Issuu on Google+

CIENCIAS NATURALES Unidad 1

LAS CIENCIAS NATURALES

Objetivos de la unidad Identificarás y describirás con interés los pasos del método científico experimental y las etapas de la investigación, realizando algunos experimentos con el propósito de relacionarlos, aplicarlos y explicarlos como herramientas de la actividad científica. Analizarás y resolverás con creatividad e interés problemas relacionados con la cinemática, que permitan valorar la importancia de los postulados como fundamentos que han contribuido a mejorar la calidad de vida del ser humano. Resolverás problemas de movimiento, trabajo y potencia, experimentando situaciones reales de la vida cotidiana a fin de facilitar su aplicación en el desarrollo de actividades laborales o domésticas. Analizarás con iniciativa y experimentarás los principios fundamentales de hidrostática, resolviendo problemas para valorar sus implicaciones en la hidráulica y la navegación.


Ciencias Naturales

Método científico (Proporciona Método de investigación)

Química

Biología

Astronomía

Física

Geología

Energía

Movimiento

Fuerza

Trabajo y potencia

En esta primera unidad profundizarás en el conocimiento de las ciencias naturales. Haremos un recorrido por los conocimientos que dieron origen a sus diferentes ramas y comprenderás aspectos interesantes en el campo del movimiento, la fuerza, el trabajo, la potencia y el efecto de la presión en los sólidos, líquidos y gases.

Introducción al proyecto La unidad uno de Ciencia, Salud y Medio Ambiente te proporciona la oportunidad de contribuir al bienestar del mundo, de tu familia, de tu persona y de tu economía. Aprenderás a ahorrar la energía que consumen los aparatos eléctricos de tu casa, lo que significa bienestar para tu bolsillo y para el medio ambiente. Para ello, vas a realizar un proyecto muy interesante: elaborarás un plan de eficiencia energética para implementarlo en tu casa. Es fácil, y comenzarás por revisar tu recibo de energía eléctrica, luego harás un conteo de los equipos de tu casa que conectas a la red de electricidad e identificarás en cuáles hay más desperdicio según las horas en que los utilizas o si permanecen encendidos innecesariamente.

102 Ciencias Naturales - Octavo Grado

Presión


Lección 1

Primera Unidad

¿Qué son las ciencias naturales? Motivación

E

n la Antigüedad era posible que un solo ser humano pudiera poseer todo el conocimiento de su época. Con mucho esfuerzo y dedicación, grandes hombres que se dedicaron al estudio de las cosas que les rodeaban o que podían observar y fueron convirtiéndose en sabios que llegaban a sorprender con su enorme conocimiento. A medida que se hacían más descubrimientos fue imposible que una sola persona pudiera asimilarlo todo. Entonces se hizo necesario agrupar los conocimientos de acuerdo a su objeto de estudio y así, poco a poco, fueron definiéndose las ciencias. Piensa y contesta: ¿Qué es el conocimiento científico? ¿Cómo se clasifican las ciencias? ¿Existe algún método para desarrollar el conocimiento científico? Indicadores de logro:

Describirás con interés y clasificarás en forma correcta algunas ramas de las ciencias naturales, su objeto de estudio y las relaciones existentes entre ellas. Indagarás, explicarás con disposición y aplicarás el método científico experimental.

La palabra ciencia se origina del latín “scientia,” que significa conocimiento. Hoy en día, las ciencias son las diversas ramas del saber humano que pueden distinguirse y clasificarse por su objeto de estudio diferente y por su método de búsqueda del saber o la verdad. Las ciencias pueden clasificarse en: 1.

Ciencias puras o formales: son aquellas que no tienen en cuenta su aplicación práctica. Utilizan la deducción como método de búsqueda de la verdad. Ejemplo: lógica, matemática, etc.

2.

Aplicarás con responsabilidad las etapas de la investigación científica al realizar experimentos de física, química y biología, mostrando un orden lógico.

Ciencias aplicadas o fácticas: constituyen el conjunto de ciencias que se caracteriza por su aplicación práctica. Se encargan de estudiar los hechos. Ejemplo: aeronáutica, agricultura, astronomía, informática, ciencias de la educación, ciencias de la salud, etc. Las ciencias fácticas pueden ser naturales o sociales. Las ciencias sociales o humanas son aquellas que estudian los aspectos sociales del ser humano. El método de investigación depende de cada disciplina en particular. Ejemplo: antropología, economía, historia, sociología, etc.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 103


UNIDAD 1

Las ciencias naturales y su método Las ciencias naturales son todo un conjunto de ciencias que estudian quitar los fenómenos naturales mediante la aplicación de diferentes métodos y el apoyo de las ciencias formales, para establecer el razonamiento lógico, a fin de explicar los fenómenos de la naturaleza. El ser humano observa y luego indaga acerca del medio que lo rodea. Al profundizar en lo que busca se van creando las diferentes áreas de conocimientos especializados como resultado de aplicar el método científico, entre otros, para hallar la respuesta a las interrogantes que se plantea. ¿Cuál ha sido el desarrollo de las ciencias naturales? Al principio, las observaciones y las interrelaciones de las experiencias proporcionaban el conocimiento de la naturaleza. En la época de Pitágoras, un gran matemático de la Antigua Grecia (años 580 – a 500 a. de C.) solo se reconocían cuatro ciencias: aritmética, geometría, música y astronomía. Pero en los tiempos de Aristóteles (años 384—322 a. de C.), ya se habían agregado la mecánica, la óptica, la física, la meteorología y la botánica. Siglos después, los contemporáneos de Renato Descartes, en el siglo XVII, lo vieron presentar el árbol de las ciencias que observas a continuación: la medicina

la mecánica

la moral

la física

la metafísica El árbol de la ciencia de Descartes: en la raíz ubica la metafísica, en el tronco la física y en las ramas, las demás ciencias, principalmente la medicina, la mecánica y la moral.

104 Ciencias Naturales - Octavo Grado

De acuerdo a Descartes, ¿cuál es la ciencia base de todas las demás? ¿Cuáles son las nuevas ciencias que cobija este árbol? Los conocimientos de la naturaleza son tan amplios y estudian tantos fenómenos que fue necesario hacer una división para comprender o mejor.

a)

1

Actividad

v

Escribe algunas ramas de las ciencias naturales en la siguiente tabla según corresponda. Física

Química

Biología

Ramas de las ciencias naturales Astronomía Esta ciencia trata acerca de la investigación de los planetas, las galaxias, los cometas, los satélites y el universo en general. Podemos afirmar que la astronomía es el estudio de los objetos del espacio y de los fenómenos que suceden fuera de la atmósfera terrestre. Todas las civilizaciones antiguas estudiaron, en mayor o menor medida, los fenómenos que observaron en el cielo; pero fue a partir de la invención del telescopio por Galileo Galilei en el siglo XVII que comenzó a utilizarse el método científico en esta área del saber humano. Nicolás Copérnico se considera el Padre de la Astronomía Moderna, él afirmó que era la Tierra la que giraba alrededor del Sol, y no al revés, como se creía en el siglo XV. En la actualidad los sofisticados observatorios estelares permiten un avance continuo de la astronomía.


UNIDAD 1 Física Es la ciencia de la naturaleza en un sentido muy amplio. Estudia las propiedades de la energía, el tiempo, el espacio y sus interacciones. La física no es sólo una ciencia teórica, es también una ciencia experimental. Como toda ciencia, busca que sus conclusiones puedan ser verificables mediante experimentos y que la teoría pueda realizar predicciones de experimentos futuros. A la física la han alimentado los trabajos de personas tan notables como Isaac Newton, Galileo Galilei, Albert Einstein, Robert Hooke, entre otros. La física ha sido clave en el desarrollo del mundo moderno, contribuyendo así a mejorar la calidad de vida de las personas. Por ejemplo, la investigación en óptica ha ayudado para que las personas con problemas visuales puedan tener los lentes adecuados a su necesidad. Geología Es la ciencia que estudia la composición, estructura y dinámica del planeta Tierra. Mediante la investigación en Geología, los científicos han llegado a comprender con bastante detalle cómo es la estructura de nuestro planeta. Los geólogos estudian y explican fenómenos como las erupciones volcánicas y también los movimientos de las capas de la Tierra que producen los terremotos.

inconsciente de las personas y tuvo como producto la búsqueda de sus causas.

Actividad a)

2

Investiga algunos fenómenos cotidianos que estén dentro del campo de la química.

Bioquímica Es la ciencia que estudia las sustancias presentes en los organismos vivos, tales como las proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos y otros compuestos que forman parte de las células y tejidos, los cuales intervienen en las reacciones químicas que les permiten crecer, nutrirse, reproducirse, utilizar y almacenar energía.

Geografía

Biología.

Ciencia que estudia la distribución y disposición de los elementos en la superficie terrestre. El estudio de la geografía comprende tanto el medio físico como la relación de los seres humanos con ese medio, es decir, los rasgos que son propiamente geográficos como el clima, los suelos, las formas de relieve, el agua o las formaciones vegetales, junto con los elementos que estudia la geografía humana.

La palabra biología proviene del griego “bios” que significa vida y “logos” que significa estudio, por lo cual el término biología significa: Estudio de la vida. Es una de las ciencias naturales que tiene como objeto de estudio a los seres vivos y, más específicamente, su origen, nutrición, reproducción, su evolución y sus propiedades, entre otros. Se ocupa tanto de la descripción de las características y de los comportamientos de los organismos individuales como de las especies en su conjunto, así como de la reproducción de los seres vivos y de las interacciones entre ellos y el entorno.

