo geológico: períodos y eras La geología es la ciencia que estudia la composición, estructura y evolución de la Tierra a lo largo de los tiempos geológicos. ¿Cómo han hecho los geólogos para determinar, con un cierto grado de certeza, por ejemplo, que el Triásico en la Tierra abarcó desde hace 245 hasta hace 208 millones de años, más o menos, con un error de uno a tres por ciento?

Estas fechas de la Tierra han se determinado por datación radiométrica. Cuando se forma una roca, algunos de sus elementos físicos, como el uranio, el torio o el potasio, suelen encapsularse en su interior en condiciones inestables. Con el correr del tiempo, estos elementos se deterioran, emiten radiactividad, y se convierten así en otra forma elemental. Por ejemplo, el uranio 238 se convierte en plomo 206, el torio 232 se convierte en plomo 208 y el potasio 40 se convierte en argón 40.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 119


UNIDAD 5 Todas estas transiciones tienen un momento intermedio que se puede medir, es decir, el tiempo que tardan en deteriorarse la mitad de los elementos originales. La escala que se acepta en la actualidad está dividida en tres grandes Etapas o marcas temporales llamadas eras. Las eras están subdivididas en Períodos y éstos a su vez en Épocas. Las eras aceptadas actualmente son: Paleozoica, Mesozoica y Cenozoica. Cada una de estas divisiones representa extinciones, desapariciones de grupos de organismos vivos característicos y apariciones de nuevos grupos de especies. Unidades de tiempo de la escala de tiempo geológico Eón

Era

Período

Cenozoico

Cuaternario

Terciario

Época Holocelano 1.01 Pleistoceno

1.6

Plioceno Mioceno Oligoceno Eoceno Paleoceno

5.3 23.7 36.6 57.8 66.4

Mesozoico

Cretàcico 144 Jurásico 208

“Edad de los reptiles”

Desarrollo de plantas y animales. Desarrollo de los seres humanos.

“Edad de los mamíferos” Extinción de los dinosaurios y muchas otras especies. Primeras plantas con flores. Primeras aves. Dinosaurios dominantes.

Triásico 245 Pérmico 286

Extinción de trilobites, Carbonífero 320 “Edad de los anfibios” primeros reptiles, grandes pantanos carboníferos, anfibios abundantes. Devónico 408 “Edad de los peces” Primeros insectos fósiles, peces dominantes, primeras plantas terrestres.

Hádico

Arcaico Proterozoico

Paleozoico

Fanerozóico

Silúrico 438 Ordovícico 505 Cámbrico 570

2500

“Edad de los invertebrados”

Primeros peces, trilobites dominantes, primeros organismos con concha. Primeros organismos pluricelulares. Primeros organismos unicelulares.

3800 4600

120 Ciencias Naturales - Séptimo Grado

Edad de las rocas antiguas. Edad de las rocas antiguas.


UNIDAD 5 Los cambios de Era representan extinciones masivas, a gran escala. Por ejemplo, se estima que en el último periodo de la era Paleozoica, llamado Pérmico, se perdieron cerca del 96% de las especies. A finales del Cretácico, en la era Mesozoica, se extinguieron los dinosaurios y otros muchos tipos de seres vivos, terminando así el período y la era. Estas extinciones masivas de especies u organismos no implican la desaparición de todas las especies (lo que habría significado que hubiese desaparecido la vida sobre el planeta), muchas de ellas permanecen en la actualidad a través de sus descendientes modificados. Las especies desaparecidas se extinguen para ya no volver a aparecer y sólo conocemos ahora sus restos fósiles. Es importante explicar esto con un ejemplo: los dinosaurios pertenecen a un orden de la clase de los reptiles que se extinguió hace 65 millones de años.

Importancia de los fósiles La ciencia que estudia los fosiles es la Paleontología. Los fósiles son importantes para la investigación de las edades de las rocas que muchas veces los contienen. A partir de eso se hace el cálculo de las épocas, eras y periodos al que pertenece algún espécimen animal o vegetal. Se entiende por registro fósil el conjunto de fósiles existentes hasta este momento sin duda. Es una pequeña muestra de la vida en el planeta como un rompecabezas todavía no completo, pero para esto ha servido el modelo fósil. Los fósiles por lo general sólo muestran las partes duras del animal o de la planta: el tronco de un árbol, el caparazón de un caracol o los huesos de un dinosaurio o un pez. Desde un punto de vista práctico se distinguen:

Microfósiles (visibles al microscopio óptico) Nanofósiles (visibles al microscopio electrónico) Macrofósiles o megafósiles (aquellos que vemos a simple vista) Microfósil es un término descriptivo que se aplica al hablar de plantas o animales fosilizados cuyo tamaño es menor que aquel que puede llegar a ser analizado por el ojo humano.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 121


UNIDAD 5 Las eras y los períodos: Las rocas más antiguas con presencia de fósiles conspicuos se han clasificado como pertenecientes al período cámbrico.

de insectos sin alas, ammonoides, peces y varios tipos de artrópodos y moluscos. Al final aparecieron las primeras plantas con semilla.

El concepto de Era se aplica a partir del Cámbrico, pues es en ese Período en el que aparece, en el registro fósil, una gran variedad de tipos de animales y plantas.

Carbonífero

El inicio de ese periodo marca entonces el comienzo de la era Paleozoica. Era paleozoica o paleozoico Empezó hace 570 millones de años y terminó 325 millones de años después. La palabra paleozoico significa “vida antigua”. Se divide en los periodos siguientes: Cámbrico Se caracteriza por la profusión e importancia de los trilobites ya extintos. Aparecieron también otros tipos de animales invertebrados como los primeros moluscos. Ordovícico El periodo comenzó hace 505 millones de años y terminó hace 438 millones, o sea que se extendió por 67 millones de años. Se diversifican los moluscos, por ejemplo los gasterópodos (caracoles) y los corales y aparecen los primeros vertebrados, los peces ostracodermos. Silúrico Se inicia hace 438 millones de años y termina 30 millones de años después. Aparecen las primeras plantas terrestres, las cuales habitan terrenos pantanosos y se reproducen por esporas. Las plantas ya existían, pero todas eran marinas, recién hacia fines de este periodo comienzan a invadir tierra firme. Devónico Tiene una duración aproximada de 43 millones de años, pues se extiende desde hace 408 hasta hace 360 millones de años. Se caracteriza por la progresiva colonización de tierra firme por las plantas y la continua aparición de nuevos tipos. Los fósiles predominantes en esta época son los

122 Ciencias Naturales - Séptimo Grado

Este periodo empezó hace 360 millones de años y finalizó hace 286 millones. En él se desarrollan muchísimas plantas, principalmente en los pantanos, llamados “pantanos de carbón”. Aparece el polen en las primeras gimnospermas, hay muchos helechos sin semillas y helechos con semillas. Aparecen los primeros insectos voladores (como las libélulas, algunas con alas de hasta 50 cm) y surgen los primeros vertebrados totalmente terrestres: los reptiles. Pérmico Es el último periodo de la era Paleozoica, que tiene una duración de 41 millones de años, empezando hace 286 millones. Se produce una diversificación de los moluscos, los reptiles, las coníferas, los ginkgofitos y las gimnospermas. Hacia finales del Pérmico se suscitó una gran crisis biológica que produjo una extinción masiva que afectó a diversos grupos, tanto marinos como terrestres.


UNIDAD 5 La era Mesozoica o Mesozoico Esta era, que surge después de la gran extinción, se extiende durante 180 millones de años, iniciándose hace 245 millones y finalizando hace 65 millones. Es conocida como la era de los reptiles, pues se caracteriza por la diversificación y expansión de éstos, y, especialmente, por la aparición de los dinosaurios. En el reino de las plantas, las gimnospermas dominan la superficie continental del planeta. Triásico Es el primer periodo de la era mesozoica, comienza hace 245 millones de años y termina hace 208 millones Durante su transcurso hay un gran desarrollo de los helechos. Inicialmente hay escasez de fauna tanto marina como terrestre, pero lentamente comienzan a expandirse algunos reptiles. Se han encontrado también corales fósiles de este periodo. Para finales del Triásico ya podemos encontrar a los primeros dinosaurios. Jurásico Comienza hace 208 millones de años y finaliza hace 144 millones.Las gimnospermas siguen siendo las plantas dominantes y tienen una gran expansión, en especial las coníferas. Aparecen los reptiles voladores y, hacia el final del periodo, las primeras aves, representadas por el Archaeopteryx, considerado un eslabón entre los reptiles y las aves. Cretácico Es el último periodo de la era mesozoica y tiene una duración de 79 millones de años, comenzando hace 144 millones y finalizando hace 65 millones. En el Cretácico los grandes reptiles del Mesozoico llegan a su máximo desarrollo. En este periodo aparecen los cocodrilos, las víboras y las tortugas. Los mamíferos son de tamaño muy pequeño, lo que se atribuye a la presencia y dominio de los dinosaurios. Las plantas con flores son un grupo dominante. Al final del periodo se produjo una crisis biológica que provoca la rápida desaparición de los dinosaurios. Tipos de fósiles Los fósiles más antiguos conocidos son los estromatolitos, que consisten en rocas creadas por medio de la sedimentación de sustancias, como carbonato cálcico, por la actividad bacteriana. La formación ferrífera de Gunflint de Ontario, Canadá, que tiene una antigüedad aproximada de 1900 millones de años (Precámbrico inferior y medio) contiene abundantes microfósiles aceptados como restos microbianos. Los fósiles más comunes son restos de caracoles o huesos transformados en piedra. Muchos de ellos muestran todos los detalles originales del caracol o del hueso, incluso examinados al microscopio. Los fósiles por lo general sólo muestran las partes duras del animal o planta: el tronco de un árbol, el caparazón de un caracol o los huesos de un dinosaurio o un pez. Algunos fósiles son más completos. Si una planta o animal queda enterrado en un tipo especial de lodo que no contenga oxígeno, algunas de las partes blandas también pueden llegar a conservarse como fósiles.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 123


UNIDAD 5 Un fósil viviente es un término informal usado para referirse a cualquier especie viviente que guarde un gran parecido con una especie conocida por fósiles (se podría decir que es como si el fósil hubiera “cobrado vida”). Los braquiópodos son un ejemplo perfecto de “fósiles vivientes”. Por ejemplo, el pez llamado lingula es un braquiópodo fósil de hace unos 200 millones de años. Otro ejemplo es el celacanto. Fue una gran sorpresa encontrar este pez en las costas de África en 1938,

cuando se pensaba que llevaban 70 millones de años extinguido. El registro fósil es el conjunto de fósiles existentes. Es una pequeña muestra de la vida del pasado distorsionada. No se trata, además, de una muestra al azar. Cualquier investigación paleontológica debe tener en cuenta estos aspectos, para comprender qué se puede obtener a través del uso de los fósiles y qué no.

Fósiles del río Tomayate

Tomayate es un sitio paleontológico ubicado a las orillas del río del mismo nombre en el Municipio de Apopa, departamento de San Salvador, El Salvador. El sitio ha producido abundante megafauna y sus fósiles pertenecen a la época del Pleistoceno. Era Cenozoica, 65 m.a. a la actualidad aproximadamente de 1.8 a 0.01 m.a. este sitio paleontológico fue descubierto de manera accidental en el año 2000 por Teófilo Reyes Chavarría, quien al caminar a la orilla del río notó un objeto semi-enterrado

124 Ciencias Naturales - Séptimo Grado

parecido a un enorme diente. Don Teófilo reportó este hallazgo a las autoridades unos meses después y el objeto encontrado resultó ser un molar del proboscidio Cuvieronius conocido como mastodonte. En el año siguiente se inició una excavación a cargo del Museo de Historia Natural de El Salvador, la cual reveló no sólo varios restos de Cuvieronius, sino de varias otras especies vertebrados de proboscídeo. Mandíbula del proboscídeo Cuvieronius encontrada en el Tomayate. El objeto que aparece en medio mide 20 cm.