Química Es la ciencia encargada de estudiar la composición, propiedades y estructuras de las sustancias materiales, la forma como interactúan y los efectos que se producen sobre ellas cuando se les añade o extrae energía en cualquiera de sus formas. Desde que el ser humano habita en esta Tierra ha sido testigo de la transformación de sustancias, por ejemplo, la descomposición de las frutas o los cambios de estado del hielo al derretirse; estos hechos se empezaron a indagar dentro del

Octavo Grado - Ciencias Naturales 105


UNIDAD 1 Fisiología

Zoología

Del griego physis, naturaleza, y logos, conocimiento, estudio. Es la ciencia biológica que estudia las funciones de los seres orgánicos. De acuerdo con el tipo de organismo vivo, podemos distinguir tres grandes grupos:

Es la rama de la biología que estudia a los animales y grupos afines. La zoología puede tener una rama general, que se dedica a la morfología, anatomía, histología, embriología, fisiología, ecología y etología animal. La rama especial se dedica a la clasificación sistemática, a la distribución geográfica (zoogeografía), a la paleontología (zoopaleontología), a la zoología aplicada (zootecnia) y a los diferentes grupos de animales específicamente.

a)

Fisiología animal y dentro de ésta, la fisiología humana

b)

Fisiología vegetal

c)

Fisiología bacteriana

Anatomía Es la ciencia dedicada al estudio de las estructuras macroscópicas de los seres vivos, dejando así el estudio de los tejidos a la histología y de las células a la citología y biología celulares. La anatomía humana es un campo especial dentro de la anatomía general. Históricamente se tiene constancia de que la anatomía era enseñada por Hipócrates en el siglo IV antes de Cristo. Botánica Es una rama de la biología que trata del estudio de todo el reino vegetal desde el nivel celular, estableciendo las relaciones entre estructura y función, considerando cada género y especie como entes individuales. La botánica también estudia la distribución geográfica de las plantas en los distintos ecosistemas terrestres.

Genética Es una rama de las ciencias biológicas, cuyo objeto es el estudio de los patrones de herencia, del modo en que los rasgos y las características se transmiten de padres a hijos. Explica por qué nos parecemos a nuestros padres, y porqué se parecen las diferentes especies entre sí. Ecología

3

Actividad

Mencionar la rama de las ciencias naturales que está relacionada en cada caso: a) Estudia cómo funciona el tubo digestivo de un insecto. b) Investiga y analiza de los cromosomas de una especie. c) Estudia e investiga de la contaminación en un río.

106 Ciencias Naturales - Octavo Grado

Es la ciencia que estudia los seres vivos y su ambiente, la distribución y abundancia de los seres vivos, y cómo esas propiedades son afectadas por la interacción entre los organismos y su ambiente. El ambiente incluye las propiedades físicas que pueden ser descritas como la suma de factores abióticos locales, como el clima y la geología, y los demás organismos que comparten ese hábitat (factores bióticos). En 1869, el biólogo alemán Ernst Haeckel acuñó el término ecología, remitiéndose al origen griego de la palabra (oikos, casa; logos, ciencia, estudio o tratado). Según entendía Haeckel, la ecología debía encarar el estudio de una especie en sus relaciones biológicas con el medio ambiente.


UNIDAD 1 Punto de apoyo ¿Existen relaciones entre una y otra ciencia? Muchas veces las diferencias entre las disciplinas de las ciencias naturales no son tan marcadas y entonces se interrelacionan y comparten áreas que benefician al conocimiento. Gran parte del progreso actual se debe a estas relaciones entre las ciencias. Por ejemplo los bioquímicos sintetizaron el ácido desoxirribonucleico (ADN). La cooperación entre biólogos y físicos logró la creación del microscopio electrónico. Ejemplos de ciencias interrelacionadas son la bioquímica, la química la física, la biofísica, la astroquímica, entre otras.

Ernst Haeckel

4

Actividad

¿Qué le pasa a una mosca cuando hace frío? Preguntas como la anterior se hacen los zoólogos antes de iniciar sus experimentos y observaciones con el fin de investigar el mundo de los animales. Para descubrir la respuesta necesitas lo siguiente:

Un frasco con tapa de rosca Un martillo Un clavo Una mosca viva Una hielera

Procedimiento: Usa el martillo y el clavo para hacer orificios en la tapa del frasco. Los agujeros deben ser pequeños. Coloca la mosca en el frasco y cierra la tapa. Pon el bote en la hielera durante dos minutos. Saca el frasco de la hielera. a) ¿Qué observas? ¿Cómo está la mosca? b) Después de que han pasado cinco minutos, ¿qué cambios notas en el comportamiento de la mosca? c) ¿Cuál es tu conclusión? d) ¿Qué opinas de la experimentación científica con seres vivos? ¿Se justifica? ¿Por qué?

¿Cómo investigo y aprendo en las ciencias naturales? Esta pregunta seguramente se la hicieron muchas personas a lo largo de los siglos. Las respuestas que obtuvieron a través de su trabajo hoy te sirven a ti. Para el aprendizaje de las ciencias, así como para desarrollar una cultura científica es necesario que abordes los problemas utilizando el método científico. El método científico es un procedimiento sistemático y una metodología para resolver problemas. Sigue una secuencia de pasos para realizar cualquier investigación: 1.

Planteamiento del problema: Toda investigación tiene como punto de partida un problema observado que se quiera solucionar. Tienes que plantear el problema de investigación con una pregunta, de manera que conduzca a la investigación.

2.

Formulación de hipótesis: Apoyándote en la observación de los hechos y de la realidad que rodea el problema, puedes formular o elaborar hipótesis acerca de la solución. La hipótesis es una suposición, una tentativa de explicación anticipada al problema de investigación.

3.

Comprobación de la hipótesis: La comprobación de la hipótesis a través de la observación y la experimentación te dará los resultados necesarios para resolver el problema.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 107


UNIDAD 1 4.

Generalización y formulación de leyes y teorías Es necesario generalizar los resultados a otras situaciones similares.

Actividad a)

Ilustra mediante un esquema los pasos para el método científico experimental.

Actividad Aplicación del método experimental La lluvia ácida daña los vegetales al quitarles sus nutrientes y envenenarlos con sustancias tóxicas, pero también puede tener efectos directos sobre las plantas. Con la investigación que harás, observarás uno o más de los efectos directos que tiene la lluvia ácida sobre el crecimiento de las plantas y sobre su aspecto general. Materiales a utilizar: 2 plantas del mismo tipo, cada una en su maceta Vinagre Agua 2 botellas de un litro. 2 regaderas de jardín Regla Libreta, lápiz y bolígrafo Procedimiento Mide el tamaño de cada planta antes de iniciar el experimento. Marca cada planta, una con la letra A y la otra con la letra B. En una botella llena hasta la mitad de vinagre y la otra parte de agua. Esta será tu solución ácida

A

Lluvia ácida: Es un fenómeno contaminante que se produce cuando se combina el vapor de agua de la atmósfera con los óxidos de azufre y de nitrógeno, formando ácido sulfúrico y ácido nítrico. La lluvia ácida

108 Ciencias Naturales - Octavo Grado

5

6

Llena una botella y vierte un litro de agua. Coloca la solución ácida en una regadera y agua en la otra. Deja las plantas en un lugar soleado por cinco días. Cada mañana riega la planta de la maceta A con solución ácida. Rocíala solo dos veces. Haz lo mismo con la planta de la maceta B, solo que rocíala con agua pura. a) Anota tus observaciones en la libreta y mide los cambios en el tamaño de la planta. Describe con detalle lo que observas. Después de cinco días, elabora un reporte y entrégalo a tu profesora o profesor. b) ¿Qué cambios notaste cada día? c) ¿Hubo variación en el tamaño de cada planta? d) ¿Cuál creció más y cual creció menos? ¿Por qué ocurrió esto? e) ¿Qué crees que hace que ocurra la lluvia ácida? Generalización y formulación de leyes y teorías. f) ¿Cuáles son tus conclusiones sobre el efecto de la lluvia ácida en el crecimiento de las plantas y en su aspecto general?

B

presenta un pH menor que el de la lluvia normal o limpia. Causa daños a los cultivos, lo cual tiene un gran impacto en la economía de los pueblos.


UNIDAD 1

Resumen ¿Cómo se clasifican las Ciencias? Lógica Ciencias formales

Aritmética Teoría de conjuntos

Matemática Geometría Álgebra Física Química Físicas

División de las Ciencias

Geología Astronomía Geografía física

Ciencias naturales

Biología Fisiología Biológicas Ciencias fácticas

Anatomía Botánica Zoología Genética

Economía Sociología Ciencias sociales

Antropología

Psicología Politología Geografía humana

Historia

Octavo Grado - Ciencias Naturales 109


UNIDAD 1

1

Las ciencias que estudian los hechos y cuyos conocimientos tienen aplicación práctica reciben el nombre de ciencias: a) puras. b) formales. c) mitocondriales. d) fácticas.

3

A las ciencias naturales pertenecen: a) la física, la química y la biología. b) la botánica, la zoología y la antropología. c) la lógica, la fisiología y la sociología. d) la matemática, la astronomía y la bioquímica.

2

Ciencia que e studia los componentes químicos de los seres vivos: a) Astroquímica. b) Anatomía. c) Bioquímica. d) Psicología.

4

Es una suposición, una tentativa de explicación anticipada a un problema de investigación: a) la hipótesis. b) la experimentación. c) la comprobación de la hipótesis. d) la problemática.

3) a.

2) c.

1) d.

Soluciones

Autocomprobación

4) a.

CIENCIA Y BIENESTAR La ciencia busca el bienestar de la humanidad. Uno de los principales problemas que en la actualidad están estudiando los científicos es el cambio climático. Entre los fenómenos que se investigan al respecto está el calentamiento global que experimenta el planeta. Este es un fenómeno producido por el aumento de temperatura de la atmósfera terrestre y de los océanos durante las últimas décadas. Los científicos creen que este calentamiento se debe principalmente a la emisión de gases contaminantes de vehículos y fábricas, los cuales se retienen en la atmósfera creando un desequilibrio climático.

110 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Lección 2

Primera Unidad

Todo el mundo se mueve Motivación

Lee el siguiente diálogo entre dos amigos. ¡Hola! ¿Qué tal en tu trabajo? Más o menos, me mantengo en la misma posición, a pesar del tiempo transcurrido. La rapidez que le diste al trabajo que hacen allí y la trayectoria de la empresa la han hecho distinguirse, ¿no cuenta eso? Parece que no. Lo bueno es que me gusta mi trabajo y allí estaré hasta que encuentre algo mejor.

¿Qué significado tiene el término rapidez? ¿Qué indica la trayectoria? ¿Cómo representarías la trayectoria realizada por un objeto?

Indicadores de logro:

Indagarás, experimentarás y explicarás correctamente y con interés algunas generalidades del movimiento rectilíneo uniforme (MRU), relacionadas con actividades de la vida cotidiana. Analizarás y resolverás con seguridad y orden, ejercicios y problemas reales, aplicando las ecuaciones del movimiento rectilíneo uniforme.

Interpretarás y aplicarás con seguridad conceptos y ecuaciones relacionadas con el movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV) en la resolución de problemas de la vida cotidiana. Explicarás y ejemplificarás con interés los diferentes tipos de movimiento, de acuerdo a su trayectoria. Explicarás y ejemplificarás con interés la relatividad del movimiento.

A menudo usamos palabras como posición, tiempo, rapidez, trayectoria y otras que, en el vocabulario de todos los días, tienen una acepción o significado diferente al que tienen en física y que también es importante que conozcas. El movimiento es un fenómeno que todos conocemos: se mueven los seres vivos, los objetos, incluso la Tierra gira sobre sí misma y alrededor del Sol. Siendo tan común, es natural que el movimiento se convirtiera en un objeto de estudio de la física. La mecánica es la rama de la f ísica que estudia el movimiento. La sección de la mecánica que estudia el movimiento y lo describe a través de sus variables, expresando la relación que existe entre ellas sin tomar en cuenta las causas que lo producen es la cinemática.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 111


UNIDAD 1 ¿Cuántas veces te has entretenido al viajar en un automotor por una carretera como la que va de San Salvador a Santa Ana? ¿Has visto las líneas amarillas que desaparecen debajo del vehículo? Seguro has notado también que los árboles, situados a la orilla de la carretera, parecen acercarse y alejarse del vehículo. Alguien que está en la calle observa que el automotor se acerca y se aleja de las rayas en la carretera. Para alguien en la acera, tú no te desplazas con respecto del vehículo. Lo anterior te hace pensar que el decir que algo se mueve o no depende del punto de vista de quien habla. En otras palabras, el movimiento es relativo. El conjunto formado por los tripulantes y el vehículo se desplaza o se mueve con respecto al observador de la acera. Es necesario entonces, para hablar de movimiento, considerar un punto fijo como sistema de referencia.

permite localizarlo en el espacio en un instante de tiempo determinado. En física, todo cuerpo que se mueve es un móvil y se considera un punto porque generalmente las dimensiones del cuerpo son mucho más pequeñas que las distancias que recorrerá. Imagina que el cuerpo al moverse deja marcada una línea de su recorrido. Ese camino recorrido es la trayectoria. Entonces, la trayectoria es la línea imaginaria que describe el móvil al desplazarse. Según su trayectoria ,el movimiento se puede clasificar en: Movimiento rectilíneo: si su trayectoria describe una línea recta. Movimiento curvilíneo: si la trayectoria es una curva. Movimiento circular: si describe una circunferencia. Movimiento parabólico: si describe una parábola. Movimiento elíptico: cuando lsutrayectiria es una elipse. Movimiento irregular: en el caso de que su trayectoria sea una combinación de rectas y de curvas.

Un cuerpo está en movimiento cuando su posición varía al transcurrir el tiempo, con respecto a un punto que se considera fijo. La posición de un objeto es aquella información que

112 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Distancia y desplazamiento En el lenguaje ordinario, los términos distancia y desplazamiento se utilizan como sinónimos, aunque en realidad tienen un significado diferente. Una manera de darse cuenta del movimiento de un cuerpo es a través del cambio de su posición con respecto a otro cuerpo tomado como referencia. Si se observa que la posición ha cambiado, se dice que el cuerpo se ha desplazado como consecuencia de su movimiento. Por ejemplo, imagina que uno de los balones que lanza el niño se aleja diez metros y se detiene. Entonces diremos que la pelota se ha desplazado diez metros.

Consideremos un móvil que desde A viaja hacia B por una trayectoria cualquiera.

A

B

La distancia es la longitud recorrida sobre la trayectoria, desde A hasta B. En tu vida diaria te levantas, vas a tu trabajo, te desplazas al comedor a la hora del almuerzo, vuelves al sitio donde laboras, regresas más tarde a tu casa, vas a la tienda, recorres tu hogar y al final del día vas a dormir y vuelves al punto de donde te levantaste. Tu desplazamiento al final del día es cero, pero la distancia real recorrida es muy diferente de cero. Los valores de la distancia recorrida y del desplazamiento solo coinciden cuando la trayectoria es una recta. En caso contrario, la distancia siempre es mayor que el desplazamiento. ¿Ya te diste cuenta de que, si el final del recorrido coincide con el inicio, el desplazamiento es cero?

Sin embargo, no es suficiente decir que la pelota se ha desplazado diez metros, ya que hay muchos lugares o hacia donde puede dirigirse; por eso se necesita especificar la dirección. Esta característica, ubica al desplazamiento dentro de un tipo de magnitudes físicas llamadas vectores. La distancia recorrida por un móvil es la longitud de su trayectoria y es una magnitud escalar. En cambio el desplazamiento efectuado es una magnitud vectorial. El vector que representa al desplazamiento tiene su origen en la posición inicial, su extremo es la posición final y su módulo es la distancia en línea recta entre la posición inicial y la final.

La ciclista salvadoreña Evelyn García en su estadía en Suiza daba una vuelta completa a un circuito en el que recorría una distancia de casi 14 kilómetros, pero su desplazamiento era siempre cero, porque volvía al punto de donde había salido. Desplazamiento = Posición final - Posición inicial

Final Desplazamiento

Inicio Distancia

Octavo Grado - Ciencias Naturales 113


UNIDAD 1 Magnitud vectorial o vector Es aquella medida para la cual necesitas aportar algo más que un número y una unidad de medida. Por ejemplo, para expresar la velocidad del viento además de su intensidad, es decir tantos kilómetros por hora, necesitas conocer su dirección y sentido y así saber si viene del norte, del sur, etc. En resumen, en el caso de magnitudes vectoriales, debes indicar la dirección, magnitud, sentido y punto de origen. El desplazamiento, la velocidad, la aceleración, la posición y la fuerza son algunos ejemplos de magnitudes vectoriales.

Rapidez y velocidad Rapidez y velocidad son dos magnitudes que suelen confundirse con frecuencia. Recuerda que la distancia recorrida y el desplazamiento efectuado por un móvil son dos magnitudes diferentes. Precisamente por eso, cuando las relacionamos con el tiempo, también obtenemos dos magnitudes diferentes. La rapidez es una magnitud escalar que relaciona la distancia recorrida con el tiempo. La velocidad es una magnitud vectorial que relaciona el cambio de posición (o desplazamiento) con el tiempo. Unidades Tanto la rapidez como la velocidad se calculan dividiendo una longitud entre un tiempo. Sus unidades también serán el cociente entre unidades de longitud y unidades de tiempo. Por ejemplo:

m/s cm/año km/h

En el Sistema Internacional, la unidad para la rapidez media es el m/s (metro por segundo). Por ejemplo, si un camión recorre 150 km en 3 horas, su rapidez media es: 150 km / 3h = 50 km/h

Velocidad La velocidad media relaciona el cambio de la posición con el tiempo empleado en efectuar dicho cambio. velocidad media =

posición desplazamiiento = tiempo tiempo

Aceleración Significa cambio de la velocidad en el tiempo. Siempre que la velocidad de un cuerpo cambia al transcurrir el tiempo, ya sea porque cambia su magnitud o su dirección o ambas cosas a la vez, se puede afirmar que existe aceleración. Magnitud escalar: es toda magnitud que puede expresarse con un

114 Ciencias Naturales - Octavo Grado

número y una unidad de medida. Por ejemplo, tu masa o tu altura es una magnitud escalar.


UNIDAD 1

Punto de apoyo La caída libre es un fenómeno relacionado con la aceleración. Fue un problema importante desde la Antigüedad y su comprensión ha evolucionado a lo largo de la historia. Fue Galileo Galilei el principal científico quien, a principios del siglo XVII y mediante la observación y experimentación, demostró que todos los objetos, independientemente de su peso, cuando se sueltan juntos caen al suelo al mismo tiempo, si se ignora la resistencia del aire.

1

Actividad

3

Materiales a utilizar: papel crespón, regla, lápiz, hilo, tijeras. Recorta tres discos de papel crespón de diferente tamaño. Dibuja una cruz en cada uno y coloca en cada uno de los extremos de la cruz un hilo de igual largo y grosor. Haz tres paracaídas al unir los hilos y colocar objetos del mismo peso en cada uno de ellos. Déjalos caer desde la misma altura y al mismo tiempo. a) ¿Cuál es la razón de lo que observas? b) ¿Cómo lo explicas?

Actividad

Materiales a utilizar: una hoja de cuaderno Coloca la hoja de manera vertical y déjala caer. Luego pon la hoja de manera horizontal y déjala caer. a) ¿Qué observas? b) ¿Cuál es tu conclusión?

Movimiento rectilíneo uniforme (MRU) Un movimiento es rectilíneo cuando describe una trayectoria recta y uniforme y su velocidad es constante en el tiempo. Como la velocidad es el cambio de posición en la unidad de tiempo su fórmula es: V = d/t El MRU se caracteriza por:

2

Actividad

Necesitas: una hoja de cuaderno lisa y otra arrugada. Deja caer las dos hojas al mismo tiempo. a) ¿Qué observas? b) ¿Qué concluyes?

a)

Ser un movimiento que se realiza en una sola dirección en el eje horizontal.

b)

Velocidad constante. Implica magnitud y dirección inalterables.

c)

La magnitud de la velocidad recibe el nombre de rapidez. Este movimiento no presenta aceleración.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 115


UNIDAD 1 Ejercicios 1.

¿A cuántos metros equivale la velocidad de un tren que se desplaza a 72 km/h?

Solución: Se reducen las horas a segundos (una hora equivale a 3600 segundos) y los kilómetros a metros (1 Kilómetro equivale a mil metros) y, a continuación, se reducen las unidades. Equivalencias: 1 km = 1000 m , 1 hora = 3600 s Observa 72 km × 1h × 100 m 72 km 1h 100 m V= = 20 m / s V = × × 1h × 3600 × 1km 1h 3600 s 1km V = 20 m/s 2.