UNIDAD 5 Características del sitio En el Río Tomayate se han recuperado por lo menos 16 especies de vertebrados, entre las que se incluyen tortugas gigantes, megaterios, gliptodontes, toxodontes, caballos extintos, paleo-llamas y especialmente un gran número de restos óseos de proboscidios del género Cuvieronius. Cuvieronius es un proboscidio cuyos restos han sido encontrados desde el sur de EUA hasta los Andes bolivianos, y en muchas localidades centroamericanas. Cuvieronius es conocido popularmente como el mastodonte de los Andes. En el Tomayate también se ha obtenido abundante polen y madera fósil, los cuales aún se encuentran en estudio. Es notable la ausencia de restos de pequeños vertebrados, tan comunes en otros yacimientos pleistocénicos del continente. Los vertebrados del Tomayate se encuentran en general en estado desarticulado o semi-desarticulado, lo que indica que los animales ya estaban muertos y habían permanecido algún tiempo expuestos a la intemperie antes de ser cubiertos por una espesa capa de sedimento. El sitio muestra evidencias de que el evento responsable por el soterramiento de esta gran camada de huesos fue súbito. El sedimento habría sido llevado por una tormenta tropical o un deslave de tierra. Por medio de la correlación de sus especies con otras presentes en sitios de Norteamérica, se ha estimado una edad Pleistocena Temprana para el Río Tomayate (entre 0,5 y 1,8 millones de años de antigüedad). De esta manera, el Tomayate podría ser contemporáneo con la barranca del Sisimico, otra importante localidad paleontológica de El Salvador, ubicada en San Vicente donde también se han encontrado megaterios, toxodontes y proboscidios. Importancia: El Tomayate sobresale entre la mayoría de yacimientos pleistocénicos centroamericanos por ser más antiguo y mucho más rico, por lo cual nos brinda información valiosa sobre el gran intercambio o puente faunístico americano, en el cual el istmo centroamericano jugó el papel principal.

Resumen 1. 2.

3.

4. 5.

La Geología es la ciencia que estudia la composición, estructura y evolución de la Tierra a lo largo de los tiempos geológicos. La escala para medir el tiempo geológico que se acepta en la actualidad está dividida en tres grandes etapas llamadas eras. Las eras están subdivididas en períodos y éstos a su vez en épocas. Las eras aceptadas actualmente son: Paleozoica, Mesozoica y Cenozoica. La era Paleozoica empezó hace 570 millones de años y terminó 325 millones de años después. Sus periodos fuero: Cámbrico, Ordovícico, Silúrico, Devónico, Carbonífero y Pérmico. La era Mesozoica fue la era de los grandes reptiles. Un sitio que ha aportado muchos fósiles para la investigación en nuestro país es el río Tomayate.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 125


UNIDAD 5

1

Los fósiles visibles a través del microscopio electrónico son: a) nanofósiles.

3

c) Apopa.

c) megafósiles.

d) Ataco.

d) fósiles.

2

Es la escala más grande del tiempo geológico: a) Era

a) Nejapa. b) Guazapa.

b) microfósiles.

El río Tomayate pertenece al municipio de:

4

Un fósil grande observado en el río Tomayate es un:

a) gasterópodo.

b) Periodo

b) triásico.

c) Etapa

c) uranio.

d) Eón

d) megaterio.

Soluciones

1) a.

Autocomprobación

2) a.

3) c.

4) d.

IMPORTANCIA DEL RÍO TOMAYATE En la vía que de San Salvador conduce a la frontera de El Poy, entre El Salvador y Honduras, está el río Tomayate, receptáculo desafortunado de aguas servidas de la zona. Es considerado el sitio paleontológico de vertebrados más rico de Centroamérica y una de las mayores acumulaciones de proboscidios en América. Eso constituye un aporte muy importante a la cultura regional y a las investigaciones sobre las especies del pasado, algunas ya extinguidas, otras que han evolucionado.

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Lección 4

Quinta Unidad

Estructura y formación de la Tierra Motivación

Estructura de la geosfera La Tierra, tiene forma esférica ligeramente achatada por los polos. En ella se pueden diferenciar tres capas concéntricas que desde el exterior hacia el interior son: corteza, manto y núcleo y a las cuales se les llaman capaz internas. También están las capas externas más importantes de la Tierra: la atmósfera y la hidrósfera. La corteza es parte de la litosfera en la porción sólida de la Tierra o geosfera. ¿Te gustaría explicarte las causas e importancia de estas capas de la Tierra?. Indicadores de logro:

Indagarás y representarás en forma creativa las capas que componen la Tierra: atmósfera, hidrósfera y la geósfera. Describirás adecuadamente las funciones, composición y capas que forman la atmósfera.

Estructura de la Tierra La parte sólidad de la Tierra es la Litosfera o geosfera, la líquida es la hidrosfera y la gaseosa, la atmósfera. Estructura de la geósfera o Litósfera En La Geosfera tiene forma esférica ligeramente achatada por los polos. En ella se pueden diferenciar tres capas concéntricas del exterior hacia el interior son: la corteza, el manto y el núcleo. Corteza Es la capa más superficial de la Tierra. Las rocas que la forman están compuestas principalmente de oxígeno, silicio, aluminio y hierro. Se pueden distinguir dos tipos de corteza: la continental y la oceánica.

Describirás con exactitud los diferentes cuerpos de agua y estados físicos de la hidrósfera, océanos, ríos, lagos, glaciares, agua subterránea. Construirás con originalidad modelos físicos que representen las capas externas e internas de la Tierra.

Manto Es la capa situada debajo de la corteza. Las rocas que la constituyen son ricas en oxígeno, magnesio, silicio y hierro. Se encuentra a temperaturas entre los 1500 y los 3000 grados centígrados. Núcleo Ocupa el centro de la Tierra. Se compone fundamentalmente de hierro y níquel. Su temperatura es de unos 6000 grados centígrados

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 127


UNIDAD 5 Hidrosfera Es la capa de agua que cubre casi toda la superficie terrestre. Puedes distinguir aguas oceánicas y aguas continentales. Atmósfera La atmósfera es la capa gaseosa que rodea a la Tierra. Se extiende hasta unos 10,000 km de altitud. La atmósfera protege la vida de la Tierra absorbiendo en la capa de ozono la radiación solar ultravioleta, reduciendo las diferencias de temperatura entre el día y la noche.