Un carro viaja en línea recta con una velocidad de 1200 cm/s durante 9 segundos. Y luego con una velocidad media de 480 cm/s durante 7 segundos, siendo las dos velocidades del mismo sentido.

a)

¿Cuál es el desplazamiento total en el viaje de 16 s?

Datos: V1 = 1200 cm/s V2= 480 cm/s t1 = 9s t2 = 7s V1 = velocidad uno V2 = velocidad dos t1 = tiempo uno t2 = tiempo dos De la ecuación V = d/t se despeja “d” Entonces: d= V. t por tanto: d1 = 1200 cm/s 9s = 10,800 cm d2 = 480 cm/s 7s = 3,360 cm (Se eliminan los segundos) El desplazamiento total es: dt = d1 + d2 dt = 10,800 cm+ 3360 cm dt = 14,160 cm (141.6 m) b) ¿Cuál es la velocidad media del viaje completo? V = d/t = 141 m/16 s = 8,81 m/s

Movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV) El movimiento rectilíneo uniformemente variado es aquel que experimenta aumentos o disminuciones y además la trayectoria es una línea recta. Por tanto, un objeto algunas veces se mueve más rápidamente y posiblemente otras veces va más despacio. v = v  + a .t Donde V0 es la velocidad del móvil en el instante inicial. Por tanto, la velocidad aumenta cantidades iguales en tiempos iguales. La ecuación de la posición es: e = v .t + 1 a .t 2  2

116 Ciencias Naturales - Octavo Grado

v 2 = v  2 + 2ae


UNIDAD 1 Si al observar el móvil por primera vez se encontraba en reposo, la velocidad inicial es nula, y las fórmulas del M.R.U.V. se reducen a: 1 v = at v 2 = 2ae e = at 2 2 Donde:

V = velocidad final V0 = velocidad inicial a = aceleración t = tiempo e = espacio recorrido

Un caso particular de movimiento rectilíneo uniformemente variado es el que adquieren los cuerpos al caer libremente o al ser arrojados hacia la superficie de la Tierra, o al ser lanzados hacia arriba, y las ecuaciones de la velocidad y de la posición son las anteriores, en las que se sustituye la aceleración, (a), por la aceleración de la gravedad (g). Ejercicio modelo: Un motociclista parte del reposo y acelera uniformemente 2 m/s2 . ¿Cuánto espacio recorre en 30 segundos?

Solución: Aplicamos la fórmula: e= Sustituyendo: e =

at 2 2

Actividad

(2 m/s 2 )(30 s)2 2

Operando y simplificando unidades: e =

180 m/s 2 ) s 2 ) 2

4

Haz un conteo de los aparatos eléctricos que hay en tu casa.

Investiga en sus especificaciones la potencia de cada uno.

e = 900 m

Resumen La mecánica es la parte de la física que estudia el movimiento. A su vez, la mecánica comprende la cinemática que estudia el movimiento, sin atender a las causas que lo producen. Conceptos importantes cuando se habla de movimiento son la trayectoria, la distancia, el desplazamiento, la rapidez, la velocidad y la aceleración. Según la trayectoria descrita por un móvil, el movimiento puede ser rectilíneo, circular, parabólico, curvilíneo o elíptico irregular.

El movimiento rectilíneo puede ser uniforme si recorre distancias iguales en tiempos iguales, es decir, si su aceleración es nula. El movimiento rectilíneo uniformemente variado es el movimiento que describe una línea recta, pero que sufre cambios en su velocidad, lo que significa que su aceleración es diferente a cero.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 117


UNIDAD 1

1

¿Cuál de las siguientes medidas representa la rapidez? a) 10 m b) 2 s/m c) 6 m/s d) 3 m/s²

3

La rama de la Física que estudia el movimiento se llama: a) Mecánica. b) Química. c) Geometría. d) Matemática.

2

Se puede reconocer que el movimiento de un cuerpo es acelerado: a) porque el cuerpo se mueve. b) porque recorre distancias iguales en tiempos iguales. c) porque la velocidad cambia. d) porque la velocidad es igual a la aceleración.

4

Las características de una magnitud vectorial son: a) cantidad, volumen y universalidad. b) tiempo y cantidad. c) número y unidad de medida. d) magnitud , dirección y sentido.

3) a.

2) c.

1) c.

Soluciones:

Autocomprobación

4) d.

EL MOVIMIENTO EN EL DEPORTE En el salto de longitud, el atleta corre por una pista y salta desde una línea marcada intentando cubrir la máxima distancia posible. En pleno salto, el atleta lanza los pies por delante del cuerpo para intentar un mejor salto. Un salto se mide en línea recta desde la mencionada línea hasta la marca más cercana a ésta hecha por cualquier parte del cuerpo del atleta al contactar con la tierra en la que cae. El salto de longitud requiere piernas fuertes, buenos músculos abdominales, velocidad de carrera y, sobre todo, una gran potencia.

118 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Lección 3

Primera Unidad

La fuerza nuestra de todos los días Motivación

S

¿ abes qué tienen en común levantar un plato, barrer, viajar en bicicleta, limpiar unas ventanas, correr en la playa, cortar una papa y pelar una mandarina? Piensa un poco. Seguramente has realizado algunas de ellas…¿qué tienen en común?... La respuesta es muy sencilla: para llevar a cabo cada una tienes que aplicar una fuerza. A lo largo del día, en diversas actividades aplicamos fuerzas. La intensidad de la fuerza no es la misma en todos los casos y puede tener diferentes efectos. ¿Cómo se miden las fuerzas? Si tratas de empujar dos objetos: uno liviano y otro pesado, ¿cómo es la fuerza aplicada en cada caso? Indicadores de logro:

Identificarás y utilizarás adecuadamente las diferentes unidades de medida de fuerzas: Newton, Dina, Kg-fuerza. Indagarás y diferenciarás adecuadamente las fuerzas de acción a distancia y las fuerzas de contacto.

Resolverás problemas relacionados con las conversiones de unidades de medida de fuerzas.

Las fuerzas tienen sus efectos Una fuerza puede deformar un cuerpo (por ejemplo, cuando hacemos puré las papas) o modificar su velocidad (por ejemplo, cuando empujamos a alguien que está en un columpio). Para que un objeto comience a moverse, se mueva más rápido, más lento o se detenga, tienes que aplicar una fuerza. Si hay interacción entre dos objetos, hay una fuerza actuando sobre cada uno de ellos. Cuando se habla de fuerzas hay que considerar por lo menos dos cuerpos que interaccionan.

Las fuerzas actúan modificando la posición de reposo o movimiento de los cuerpos, produciendo en ellos una deformación. Por deformación se entiende el cambio de forma que experimenta un cuerpo al aplicarle una fuerza adecuada. A veces las deformaciones son tan pequeñas que no se notan. Cuando son evidentes, puedes decir que el cuerpo es deformable.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 119


UNIDAD 1 Deformaciones plásticas Se presentan en los cuerpos que mantienen su deformación después de que la fuerza deja de actuar sobre ellos: arcilla, plastilina, etc.

Deformaciones elásticas Son aquellas que desaparecen en los cuerpos cuando se deja de aplicar la fuerza. Esta elasticidad puede ser por alargamiento, flexión o compresión. Ejemplos: los resortes, las gomas, etc.

Características de una fuerza Se llama punto de aplicación al lugar del cuerpo donde se aplica la fuerza. La magnitud es la intensidad con que se aplica la fuerza a un objeto. La magnitud es el valor de la fuerza que actúa, también se llama “módulo”. La dirección queda indicada por la recta según la cual se manifiesta la fuerza. La dirección es el ángulo que forma la fuerza en relación con las coordenadas geográficas.

Pa

M M : Módulo de vector S : Sentido O : Dirección Pa: Punto de aplicación

: Ángulo de dirección

120 Ciencias Naturales - Octavo Grado

D

S

El sentido es el lugar hacia donde se dirige el esfuerzo, si éste es suficiente, el cuerpo se mueve. El sentido te indica hacia donde se ejerce la fuerza. Las características de una fuerza son las siguientes:


Las dos personas ejercen fuerzas con la misma intensidad (representadas con flechas) en la misma dirección y sentido, y en el mismo punto de aplicación. Por tanto las fuerzas se suman y la caja se moverá.

F2 F1

¿Cómo se miden las fuerzas? La deformación que se produce en un cuerpo elástico cuando se le aplica una fuerza puede servir para medir las fuerzas. El peso es la medida de la atracción que ejerce la Tierra sobre un cuerpo determinado. Es la medida de la fuerza que la gravedad ejerce sobre las cosas. Se expresa en una unidad de medida llamada Newton (N) en honor al famoso físico inglés que descubrió la fuerza de la gravedad: El peso se mide con un aparato llamado dinamómetro. C von él se determina el peso de los cuerpos y se calcula multiplicando la masa por 9.8 m/s2, valor aproximado de la fuerza de gravedad (g). Se usa la fórmula matemática:

Si las personas reman en dirección y sentido contrario, las fuerzas se anulan y la embarcación no se moverá.

Peso (P) = masa (m) × fuerza de gravedad (g) Entonces al colocarse una persona en la balanza se determina su masa y a partir de ese valor es que se puede hallar el peso.

Ejemplo: ¿Cuál es el peso de un objeto cuya masa es de 4kg?

Solución: Debemos multiplicar la masa por el valor de la acelaración de la gravedad, así: Masa = 4 kg Peso científico = 4 Kg × 9.8 m/s2 = 39.2 N Esto indica que el producto de las unidades: kg × m /s2 = N

Punto de apoyo Las fuerzas pueden ser clasificadas en: Fuerzas de contacto y fuerzas de acción a distancia. Las fuerzas de contacto son tipos de fuerzas en las que los objetos que interactúan están físicamente en contacto (la fuerza con que se empuja un objeto, la fuerza de fricción, etc.). Las fuerzas de acción a distancia son tipos de fuerzas en las que los objetos no están físicamente en contacto (la fuerza de atracción gravitatoria, la fuerza magnética, etc.).

Newton (N): es la fuerza que comunica a una masa de 1 kilogramo la aceleración de 1 metro por segundo al cuadrado. La unidad internacional para expresar las fuerzas es el Newton (N). Por lo tanto es la única válida en los trabajos científicos. La unidad de medida de la masa es el kilogramo. Cuando se miden fuerzas debes llamarlo kilogramo fuerza, el cual se define como la fuerza que ejerce un kilogramo de masa cuando actúa a nivel del mar y a la latitud de 45 grados N.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 121


UNIDAD 1

Punto de apoyo Se denomina dinamómetro a un instrumento utilizado para medir fuerzas. Fue inventado por Isaac Newton y no debe confundirse con la balanza, instrumento utilizado para medir masas (aunque sí puede compararse a una báscula). Normalmente, un dinamómetro basa su funcionamiento en un resorte que sigue la Ley de Hooke, siendo las deformaciones proporcionales a la fuerza aplicada. Estos instrumentos consisten generalmente en un muelle o resorte contenido en un cilindro de plástico, cartón o metal, generalmente con dos ganchos, uno en cada extremo. Los dinamómetros llevan marcada una escala en unidades de fuerza en el cilindro hueco que rodea el muelle. Al colgar pesos o ejercer una fuerza sobre el gancho inferior, el cursor del cilindro inferior se mueve sobre la escala exterior, indicando el valor de la fuerza.

¿Cuáles son los efectos de las fuerzas? Las fuerzas aplicadas sobre los cuerpos pueden producir tres tipos de efectos: 1.

Deformación:

Un trozo de plastilina cambia de forma al aplicarle una fuerza que lo modela.

2.

Variación del valor de la velocidad:

Imagina una pelota de fútbol en el centro de la cancha, un minuto antes del inicio del partido. Al patearla y empujarla, esta fuerza produjo en la bola una aceleración que hizo pasar su velocidad de 0 a “v”.

Si la pelota se hubiese estado moviendo en una dirección y la fuerza se aplicara en esa misma dirección, su velocidad aumentaría.

3.

Variación de la dirección de la velocidad:

Una fuerza cambia la dirección de la velocidad siempre que sus direcciones no coincidan.

Masa La masa es la magnitud que cuantifica la cantidad de materia de un cuerpo. La unidad de masa, en el Sistema Internacional de Unidades, es

122 Ciencias Naturales - Octavo Grado

el kilogramo (kg). No debe confundirse con el peso, que es una fuerza.


UNIDAD 1

1

Actividad

¿Cuál detiene más? Para esta entretenida actividad necesitas: Dos reglas de 30 cm Una pelotita Un cuaderno Una mesa de por lo menos 1 metro y medio de largo (no es indispensable) Tres hojas de papel arrugado, tres hojas de papel liso, tres hojas de papel de lija ordinarias y tres hojas de papel toalla.

empujarla) desde un punto superior de la pista. Observa la caída. Mide la distancia desde el final de la rampa hasta el lugar donde se detuvo la bolita y anota el resultado de esta medición. ¿Crees que esa distancia cambiará si se cambia la hoja sobre la que rueda la pelotita al dejar la rampa? Compruébalo.

Tienes libertad para utilizar también otros materiales. Con los datos obtenidos completa una tabla como la siguiente:

Material

Procedimiento: Une las hojas de papel liso para formar con este una sola tira. Haz lo mismo con los otros materiales. Sobre una mesa plana y lisa, o en el piso, prepara una pista inclinada o rampa con una de las reglas apoyando uno de sus extremos sobre el cuaderno y el otro sobre las hojas ubicada sobre la mesa. Deja caer la pelotita (sin

Distancia recorrida por la pelota (cm)

Papel liso Papel arrugado Lija Papel toalla a)

¿En cuál de los materiales se detuvo antes la bolita? b) ¿Por qué supones que es así? c) Anota las observaciones.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 123


UNIDAD 1

Ley de Hooke Si suspendemos de un resorte una masa M y la soltamos, ésta comienza a oscilar hasta que alcanza el equilibrio. Es decir, la masa se detiene cuando la suma de las fuerzas aplicadas sobre ella es cero.

x

0N 1N

2x

2N

Fy 2Fy

Cuando se ha alcanzado el equilibrio, la fuerza recuperadora del resorte F será una fuerza de módulo igual al peso, (m.g), pero tendrá sentido contrario. Pero en cada instante, la fuerza es directamente proporcional a la deformación que sufre el resorte. De un modo general podremos escribir: F = K× Donde: F = fuerza recuperadora que ejerce el resorte K = constante de elasticidad del resorte. X = es la cantidad de estiramiento o cambio de longitud Donde F es la fuerza recuperadora que ejerce el resorte debido a la deformación y K es la constante de elasticidad del resorte. La constante de elasticidad K depende sólo de la forma del resorte y del material con que se ha construido. Debe ponerse el signo menos, dado que el sentido de F será siempre el opuesto al de la deformación: ∆x Cuando una fuerza externa actúa sobre un material, causa un esfuerzo o tensión en su interior que provoca la deformación del mismo. En muchos materiales, entre ellos los metales y los minerales, la deformación es directamente proporcional al esfuerzo. No obstante, si la fuerza externa supera un determinado valor, el material puede quedar deformado permanentemente y la ley de Hooke ya no es válida. El máximo esfuerzo que un material puede soportar antes de quedar permanentemente deformado se denomina límite de elasticidad. Esta ley recibe su nombre de Robert Hooke, físico británico contemporáneo de Isaac Newton.

124 Ciencias Naturales - Octavo Grado


UNIDAD 1 Equivalencias entre las unidades de fuerza Esta tabla te será muy útil para convertir diferentes unidades de fuerza en otras.

Unidades de masa y sus equivalencias

Unidades de fuerza y sus equivalencias

1 libra (lb) = 16 0nzas 1 Kilogramo (kg) = 1,000 gramos (g) 1 Kilogramo (kg) = 2.2 libras (lb)

1 dina (din) = 10-5 Newton (N) 1 Newton (N) = 105 dinas 1 Kilogramo fuerza (Kgf) = 9.8 Newton ( N)

Ejemplos 1.

¿Cuántas libras hay en 720 onzas? Como 1 libra = 16 onzas Por regla de tres: 1 libra 16 onzas X 720 onzas X = 720 onzas × 1 libra 16 onzas X = 45 libras

R/ 720 onzas equivalen a 45 libras

2.

¿Cuántos Newton hay en 18,000 dinas?

1N

X

100,000 dinas 18,000 dinas

X = 18,000 dinas x 1 N 100,000 dinas

2

X= 0.18 N R/ En 18,000 dinas hay 0.18 N

Actividad

Con ayuda de la tabla resuelve los siguientes ejercicios: a)

400 dinas a Newton

b)

640 libras a Newton

c)

1250 N a libras

Resumen Para que un objeto comience a moverse, se mueva más rápido, más lento o se detenga tienes que aplicar una fuerza. Las fuerzas actúan modificando la posición de reposo o de movimiento de los cuerpos, produciendo en ellos una deformación. La magnitud es la intensidad con que se aplica la fuerza a un objeto. La dirección queda indicada por la recta según la cual se manifiesta la fuerza. El sentido es el lugar hacia donde se dirige el esfuerzo. Si éste es suficiente, el cuerpo se mueve. El peso es la medida de la atracción que ejerce la Tierra sobre un cuerpo determinado. Se expresa en una unidad de medida muy especial, llamada Newton (N).

Octavo Grado - Ciencias Naturales 125


UNIDAD 1

1

Las tres características de una fuerza son: a) intensidad, dirección y sentido. b) dirección, peso e intensidad. c) intensidad, magnitud y dinamómetro. d) sentido, magnitud y esfuerzo.

3

Explica que el estiramiento sufrido por un cuerpo sólido es directamente proporcional a la fuerza aplicada: a) Ley de Hooke b) Leyes de Newton c) Ley de cuerpos rígidos d) Leyes de propagación

2

La fuerza que aplicas con tus manos a un carretón para hacerlo avanzar es la: a) fuerza especial. b) fuerza de acción a distancia. c) fuerza de contacto. d) fuerza magnética.

4

Para medir las fuerzas se utiliza un instrumento denominado: a) fuerzómetro. b) densímetro. c) balanza. d) dinamómetro.

3) a.

2) c.

1) a.

Soluciones

Autocomprobación

4) d.

COPIA A LA NATURALEZA Los aceites lubricantes que se usan en las bicicletas, en las bisagras de las puertas y en el motor de los vehículos son sustancias que hacen que las partes que rozan se deslicen con más suavidad unas sobre otras. Pero la naturaleza se ha adelantado al ser humano, ya que algunos caracoles y las babosas, cuando se mueven, segregan un líquido lubricante que hace que resbalen sobre la superficie por la que se desplazan, disminuyendo de esta manera la fricción o fuerza que opone el material por el que se movilizan estos seres.

126 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Lección 4

Primera Unidad

Newton y sus leyes

Motivación

Isaac Newton fue el primero en demostrar que las

leyes naturales que gobiernan el movimiento en la Tierra y las que gobiernan el movimiento de los cuerpos celestes son las mismas. Muchos lo llaman el científico más grande de todos los tiempos. Pero, ¿quién fue Isaac Newton? Este gran físico matemático nació en la Navidad de 1642 en Inglaterra, el mismo año en que murió Galileo Galilei. Su educación estuvo a cargo de su abuela. Creció como un joven tímido, introvertido y poco dado a considerar a los demás, algo intolerante. Le encantaban los juguetes pequeños y los aparatos mecánicos. Además, tenía una gran capacidad para la matemática. Con frecuencia, pasaba largas horas sobre los árboles, leyendo. Cuando tenía 18 años, su tío lo envió a estudiar a la universidad, allí se destacó en matemática.

Indicadores de logro:

Analizarás y resolverás problemas aplicando correctamente las leyes de Newton en la vida cotidiana. Analizarás y resolverás con interés problemas donde se calcule el trabajo, la potencia y la energía mecánica.

Investigarás con responsabilidad la relación entre la transformación y la conservación de la energía y su aplicación en diversas situaciones cotidianas. Indagarás con interés y compararás el consumo de energía de algunos aparatos eléctricos en el hogar.

Las leyes de Newton son el resultado de la capacidad académica, de observación y deducción de este extraordinario científico. Estas tres leyes se refieren al movimiento de los cuerpos. La información completa sobre estas leyes fue publicada por Isaac Newton, en 1687, en su obra “Philosophiae Naturalis Principia Mathemática”.