Formación y características de la hidrósfera La hidrósfera Es la capa discontinua de agua que recubre el 70% de la superficie del planeta y está formada por ríos, lagos, mares, las aguas que se encuentran en los mantos acuíferos, los hielos polares, la nieve de las montañas y el hielo de los glaciares.

128 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 5 Las tres cuartas partes de la superficie de la Tierra están cubiertas por agua. El 98% del agua que existe en el planeta es agua salada que se encuentra concentrada en océanos, y sólo un 2% es agua dulce, la cual podemos encontrar en los lagos, aguas subterráneas y en los glaciares. El agua es sumamente importante para la vida, de la mayoría de organismos vivos. Por ejemplo, el 75% del cuerpo del ser humano está constituido por agua. En algunos seres acuáticos, como las medusas, el 99% de su organismo está formado por agua. La hidrosfera está en continuo movimiento. A este movimiento se le conoce como ciclo hidrológico. El ciclo hidrológico En el planeta, el agua pasa de unos lugares a otros, por ejemplo, de la atmósfera cae en forma de lluvia a la tierra, a los lagos, y a los océanos. Un glacial expuesto al calor del sol se evapora y el agua vuelve a la atmosfera en forma de nubes. Cuando el vapor de agua en la atmósfera se encuentra con una masa de aire frío, se condensa y origina finísimas gotitas que componen las nubes. Si la temperatura desciende más, se forman gotas de agua de mayor tamaño, y por su peso se precipitan o caen en forma de lluvia, granizo o nieve, según las condiciones de la atmósfera. El agua, al caer, puede evaporarse inmediatamente o ser aprovechada por los seres vivos, por el suelo, o ir hacia los ríos y océanos.

Cuando el agua cae en el suelo puede filtrarse, es decir, penetrar en la tierra y originar ríos y pozos subterráneos. Pero para que eso suceda, el suelo tiene que ser poroso. El agua que no se filtra se escurre a través de riachuelos y quebradas que la conducen a los lagos, a los ríos, y estos últimos al mar, de donde se evapora de nuevo y es así como vuelve a comenzar el ciclo del agua. Disponibilidad del agua El ciclo del agua es un proceso que se desarrolla en todo el planeta, pero su distribución natural no es igual en todos los lugares. Hay zonas en donde abunda el agua, pero hay otras en las que escasea, como en las zonas desérticas. En nuestro país tenemos una época lluviosa entre los meses de mayo a octubre. Al año se ha estimado que caen unos 1800 milímetros de lluvia. Es decir, hay abundancia de agua pero a pesar de ello, la deforestación y destrucción de los bosques y zonas verdes para construir carreteras y centros comerciales impide que el agua lluvia se infiltre a los mantos acuíferos subterráneos debido al pavimento, provocando que estos bajen de nivel y haya escasez de agua para el consumo humano, usos industriales y agropecuarios. A eso se suman los desastres naturales, como las inundaciones que sufre la capital por la insuficiencia de quebradas naturales por las que antes escurría en el invierno.

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UNIDAD 5 Capas de la atmósfera La atmósfera es la capa gaseosa que envuelve y protege a la Tierra de los rayos ultraviolestas provenientes del Sol se divide en varias capas separadas por variaciones térmicas o de calor. Estas son: Troposfera Es la capa más baja y agitada de la atmósfera. Alcanza una altura aproximada de 12 a 15 kilómetros. En ella se originan las corrientes de aire, las variaciones de temperatura, las nubes, las lluvias y las tormentas eléctricas.

Estratosfera Se encuentra arriba de la troposfera y está constituida por capas de aire con poco movimiento. Casi siempre el aire está en perfecta calma. La estratosfera tiene un espesor de 50 km. Es en esta capa donde se encuentra la mayor concentración de ozono, gas que nos protege contra los rayos ultravioleta, causantes del cáncer en la piel y cataratas en los ojos. Lamentablemente, la capa de ozono está desapareciendo debido al uso de productos químicos llamados clorofluorocarbonados (CFC’s) provenientes de aerosoles y desechos industriales gaseosos.

130 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 5 Mesosfera Se extiende desde la estratosfera hasta unos 80 ó 90 km de altura. Biosfera La biosfera es una capa discontinua formada por el conjunto de todos los seres vivos que habitan sobre la Tierra y el medio físico en el que desarrollan su vida. Se extiende desde la parte superior de la troposfera, donde podemos encontrar microorganismos, hasta las mayores profundidades de los océanos. La atmósfera terrestre es la capa gaseosa que rodea a la Tierra. Está compuesta por oxígeno (20,946%) y nitrógeno (78,084%), con pequeñas cantidades de argón (0,93%), dióxido de carbono (variable, pero alrededor de 0,033% ó 330 ppm), vapor de agua (aprox. 1%), neón (18,2 ppm), helio (5,24 ppm), kriptón (1,14 ppm), hidrógeno (5 ppm) y ozono (11,6 ppm). ppm = partes por millón ( unidades de concentración) La atmósfera protege la vida de la Tierra absorbiendo en la capa de ozono parte de la radiación solar ultravioleta, reduciendo las diferencias de temperatura entre el día y la noche, y actuando como escudo protector contra los meteoritos. El 75% de la atmósfera se encuentra en los primeros 11 km de altura desde la superficie planetaria. La troposfera, que abarca hasta un límite superior llamado tropopausa que se encuentra a los 9 Km en los polos y los 18 km en el ecuador. En ella se producen importantes movimientos verticales y horizontales de las masas de aire (vientos) y hay relativa abundancia de agua, por su cercanía a la hidrósfera. Por todo esto es la zona de las nubes y los fenómenos climáticos: lluvias, vientos, cambios de temperatura, etc. Es la capa de más interés para la ecología. En la troposfera la temperatura va disminuyendo conforme se va subiendo, hasta llegar a -70ºC en su límite superior.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 131