¿Cuál es la primera ley de Newton? “En la ausencia de fuerzas exteriores, toda partícula continúa en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme respecto de un sistema de referencia inercial”.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 127


UNIDAD 1 La inercia Inercia es la propiedad por la cual un cuerpo tiende a permanecer en su estado de reposo o movimiento rectilíneo uniforme. Cuando un cuerpo está en reposo tiende, por inercia, a seguir inmóvil y solamente por acción de una fuerza podrá salir de este estado. Si un cuerpo está en movimiento sin que ninguna fuerza actúe sobre él, el objeto tiende por inercia a moverse en línea recta con velocidad constante. Se necesitará la acción de una fuerza para aumentar o disminuir su velocidad o para hacer que se desvíe hacia un lado o hacia otro. La inercia expresa la dificultad que tiene un cuerpo para modificar su estado de reposo (es decir, de iniciar un movimiento) o de movimiento rectilíneo y uniforme (es decir, de cambiar de velocidad).

Imagina que vas en un vehículo, en el asiento trasero, a una velocidad moderada. De repente, el automotor cruza hacia la izquierda, ¿qué le sucede a tu cuerpo? ¡Exacto! Tu cuerpo tiende a seguir en línea recta, por eso al momento de virar te mueves a través del asiento de un lado hacia el otro. Tu cuerpo sigue su línea anterior de movimiento, pero el roce con el asiento hace que desaparezca este movimiento.

Tú experimentas la inercia cuando te transportas en un bus. De repente, el bus se detiene y sientes una fuerza que te impulsa a seguir en movimiento en la dirección que llevaba el bus. Dos minutos después, el móvil reanuda la marcha y sientes una fuerza contraria a la dirección del movimiento del bus. Esto es la inercia.

128 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Un ejemplo de la primera ley de Newton es la siguiente figura: La ley de la inercia hace que el jinete se impulse hacia adelante, cuando el caballo se detiene.

Punto de apoyo Al escribir y ordenar los principios de la mecánica, Isaac Newton aprovechó los trabajos realizados antes por otros físicos; uno de ellos fue Galileo Galilei. Puede decirse, entonces, que la primera ley de Newton recoge las ideas de Galileo sobre la inercia, por eso también es conocida como ley de la inercia. En resumen, la primera ley de Newton explica que, si sobre un cuerpo no actúa ningún otro, este permanecerá indefinidamente moviéndose en línea recta con velocidad constante (incluido el estado de reposo, que equivale a velocidad cero).

Segunda ley de Newton o ley de la fuerza La fuerza que actúa sobre un cuerpo es directamente proporcional a la masa multiplicada por su aceleración. F= m. a El ser humano ha estado siempre acompañado de la fuerza: para abrir una gaveta atascada, para lanzar una pelota, para empujar un columpio, para lavar la ropa, etc. Ya aprendiste en la lección anterior que para definir bien el efecto de una fuerza debes especificar su magnitud (cantidad), su dirección y su sentido.

Punto de apoyo La unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el Newton y se representa por N. Un Newton es la fuerza que hay que ejercer sobre un cuerpo de un kilogramo de masa para que adquiera una aceleración de 1 m/s2: N = Kg m/s2

Octavo Grado - Ciencias Naturales 129


UNIDAD 1 Fátima y María José quieren ubicar la pizarra en un lugar diferente; María José, la mayor de las niñas, empuja la pizarra hacia la mesa y Fátima hacia la ventana. Al sumar las fuerzas se obtiene una resultante igual al movimiento y aceleración de la pizarra. Eso significa que la pizarra se moverá en una dirección entre la mesa y la ventana, pero con mayor inclinación hacia la mesa, ya que María José ejerce mayor fuerza que Fátima. Ejemplos de la segunda ley de Newton 1.

2.

Calcular la aceleración que produce una fuerza de 5N a un cuerpo cuya masa es de 1000 g .Expresar el resultado en m/s².

Datos

Fórmula

Sustitución

Respuesta

a =? F=5N m = 2000g = 2 kg

a=F/m

a = 5 kg m/s² / 2k

2.5 m/s²

Calcular la masa de un cuerpo si al recibir una fuerza de 200 N le produce una aceleración de 300 cm/s².

Exprese el resultado en Kg.

Datos

Fórmula

Sustitución

Respuesta

m =? F = 200 N a = 300 cm/s² = 3 m/s²

a=F/m m=F/a

m = 200N / 3 m/s² =

66.6 Kg

Tercera ley de Newton o ley de acción y reacción Cuando un cuerpo A ejerce una fuerza sobre un cuerpo B, éste reacciona sobre A con una fuerza de la misma magnitud, misma dirección, pero de sentido contrario. A

B

El hombre (A) ejerce una fuerza sobre la pared (B) y la pared ejerce una fuerza contra el hombre, de la misma magnitud, pero de sentido contrario. Se llama fuerza de acción a la que es ejercida por el primer cuerpo que origina una fuerza sobre otro (en este caso, el hombre).

130 Ciencias Naturales - Octavo Grado


UNIDAD 1 Se llama fuerza de reacción a la que es originada por el segundo cuerpo (la pared) que recibe y reacciona con esta fuerza sobre el hombre. Las fuerzas de acción y reacción siempre están aplicadas en cuerpos diferentes. ¿Cómo explicas la tercera ley de Newton en los siguientes ejemplos?

Trabajo y potencia La energía puede definirse en la forma tradicional como “la capacidad de efectuar un trabajo”. Esta sencilla definición no es muy adecuada para todos los tipos de energía, como la asociada al calor, pero sí es correcta para la energía mecánica, que a continuación describiremos y que servirá para entender la estrecha relación entre trabajo y energía. ¿Qué es trabajo? En el lenguaje de todos los días tiene diversos significados. En física tiene un significado muy específico para describir lo que se obtiene mediante la acción de una fuerza que se desplaza cierta distancia. El trabajo efectuado por una fuerza constante, tanto en magnitud como en dirección, se define como: “el producto de la magnitud del desplazamiento por la componente de la fuerza paralela al desplazamiento”. En forma de ecuación: T= F. d Donde “T” denota trabajo y “F” es la componente de la fuerza paralela al desplazamiento neto “d”. A la mayoría de personas les interesa saber no sólo el trabajo que se pueda efectuar, sino también la rapidez con que se realiza. El trabajo que una persona puede efectuar depende no sólo de la energía total necesaria, sino también de la rapidez con que transforma esa energía. Se define potencia como la rapidez a la cual se efectúa un trabajo, o bien, como la rapidez de transferencia de energía en el tiempo. Potencia = T/t = trabajo/tiempo = energía transformada/tiempo. En el Sistema Internacional la potencia se expresa en Joules por segundo, unidad a la que se le da el nombre de watt (W), 1 W = 1J/s. Cuando decimos que una lámpara consume 60 watts, estamos diciendo que transforma 60 Joules de energía eléctrica en energía luminosa o térmica por cada segundo.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 131


UNIDAD 1 Para potencias elevadas se usa el caballo de fuerza, abreviado hp, que equivale a 746 Watts. 1 hp = 746 watts Tipos de energía:

Potencial Cinética

Es una energía de posición o de altura

Ep = mgh (h es la altura)

Es una energía de velocidad, Energía ecinética = (1/2) mv2 requiere movimiento. Una pelota, los niños y los pájaros tienen mucha energía cinética.

El niño juega con la pelota. Cuando cae pierde altura y energía potencial, pero al subir gana energía potencial y pierde energía cinética. Estamos en presencia del principio de la conservación de la energía.

1

Actividad

a)

¿Cuál es el trabajo necesario para deslizar un cuerpo a 2 m de su posición inicial mediante una fuerza de 10 N? Desarrollo: T = F.d T = 10 N × 2m T = ____ J b) ¿Cuál es la potencia mecánica de un motor que realiza un trabajo de 200 J en 8 segundos?

R/ 25 J

Desarrollo:

132 Ciencias Naturales - Octavo Grado

T P= t


UNIDAD 1 Consumo de energía eléctrica en el hogar Los aparatos electrodomésticos representan aproximadamente un 20% del consumo total de energía de su hogar. Los refrigeradores, las lavadoras y las secadoras de ropa encabezan la lista de consumo. ¿Qué es un kilovatio? Cuando usa electricidad para cocinar una olla de arroz, usted utiliza 1000 vatios-hora de electricidad. Mil vatios-hora equivalen a 1 kilovatio-hora o 1 Kwh. Por lo general, su cuenta de energía muestra las tarifas de acuerdo con los kilovatios-hora que usted utiliza. Los aparatos que consumen más energía eléctrica son, en orden ascendente: computadora, televisor, horno microondas, cocina eléctrica, congelador, lavadora, refrigeradora.

Resumen La primera ley de Newton, llamada de la inercia, establece que todo cuerpo permanece en estado de reposo o de movimiento si la sumatoria de sus fuerzas es cero. En la segunda ley de Newton se establece que la fuerza sobre un cuerpo es directamente proporcional al producto de su masa y su aceleración. Al patear una pelota, el pie ejerce una fuerza sobre la pelota, pero la pelota ejerce una fuerza contraria sobre el pie: este es un ejemplo de aplicación de la tercera ley de Newton. El trabajo es una magnitud escalar producida cuando una fuerza mueve un cuerpo en su misma dirección. La energía es la capacidad para efectuar un trabajo. Si la energía es de movimiento se llama cinética; si es de posición se llama energía potencial. La potencia es la rapidez con que se realiza un trabajo y se mide en watts (W) o caballos de fuerza ( hp). 1 hp = 746 W.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 133


UNIDAD 1

3

El Joule es una unidad para medir a) El desplazamiento b) El trabajo c) La energía d) La velocidad

"Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, éste ejerce sobre el primero una fuerza igual y de sentido opuesto". El anterior es el enunciado de: a) la primera ley de Newton. b) la potencia. c) la tercera ley de Newton. d) la ley de la fuerza.

4

Un objeto que tiene energía cinética es: a) un cuaderno sobre el pupitre. b) un pájaro en su nido. c) un balón de futbol en reposo. d) un águila en pleno vuelo

3) b.