UNIDAD 5 La estratosfera comienza a partir de la tropopausa y llega hasta un límite superior llamado estratopausa que se sitúa a los 50 kilómetros de altitud. En esta capa la temperatura cambia su tendencia y va aumentando hasta llegar a ser de alrededor de 0ºC en la estratopausa. Casi no hay movimiento en dirección vertical del aire, pero los vientos horizontales llegan a alcanzar frecuentemente los 200 km/hora, lo que facilita que cualquier sustancia que llega a la estratósfera se difunda por todo el globo con rapidez, que es lo que sucede con los CFC que destruyen el ozono. En esta parte (la estratosfera) la atmosfera, entre los 30 y los 50 kilómetros, se encuentra el ozono que tan importante papel cumple en la absorción de las dañinas radiaciones de onda corta ( rayos ultra violeta). La ionosfera y la magnetosfera se encuentran a partir de la estratopausa. En ellas el aire está tan enrarecido que la densidad es muy baja. Son los lugares en donde se producen las auroras boreales y en donde se reflejan las ondas de radio, pero su funcionamiento afecta muy poco a los seres vivos.

La geósfera o geosfera corresponde a la porción sólida del planeta. Técnicamente, la geósfera sería la Tierra misma (sin considerar la hidrosfera ni la atmósfera). De modo práctico y sencillo, diremos que la geósfera está formada por tres grandes zonas diferentes: Corteza terrestre, Manto terrestre Núcleo terrestre. Corteza terrestre Es la parte más superficial de la Tierra. Las rocas que la forman están compuestas principalmente de oxígeno, silicio, aluminio y hierro. Se pueden distinguir dos tipos de corteza: La corteza continental: Tiene un espesor de unos setenta kilómetros aproximadamente y su roca más abundante es el granito. La corteza oceánica: Tiene un espesor de unos diez kilómetros aproximadamente y su roca más abundante es el basalto.

132 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 5 El manto Es la capa que está situada debajo de la corteza. Las rocas que la constituyen son ricas en oxígeno, magnesio, sicilio y hierro. Se encuentra a temperaturas situadas entre los mil quinientos y los tres mil grados centígrados. Núcleo Ocupa el centro de la tierra. Las rocas que lo constituyen fundamentalmente son de hierro y níquel. Sus temperaturas son aproximadamene de unos seis mil grados centígrados. Está claro que el interior terrestre está formado por varias capas, y en esto coinciden todos los modelos. Pero las investigaciones sobre el interior de la Tierra se han centrado en dos aspectos: 1.

El modelo estático. La composición de materiales que forman distintas capas del planeta.

2.

El modelo dinámico. En el comportamiento mecánico de dichos materiales (su elasticidad, plasticidad, el estado físico). Por eso se distinguen dos tipos de modelos que presentan diferentes capas aunque coinciden en muchos puntos:

Actividad

1

a)

¿Cuál es la función de la capa de ozono? b) ¿Qué son los rayos ultravioleta ? c) ¿Qué compuestos son clorofluorocarbonados? ¿Por qué son dañinos para la salud?

Resumen

capas externas capas internas

atmósfera hidrósfera litósfera corteza manto núcleo

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 133


UNIDAD 5

La capa donde se concentra la mayor cantidad de materia de la Tierra es la:

a) atmósfera.

b) hidrósfera.

c) geósfera.

3

d) la tropósfera.

La capa de agua que cubre casi toda la superficie de la Tierra es la: a) hidrosfera.

b) atmósfera.

c) geosfera.

d) troposfera.

el manto.

c) el núcleo.

4

2) a.

a)

b) la corteza.

d) tropósfera.

2

La parte más superficial de la Tierra es:

Contiene a la capa de ozono y absorbe, en parte, la radiación ultravioleta: a) hidrósfera b) atmósfera c) geósfera d) tropósfera

1) c.

1

Soluciones

3) b.

Autocomprobación

4) b.

¡TIERRA FIRME! La tectónica de placas es la teoría que explica que la superficie terrestre está formada por fragmentos llamados placas tectónicas que flotan y se desplazan continuamente. En este movimiento producido por la energía interna de la Tierra, las placas tectónicas chocan en algunos puntos y se separan en otros. Como es un movimiento lento, no puedes notarlo, por lo que es necesario utilizar instrumentos de medidas muy sensibles y precisos. Las fronteras o las uniones entre estas placas son zonas con actividad tectónica intensa, en donde tienden a producirse sismos y erupciones volcánicas, tal como sucede en El Salvador.

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Lección 5

Quinta Unidad

El Impresionante Sistema Solar Motivación

Uno de los acontecimientos más espectaculares

del siglo fue la llegada del hombre a la Luna. El 20 de julio de 1969, Neil Armstrong fue la persona por primera vez un pie en la superficie lunar. Este fue un gran paso para el desarrollo de la conquista del espacio. En la fotografía está otro compañero de Armstrong, él es Aldrin. Para realizar esta hazaña fue necesario tener un conocimiento básico sobre cómo funciona el Universo. Ya antes los rusos habían puesto en órbita la Spunik un sátelite que daba una órbita alrededor de la Tierra. Entre los EEUU y la ex Unión Soviética se inició la carrera espacial y la conquista del espacio.

Indicadores de logro:

Explicarás con interés y seguridad el origen del Sistema Solar y del planeta Tierra en el marco de la teoría del Big Bang. Analizarás y explicarás el funcionamiento del Sistema Solar, valorando los aportes de Newton.

Indagarás, representarás y describirás con creatividad los componentes del Sistema Solar. Describirás y ubicarás con exactitud los satélites naturales de los planetas del Sistema Solar.

Exploración del Sistema Solar Formación del Sistema Solar Antes de que existiera la Tierra, hace más de 4.500.000 millones de años, todo lo que después sería el Sistema Solar era una inmensa nube de gas y polvo. La mayor parte de esta nube se condensó en el centro dando lugar a un cuerpo de gran tamaño. Debido a su masa, los primitivos átomos de hidrógeno se fusionan dando lugar a otros elementos como el helio y liberando una enorme cantidad de energía radiante (luz, calor...). Este astro es el Sol.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 135


UNIDAD 5 La Tierra era en principio una gran masa semilíquida (magma) debido a la alta temperatura, por lo que se produjo una separación de los distintos materiales que la formaban. Los más pesados se depositaron en el centro (núcleo). Sobre estos, otros menos pesados y por último los que se encontraban en estado gaseoso, que son los más ligeros. Poco a poco la temperatura de la Tierra comenzó a descender. La parte exterior lo hizo rápidamente. Algunos gases como el vapor de agua, se condensaron produciendo enormes lluvias que ayudaron a enfriarse más rápidamente el magma. Así se formó una costra de magma sólido (corteza) que quedó prácticamente cubierta por el agua (hidrosfera). Esta corteza se resquebrajó dando lugar a una serie de trozos que aún flotan sobre el magma (placas tectónicas). El Universo ¿Has visto últimamente una noche con un hermoso cielo estrellado? ¿Has tratado alguna vez de contar las estrellas que hay? Si lo has hecho, seguramente has quedado sorprendido por la cantidad de estrellas que hay en el cielo. Y eso que sólo podemos observar una pequeñísima parte del vasto universo. Desde el inicio de la humanidad, el ser humano ha levantado los ojos al cielo y se ha formulado múltiples preguntas en varios intentos por explicar el origen y el funcionamiento del Universo. Concepciones antiguas y modernas Desde las primeras civilizaciones humanas, el Sol, la Luna y las estrellas han sido objeto de curiosidad, reverencia y estudio. La necesidad de establecer con precisión las épocas adecuadas para sembrar y recoger las cosechas y para las celebraciones, así como de orientarse en las largas travesías comerciales o en los viajes, hizo que los astrónomos de la antigüedad fijaran su vista en el cielo y rastrearan el movimiento de los astros. Es así como nace la astronomía, la ciencia que se ocupa del estudio de los cuerpos celestes del universo. Algunas de las civilizaciones que sobresalieron por sus logros en el estudio de los astros, fueron los egipcios, incas, mayas y aztecas. Estas culturas adoraban al Sol como uno de sus dioses principales, por lo que la astronomía estaba en estrecha relación con la religión. Por ejemplo, el calendario solar maya, basado en el movimiento del Sol, es mucho más exacto que el que utilizamos actualmente.

136 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 5

Planetas, satélites, cometas y asteroides Los Planetas Desde la redefinición de planeta de 2006 llevada a cabo por la Unión Astronómica Internacional, el término clásico asteroide no desaparece, pero se ve englobado dentro de los denominados cuerpos menores del Sistema Solar (excepto Ceres, que se considera planeta enano), junto con los cometas, la mayoría de los objetos transneptunianos y cualquier otro sólido que orbite en torno al Sol y sea más pequeño que un planeta enano. Planeta es, según la definición adoptada por la Unión Astronómica Internacional el 24 de agosto de 2006, un cuerpo celeste que: 1.

Orbita alrededor del Sol.

2.

Tiene suficiente masa para que su gravedad supere las fuerzas del cuerpo rígido, de manera que asuma una forma en equilibrio hidrostático (prácticamente esférica).

3.

Ha limpiado la vecindad de su órbita de planetesimales.

El nombre de los planetas del Sistema Solar procede de la mitología griega y romana. Así, según la mitología: Mercurio: mensajero de los dioses. Venus: diosa del amor y de la belleza. La Tierra: madre de todos los dioses. Marte: dios de la guerra. Júpiter: dios supremo y creador del universo. Saturno: dios titán, padre de Júpiter. Urano: dios del cielo. Neptuno: dios del mar.

1 a)

Actividad Dibuja en tu cuaderno el Sistema Solar.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 137


UNIDAD 5 En diferentes culturas los días de la semana provienen de los nombres de los dioses asociados con cada uno de estos astros. Lunes por la Luna, Martes por Marte, Miércoles por Mercurio, Jueves por Júpiter, Viernes por Venus, Sábado por Saturno y Domingo por el Sol (die domini en latín). Los satélites mayores de los diferentes planetas reciben su nombre de personajes mitológicos, excepto los satélites de Urano, cuyos nombres conmemoran personajes de obras de William Shakespeare. Otros cuerpos menores del Sistema Solar reciben su nombre de diversas fuentes: mitológicas (Plutón Sedna, Eris, Varuna o Ceres), de sus descubridores (cometas como el Halley) o de códigos alfanuméricos relacionados con su descubrimiento.

Satélites

Comparación de la Tierra con las lunas de cada planeta del Sistema Solar Se denomina satélite natural a cualquier objeto que orbita alrededor de un planeta. Generalmente el satélite es mucho más pequeño y acompaña al planeta en su evolución alrededor de la estrella que orbite (si orbita alguna). En el caso de la Luna de la Tierra, tiene una masa tan similar a la masa de la Tierra que podría considerarse como un sistema de dos planetas que orbitan juntos (sistema binario de planetas). Tal es el caso de Plutón y su satélite Caronte. Si dos objetos poseen masas similares, se suele hablar de sistema binario en lugar de un objeto primario y un satélite. El criterio habitual para considerar un objeto como satélite es que el centro de masas del sistema formado por los dos objetos esté dentro del objeto primario. El punto más elevado de la órbita del satélite se conoce como apoápside.