El otro nombre que recibe la primera ley de Newton es: a) ley de acción y reacción. b) ley de la inercia. c) ley del trabajo. d) ley de la fuerza.

2) c.

2

1) b.

1

Soluciones

Autocomprobación

4) d.

LA FíSICA EN EL AGUA En la laguna El Jocotal, en San Miguel, los pobladores de sus orillas aplican la tercera ley de Newton para desplazarse por el agua, al empujar hacia atrás cuando tiran del remo y lograr mover el cayuco; así trabajan en las aguas de esta hermosa laguna salvadoreña. De manera similar, cuando estás nadando, interaccionas con el agua. Tú empujas el agua hacia atrás, mientras que el agua te empuja hacia adelante simultáneamente y de esa forma puedes avanzar.

134 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Lección 5

Primera Unidad

Se hacen chiquitos, se hacen grandotes... Motivación

I

rene es fanática de los olores agradables en casa. Tiene una colección de atomizadores o aerosoles. Y hasta hoy sabrá que el funcionamiento de estos atomizadores es una aplicación de la compresibilidad y fuerza expansiva de los gases. En los recipientes se encierra, junto con el producto, cierta cantidad de aire comprimido, que al abrir la válvula, escapa con fuerza, arrastrando el producto y lanzándolo como una nube de partículas muy finas. En general los gases tienen la propiedad especial de variar su volumen ante un cambio de presión o de temperatura. Esta propiedad de los gases de poder ser”comprimidos” tiene múltiples aplicaciones en la vida diaria. ¿Cuáles son las propiedades de la materia? ¿Qué distingue una clase de material de otro? Indicadores de logro:

Identificarás y describirás con curiosidad aparatos para la medición de la presión en líquidos y gases. Investigarás y explicarás con claridad el principio de Pascal y su aplicación en la vida cotidiana.

Todos los cuerpos, en cualquier estado en que se encuentren, tienen propiedades que les son comunes. Las principales propiedades generales de los cuerpos son: el volumen, la impenetrabilidad, la divisibilidad, la dilatabilidad, la porosidad, la compresibilidad, la elasticidad y la inercia.

Indagarás y construirás aparatos que funcionan con el principio de Pascal para calcular la presión hidráulica. Experimentarás y analizarás con curiosidad el comportamiento de algunos objetos en un líquido para identificar y explicar fuerzas de empuje, peso real y aparente de un cuerpo.

Volumen El volumen es la propiedad de los objetos de ocupar un lugar en el espacio. El volumen de un cuerpo viene dado por sus dimensiones de largo, ancho y alto. Se expresa en metros cúbicos o centrímetros cúbicos. Para cuerpos líquidos, el volumen se puede expresar en litros o mililitros.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 135


UNIDAD 1 Impenetrabilidad Dos cuerpos no pueden ocupar, a la vez, el mismo lugar en el espacio. Esta es la propiedad de impenetrabilidad de la materia.

Divisibilidad Es la propiedad que poseen los cuerpos de poder ser divididos o fraccionados en partes cada vez más pequeñas, hasta conseguir un grado de extrema pequeñez. Esto se consigue con los molinos, morteros, quebradoras, entre otros instrumentos.

Dilatabilidad Los cuerpos pueden aumentar su volumen por la acción del calor. Este cambio proviene de la variación de los espacios que dejan entre sí las moléculas. De la materia que existe, los gases son los cuerpos más dilatables. Los líquidos son menos dilatables que los gases y los sólidos lo son menos todavía.

Porosidad Es la propiedad por la cual las partículas de las que se compone un cuerpo están separadas unas de otras por espacios llamados poros. Son muy visibles los poros en las esponjas y en la piedra pómez. A causa de la porosidad, las esponjas absorben el agua en donde se encuentren; por lo mismo, el papel secante absorbe la tinta. Los filtros dejan pasar el agua por la misma razón.

Compresibilidad Es la propiedad por la cual el volumen de los cuerpos puede ser reducido mediante un cambio de presión. Esta propiedad es una consecuencia de la porosidad. Los gases son muy compresibles, los sólidos lo son menos y los líquidos lo son mucho menos, es decir, son casi incompresibles.

136 Ciencias Naturales - Octavo Grado


UNIDAD 1 El ser humano puede disfrutar del maravilloso paisaje submarino gracias a los tanques de oxígeno, donde se puede almacenar mucho aire porque está comprimido. Las llantas de los vehículos y bicicletas, así como las pelotas de hule se inflan con aire comprimido.

Elasticidad Es la propiedad que tienen los cuerpos de recuperar su forma y volumen originales, tan pronto como cesa la fuerza que actuaba sobre ellos. No todos los cuerpos tienen el mismo grado de elasticidad. Existen tres tipos de elasticidad: de presión, de tensión y de torsión. Los gases y los líquidos poseen elasticidad de presión. Entre los sólidos hay algunos, como el acero, el marfil y el caucho que poseen una gran fuerza elástica; otros son muy poco elásticos, como la madera, el plomo y la cera.

1

Actividad

Investiga: a) ¿Por qué rebota una pelota de hule y no una bola de hierro? b) ¿En qué propiedad se basa esta diferencia?

Líquidos que presionan La hidrostática es la rama de la física que tiene por objeto el estudio de los líquidos en estado de equilibrio. Los líquidos, debido a la gran movilidad de sus moléculas y a la acción de la gravedad, ejercen presiones en las paredes de los vasos que los contienen. Estas presiones son siempre perpendiculares a las superficies consideradas.

Presiones laterales Los líquidos ejercen también presión en las paredes laterales de los recipientes que los contienen. Esta presión es igual al peso de una columna de líquido que tenga por base la porción de pared considerada y por altura, la distancia del centro de dicha porción a la superficie libre del líquido.

Actividad

2

¡Pobre tonel! Este experimento, inventado por Blaise Pascal, te dará una idea exacta de las grandes presiones a las que están sometidas las paredes de los recipientes llenos de líquido, cuando su nivel está muy alto. Para comprobar cómo funciona el tonel de Pascal, realiza la siguiente actividad. Necesitarás el material que se detalla: Una botella de plástico Cinta adhesiva o tirro Con cuidado abre 2 ó 3 agujeros (a la misma altura) en la botella de plástico, tápalos provisionalmente con cinta adhesiva y llena la botella completamente de agua, no le pongas el tapón a la botella. Quita la cinta adhesiva para destapar los agujeros. a) ¿Qué observas? b) ¿A qué se debe este fenómeno? Ahora inclina la botella y observa cózmo sale el agua por los agujeros. Notas la diferencia en la salida del agua? c) ¿Cómo explicas esto? d) Escribe tus conclusiones en el cuaderno de ciencias.

Presiones sobre el fondo La presión ejercida por un líquido sobre el fondo de un vaso es igual al peso de una columna de dicho líquido que tenga por base el fondo del recipiente y por altura la del líquido que contiene. La presión no depende de la forma y capacidad del vaso, sino de la superficie del fondo y de la altura del líquido.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 137


UNIDAD 1

Punto de apoyo Blaise Pascal Fue un matemático, físico y filósofo francés que nació en 1623. A los 16 años escribió un "Tratado de las secciones cónicas" y dos años después inventó una máquina de calcular y anticipó el cálculo infinitesimal. Aplicaciones del principio de Pascal La prensa hidráulica es una aplicación del principio de Pascal y se utiliza para ejercer grandes presiones. Consiste de dos cuerpos de bomba de diámetro diferente, con dos émbolos macizos y unidos por medio de un tubo. El émbolo pequeño aspira el agua de un depósito y la envía al cuerpo de la bomba mayor. Los dos cuerpos de bomba están cerrados por sus émbolos, que penetran en el agua. Al ejercer en el émbolo pequeño una presión, ésta se transmite al otro por medio del agua proporcionalmente a las superficies respectivas. Los cuerpos que se quiere prensar se colocan entre una plataforma móvil y otra fija. La prensa hidráulica se utiliza en la extracción de aceites, de zumos y de ácidos grasos. También se utiliza en el embalaje del algodón y otras sustancias voluminosas y de poco peso; para conservar los gases bajo fuerte presión y para mover grandes grúas, entre otros.

Actividad

3

El principio de Pascal puede comprobarse realizando esta actividad. Consigue los siguientes materiales: Una pelota de plástico pequeña perforada en diferentes lugares. Uno de los agujeros debe tener mayor diámetro Una jeringa mediana sin la aguja. Solamente necesitarás el émbolo Cinta adhesiva Agua Coloca la cinta adhesiva a todos los agujeros que hiciste a la pelota, luego llénala con agua por el agujero de mayor diámetro. Ajusta el émbolo en el agujero más grande. Entre dos estudiantes quiten la cinta adhesiva a los agujeros al mismo tiempo que presionan por el émbolo. a) ¿Sale el agua de igual forma por cada agujero de la pelota? b) ¿Cómo explicas esto? c) Dibuja y escribe tus conclusiones y entrega un reporte escrito al tutor.

Propiedades de los gases Los gases tienen 3 propiedades características: (1) son fáciles de comprimir, (2) se expanden hasta llenar el contenedor, y (3) ocupan más espacio que los sólidos o líquidos.

Compresibilidad La combustión interna de un motor provee un buen ejemplo de la facilidad con la cual los gases pueden ser comprimidos. En un motor de cuatro pistones, el

138 Ciencias Naturales - Octavo Grado


UNIDAD 1 pistón es primero halado por el cilindro para crear un vacío parcial. Luego es empujado dentro del cilindro, comprimiendo la mezcla de gasolina/aire a una fracción de su volumen original.

Expansibilidad Cualquiera que haya visitado una cocina, ha experimentado el hecho de que los gases se expanden hasta llenar su contenedor.cuando el aroma del pan llena la cocina, entre otros. De igual forma sucede cuando alguien rompe un huevo podrido y el olor característico rápidamente se esparce por la habitación. Eso sucede porque los gases se expanden para llenar su contenedor. Por lo cual es posible asumir que el volumen de un gas es igual al volumen de su contenedor.