138 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


UNIDAD 5 Por extensión se llama lunas a los satélites de otros planetas. Se dice los cuatro satélites de Júpiter, pero también, las cuatro lunas de Júpiter. También por extensión se llama satélite natural o luna a cualquier cuerpo natural que gira alrededor de un cuerpo celeste, aunque no sea un planeta, como es el caso de la luna asteroidal Dactyl girando alrededor del asteroide Ida . En los planetas y planetas enanos del Sistema Solar se conocen 170 satélites, distribuidos así: Tierra 1. La Luna La Luna es el único satélite natural de la Tierra. Es el astro más cercano y el mejor conocido. La distancia media entre el centro de la Tierra y la Luna es de 384.400 km. Su diámetro (3.476 km) es de menos de un tercio del terrestre, su superficie es una catorceava parte (37.700.000 km2), y su volumen alrededor de una cincuentava parte (21.860.000.000 km3). Marte 2. Deimos y Fobos

Luna baja en el cielo; el color rojo es causado por la atmósfera terrestre. En los eclipses de Luna, ésta toma un color parecido y se debe a una extraordinaria casualidad. El Sol es 400 veces más grande pero también está 400 veces más lejos, de modo que ambos abarcan aproximadamente el mismo ángulo sólido para un observador situado en la Tierra. La Luna en un eclipse lunar puede contener hasta tres veces su diámetro dentro del cono de sombra causado por la Tierra. Por el contrario en un eclipse solar la Luna apenas tapa al Sol (eclipse total) y en determinadas parte de su órbita, cuando está más distante, no llega a ocultarlo del todo, dejando una franja anular (eclipse anular). La complejidad del movimiento lunar dificulta el cálculo de los eclipses y se tiene que tener presente la periodicidad con que éstos se producen.

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UNIDAD 5 Cometas Los cometas (del latín cometa y el griego kometes, “cabellera”) son cuerpos celestes constituidos por hielo y rocas que giran en torno al Sol siguiendo órbitas muy elípticas. Los cometas, junto con los asteroides, planetas y satélites, forman parte del Sistema Solar. La mayoría de estos cuerpos celestes describen órbitas elípticas de gran excentricidad, lo que produce su acercamiento al Sol con un período considerable. A diferencia de los asteroides, los cometas son cuerpos sólidos compuestos de materiales que se subliman en las cercanías del Sol. A gran distancia (a partir de varias unidades astronómicas (UA) desarrollan una atmósfera que envuelve al núcleo, llamada coma. Esta coma está formada por gas y polvo. Conforme el cometa se acerca al Sol, el viento solar azota la coma y se genera la cola o cabellera característica. La cola está formada por polvo y el gas de la coma ionizado. Fue después del invento del telescopio por Galileo que los astrónomos comenzaron a estudiar a los cometas con más detalle, advirtiendo entonces que la mayoría de estos tienen apariciones periódicas. Edmund Halley fue el primero en darse cuenta de esto y en 1705 pronosticó la aparición del cometa Halley en 1758, para cual calculó que tenía un periodo de 76 años. Sin embargo, murió antes de comprobar su predicción. Debido a su pequeño tamaño y órbita muy alargada, solo es posible ver los cometas cuando están cerca del Sol y por un periodo corto de tiempo. Los cometas son generalmente descubiertos visual o fotográficamente usando telescopios de campo ancho u otros medios de magnificación óptica, tales como los binoculares. Sin embargo, aun sin acceso a un equipo óptico, es posible descubrir un cometa rasante solar en línea con una computadora y una conexión a Internet. En los años recientes, el Observatorio Rasante Virtual de David (David J. Evans) (DVSO) le ha permitido a muchos astrónomos aficionados de todo el mundo, descubrir nuevos cometas en línea (frecuentemente en tiempo real) usando las últimas imágenes del Telescopio Espacial SOHO Algunos de los cometas más famosos (por orden alfabético): Gran cometa de 1811 Cometa de 1843 Cometa de 1882 Cometa 3D/Biela: a finales del siglo XIX se partió en dos, y más tarde en fragmentos minúsculos, dando lugar a una lluvia de estrellas, con lo que despareció para siempre. Cometa Coggia: obtuvo mucha fama debido a su extraordinaria belleza. Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, destino de la sonda espacial europea Rosetta Cometa 2P/Encke Cometa Hale-Bopp Cometa 1P/Halley: describe su órbita cada 76 años. En 1910 su aproximación a la Tierra conllevó que su cola rozara con las capas superiores de la atmósfera.

Asteroides Otras pequeñas porciones de esta nube de asteroides se condensaron formando miles de millones de pequeños cuerpos sólidos que giraban alrededor del Sol siguiendo órbitas que se entrecruzaban. Debido a la atracción gravitatoria chocaban entre sí

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UNIDAD 5 quedando unidos en muchos casos, haciéndose cada vez más grandes, y debido a la energía producida en el choque, se alcanzaba una temperatura capaz de mantener los materiales fundidos. Al ir decreciendo el número de estos pequeños cuerpos, los choques disminuyeron, quedando grandes cuerpos girando alrededor del Sol. Estos son los planetas del Sistema Solar, y entre ellos la Tierra.

Imagen tomada por la sonda Galileo el 28 de agosto de 1993, donde se ve el asteroide (243) Ida y su satélite Dactyl. Un asteroide es un cuerpo rocoso, carbonáceo o metálico más pequeño que un planeta y que gira alrededor del Sol en una órbita interior a la de Neptuno. Desde la Tierra tienen aspecto de estrellas de ahí el nombre de asteroides que en griego significa de figura de estrella). Los asteroides también se llaman planetoides o planetas menores, denominaciones que son más adecuadas a lo que, en realidad, son. La mayoría de los asteroides que se hallan en nuestro Sistema Solar poseen órbitas semi-estables entre Marte y Júpiter, pero algunos son desviados a órbitas que cruzan las de los planetas mayores El 1 de enero de 1801 el astrónomo siciliano Giuseppe Piazzi descubrió el asteroide o planeta menor (1) Ceres, mientras trabajaba en un catálogo de estrellas. Este planeta menor fue denominado Ceres Ferdinandea en honor del entonces rey de las Dos Sicilias, Fernando I. Al descubrimiento de Piatzi le siguieron otros parecidos, pero de objetos más pequeños. Hoy se estima que existen cerca de dos millones de asteroides con un

Resumen Una inmensa nube de gas y polvo cósmico es el origen de nuestro sistema solar. La fusión de átomos de Hidrógeno en Helio fue la causa de la liberación de la enorme cantidad de energía en el Sol, hasta nuestros días. El nombre de los planetas del Sistema Solar procede de la mitología griega y romana, por ejemplo: Mercurio era el mensajero de los dioses

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 141


UNIDAD 5

1

En la formación del Sistema Solar, los elementos químicos primitivos eran:

a) oro y plata.

2

3

Un objeto que orbita alrededor de un planeta es: a) Mercurio.

b) helio e hidrógeno.

b) El Sol.

c) cloro y bromo.

c) un asteroide.

d) níquel y zinc.

d) satélite natural.

Un cuerpo celeste con suficiente masa que orbita alrededor del Sol es un: a) cometa.

4

Es el cometa que se observó en 1910 y describe su órbita cada 76 años: a) Halley.

b) asteroide.

b) Coggia.

c) planeta.

c) Humason.

d) satélite.

d) 3D/Biela.

Soluciones

1) b.

2) c.

3) d.

Autocomprobación

4) a.

UNO EN MILES DE MILLONES En el universo hay miles de millones de galaxias situadas a enormes distancias unas de las otras. Las distancias que las separan son tan grandes que se tuvo que crear una nueva unidad de medida para calcular su longitud: el año luz. En astronomía un año luz equivale a 9.46 billones de km, igual a la distancia que recorre la luz en un año. No se conoce con exactitud cual es la forma y el tamaño del universo; si éste es finito o infinito, si es abierto o cerrado. Lo que sí se conoce, con un poco de amplitud y en todas las latitudes y esferas del conocimiento, son los elementos que lo componen: las galaxias.

142 Ciencias Naturales - Séptimo Grado


Solucionario Lección 1 Actividad 1: Comprobaste que el aire es materia, que ocupa su espacio y que tiene que ser desplazado del vaso para que entre el agua. Actividad 2: a) Ec = ½ mv2 ½ × ( 2 kg × ( 5 m/s)2 ½ × 2 × 25 kg( m/s )2 25 Joules

Lección 2 Actividad 1: 1. ¿Qué tipo de energía tienen? a) La lámpara de un techo: E. potencial gravitatoria b) El ventilador de la sala, funcionando E. cinética c) Un vehículo en marcha: E. cinética d) Los ausoles de Ahuachapán: E. geotérmica e) Una barra de margarina: E. química 2. Escribe tres ejemplos de transformaciones de energía que tú realices diariamente. Respuesta personal 3. Escribe el significado de las magnitudes de la fórmula Ep= mgh Ep= Energía potencial; m = masa; g = gravedad; h = altura :

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 143


Solucionario Lección 4 Actividad 1: a) ¿Cuál es la función de la capa de ozono? Absorber la radiación uv. b) ¿Qué son los rayos ultravioleta, cómo es su longitud de onda ? Radiaciones del espectro electromagnético con longitud de onda corta. c) ¿Qué compuestos son clorofluorocarbonados, por qué son dañinos para la salud? Los aerosoles y otros que contienen cloro, fluor, carbono (CFC)

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Actividad integradora El universo y la energía 1.

Consistirá en representar imágenes o un dibujo grande de la Vía Láctea y de ahí extraer el Sistema Solar como si de un pastel partido en varios sectores extranjeras solamente uno. Lo separas, pero sigue siendo parte de un todo, por poner un ejemplo.

2.

Para estudiar el Sistema Solar por separado, según las dimensiones de los planetas y algunos satélites descritos en el texto.

3.

Con una pelota grande formarás el planeta Tierra. Le harás un recorte, forrarás esa parte y con papeles de colores diferenciarás las capas internas de la esfera terrestre.

4.

Ubicas el globo terrestre seccionado en un lugar que te permita hacer una ilustración de las capas externas ( litósfera, hidrósfera y atmósfera. Puedes escribir el nombre de todas las capas en pequeñas tiras de papel todas iguales.

5.

Como el centro de tu Sistema Solar es el Sol, ahí escribirás la palabra energía solar, la fuente de todos los tipos de energía.

6.

En papel más grande escribe el principio de la conservación de la masa y la energía, con letra clara que sea legible; además, que tú lo puedas explicar.

7.

Estos materiales los tendrás preparados para la exposición final que es el proyecto de asignatura.

Séptimo Grado - Ciencias Naturales 145


Recursos Lección 1 Enciclopedia libre Wikipedia: Radiactividad http://es.wikipedia.org/wiki/Radiactividad Julio 2008 Faculdat de Química de Tarragona: Aplicaciones de la radioactividad http://www.quimica.urv.es/~w3siiq/DALUMNES/01/siiq38/aplicaciones.htm

Lección 2 E renovable: Fusión nuclear http://erenovable.com/2006/06/01/fision-nuclear/ Junio 2006 Enciclopedia libre Wikipedia: Energía nuclear http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_nuclear 2004 Unicef: Desastre en Chernobyl http://www.unicef.org/spanish/health/ukraine_33604.html Abril 2006

Lección 3 Delgado Rodríguez, Héctor: La escala del tiempo http://www.correodelmaestro.com/anteriores/1999/enero/5anteaula32.htm Enero 1999 Duiops.net: La medición del tiempo geológico http://www.duiops.net/dinos/mediciontie.html Enero 2004 I España: Las eras geológicas http://erasgeologicas.ues.iespana.es/

Lección 4 AstroMía: Estructura de la Tierra http://www.astromia.com/solar/estructierra.htm 2008 Enciclopedia libre Wikipedia: Estructura interna de la Tierra http://es.wikipedia.org/wiki/Estructura_ interna_de_la_Tierra 2007 Egger, Anne E.: La Estructura de la Tierra http://www.visionlearning.com/library/module_viewer. php?mid=69&l=s 2003

Lección 5 Enciclopedia libre Wikipedia: Sistema Solar Sistema Solar http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Solar Calvin J., Hamilton El Sistema Solar http://www.solarviews.com/span/solarsys.htmSistema,1997 Educar.org: El Sistema Solar http://www.educar.org/SistemaSolar/, 2008 Foro Libre: Todo sobre el Sistema Solar http://www.todoelsistemasolar.com.ar/, 2008

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