Volumen del gas vs. volumen del sólido La diferencia entre el volumen de un gas y el volumen de un líquido o sólido que lo forma puede ser ilustrada con el siguiente ejemplo. Un gramo de oxígeno líquido en su punto de ebullición (-183oC) tiene un volumen de 0.894 ml. La misma cantidad de O2 gas a 0oC tiene un volumen de 700 ml, el cual es casi 800 veces más grande. Resultados similares son obtenidos cuando los vólumenes de los sólidos y de los gases son comparados. Un gramo de CO2 sólido tiene un volumen de 0.641 ml a 0oC y a la presión atmosférica de 556 ml, tiene un volumen 850 veces más grande. Como regla general, el volumen de un líquido o sólido se incrementa por un factor de 800 veces cuando se convierte en gas. La consecuencia de este enorme cambio en volumen es frecuentemente usado para hacer trabajos. El motor a vapor está basado en el hecho de que el agua hierve para formar gas (vapor) que tiene un mayor volumen. El gas entonces escapa de la caldera en la cual fue generado y el gas que se escapa es usado para hacer un trabajo. El mismo principio se pone a prueba cuando se utilizan dinamita para romper rocas. En 1867, Alfredo Nobel descubrió que el explosivo líquido tan peligroso conocido como nitroglicerina puede ser absorbido en barro o aserrín para producir un sólido que era mucho más estable. Cuando la dinamita es detonada, la nitroglicerina se descompone para producir una mezcla de gases de CO2, H2O, N2, y O2 .

Principio de Arquímedes Los líquidos ejercen presiones no sólo en las paredes de los recipientes que los contienen, sino también en los cuerpos sumergidos en ellos. Este principio descubierto por Arquímedes puede enunciarse así: “Todo cuerpo sumergido en un líquido experimenta un empuje vertical de abajo hacia arriba igual al peso del líquido desalojado”. También se aplica a los gases.

Actividad

4

¿Comprobamos el principio de Arquímedes? Materiales a utilizar: Una balanza Un objeto de volumen conocido Pesas de varios tamaños y masas Un recipiente con agua de longitud: a) 8,8 metros a centímetros b) 2,540 centímetros a pulgadas c) 90 millas a kilómetros De masa: a) 3.5 kg a gramos (1 kg = 1,000 gr.) b) 48 kg a libras (1 kg = 2,2 lbs) c) 64 onzas a libras (1 libra = 16 onzas) Procedimiento: Cuelga en uno de los platillos de la balanza un cuerpo de volumen conocido, equilibra con pesas y sumerge dicho cuerpo en agua. La balanza se inclinará del lado de las pesas. Agrega del lado del cuerpo otras pesas para restablecer el equilibrio y notarás que hay que añadir tantos gramos como centímetros cúbicos tiene el cuerpo, lo cual comprueba el

Octavo Grado - Ciencias Naturales 139


UNIDAD 1

principio, ya que un centímetro cúbi co de agua pesa un gramo. ¿Qué produce el principio de Arquímedes? Según este principio, un cuerpo sumergido en un líquido está sujeto a un empuje que obra en sentido inverso al de la gravedad. Este empuje puede ser superior, igual o inferior al peso del cuerpo. De aquí resulta que pueden producirse tres fenómenos diferentes: a) Cuando el empuje es inferior al peso del cuerpo, éste cae al fondo del líquido. b) Si es igual, permanece en equilibrio en su seno. c) Cuando es mayor, sube a la superficie del líquido, es decir, flota.

Punto de apoyo Arquímedes Matemático y físico griego. Se cree que nació en el año 287 a.C. Le debemos numerosos descubrimientos, como el área del círculo. Enunció la ley de equilibrio de los cuerpos flotantes, conocida con el nombre de Principio de Arquímedes. Arquímedes concebía la ciencia como un proceso deductivo. En cierta ocasión expresó: “Dadme un punto de apoyo y moveré el mundo”, en referencia a la palanca, otra de sus invenciones. ¿Para qué sirve el principio de Arquímedes? Las aplicaciones más sobresalientes son: la navegación, la natación y los areómetros.

Navegación Un barco flota porque desaloja un gran volumen de agua, cuyo empuje contrarresta el peso del barco. Todos los cuerpos, cualquiera que sea su densidad

140 Ciencias Naturales - Octavo Grado

¿Quieres comprobar lo anterior? Materiales a utilizar: Tres vasos anchos Tres huevos Agua Sal Procedimiento 1. Echa agua en el primer vaso hasta un poco más de la mitad. 2. En el segundo recipiente con agua deposita dos cucharadas de sal. 3. El tercer vaso debe recibir agua saturada con una taza de sal. 4. Coloca un huevo en cada recipiente. 5. ¿Qué sucede en cada vaso? ¿Cuál es tu conclusión?

pueden flotar en el agua si se les da una forma conveniente. El hierro macizo no puede flotar, porque no desaloja un volumen suficiente de líquido para que el empuje anule su peso, pero flotará si se reduce a láminas y con ellas se construye un barco grande para que el agua desalojada pese más que el hierro. ¿Lo sabías? Un barco contiene muchos espacios que están llenos de aire. El aire dentro del barco lo hace menos denso que el agua. ¿Por qué flotan algunas cosas? Un pedazo de corcho flota en el agua, pero un pedazo de hierro del mismo peso se hunde. Ellos desplazan la misma cantidad de agua porque tienen el mismo peso.


UNIDAD 1 El corcho flota porque tiene espacios microscópicos llenos de aire , cosa que no sucede con el hierro. Siempre que algo es menos denso que el agua, flota.

entonces su peso aparente en el líquido es de 50N Condiciones para la flotación: Si el peso del objeto es mayor que el empuje recibido, el objeto se hunde. Si el peso es igual al empuje, el objeto flota en equilibrio con el líquido.

Los submarinos pueden cambiar su densidad. Cuando llenan sus tanques con aire flotan. Cuando llenan sus tanques con agua, se hunden. Este es el secreto de los submarinos.

Si el peso es menor que el empuje recibido, el cuerpo flota.

Actividad

5

Flotación de los cuerpos Materiales a utilizar:

Peso aparente y empuje La flotación de los barcos se basa en el descubrimiento de Arquímedes. Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una fuerza de empuje vertical y hacia arriba igual al peso del fluido desalojado.

Dos trozos rectangulares iguales de papel de aluminio Un huacal con agua Procedimiento: Con un trozo de papel construir un barquito de aluminio. Con el otro hacer una pelota muy compactada. Introducir el barquito y la pelota en agua y observar lo que sucede.

Resumen

¿Existe ese empuje? Se puede comprobar de la manera siguiente: 1.

Se pesa el cuerpo en el aire y el dinamómetro señala un valor determinado (P = mg), debido a la fuerza de atracción gravitatoria.

2.

Al introducir el cuerpo en el agua, aparece el empuje de Arquímedes (E), dirigido en sentido contrario al peso y el dinamómetro señala un valor menor.

El peso aparente se calcula así: Peso aparente = Peso real – empuje. Por ejemplo: si al pesar un objeto se tiene que pesa 55 N y al sumergirlo en un líquido recibe un empuje de 5N,

Las principales propiedades de los cuerpos son el volumen, la impenetrabilidad, la divisibilidad, la dilatabilidad, la porosidad, la compresibilidad, la elasticidad y la inercia. La presión hidrostática es la que ejercen los líquidos sobre las paredes laterales de los recipientes que los contienen. El principio de Pascal establece que la presión ejercida en un punto de un líquido encerrado se distribuye por igual en todos los puntos del líquido. El principio de Arquímides establece que todo cuerpo sumergido en un líquido experimenta una fuerza ascendente llamada empuje.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 141


UNIDAD 1

1

Es la propiedad por la cual el volumen de los cuerpos puede ser reducido: a) elasticidad. b) porosidad. c) compresibilidad. d) dureza.

3

Es una aplicación del principio de Arquímedes: a) la navegación. b) la máquina de cálculo. c) los satélites. d) la computadora.

2

Es una aplicación del principio de Pascal: a) cálculo infinitesimal. b) la prensa hidráulica. c) el émbolo. d) la natación.

4

Al destapar un recipiente con perfume, el aroma alcanza un espacio determinado. Esto demuestra una propiedad de los gases llamada: a) compresibilidad. b) volumen. c) expansibilidad. d) elasticidad.

2) b.

3) a.

1) c.

Soluciones

Autocomprobación

4) c.

¡EUREKA!

nvo. derrotero

142 Ciencias Naturales - Octavo Grado

Se cuenta que Arquímedes descubrió el principio que lleva su nombre cuando el rey de Siracusa le ordenó descubrir si una corona que había encargado estaba realmente hecha de oro macizo, sin romperla ni destruirla. Preocupado por el problema, Arquímedes se sumergió con ella en el baño, y cuando notó que el agua de la bañera rebalsaba, se le ocurrió la idea y corrió desnudo por las calles de Siracusa, mientras gritaba: ¡Eureka! (lo encontré). Arquímedes fue de los primeros en aplicar los conocimientos científicos a la solución de problemas prácticos.


Solucionario Lección 1 Actividad 4 ¿Qué le pasa a una mosca cuando hace frío? Preguntas como la anterior se hacen los zoólogos antes de iniciar sus experimentos y observaciones con el fin de investigar el mundo de los animales. Luego del experimento, ¿qué observas? ¿cómo está la mosca? Después de que han pasado varios minutos, ¿qué cambios notas en el comportamiento de la mosca? ¿Cuál es tu conclusión? Al hacer correctamente el experimento, notas que la actividad habitual de la mosca se reduce notablemente al estar expuesta a la temperatura baja. Cuando la extraes de la hielera y la dejas unos minutos a la temperatura ambiente, la mosca vuelve a sus rápidos movimientos característicos. ¿Conclusión? La temperatura influye en el metabolismo del organismo de la mosca. A menor temperatura, la mosca reduce el gasto energético (de sus movimientos, por ejemplo) para concentrarse en resistir la baja temperatura. Cuando se restablece la temperatura ambiente, el insecto vuelve a su actividad normal.

Lección 3 Actividad 1 ¿Cuál detiene más? La pelotita recorre diferentes distancias según el material sobre el que rueda. No es lo mismo desplazarse sobre una hoja de papel arrugado, una hoja de papel liso, una hoja de papel de lija o de papel de toalla. La hoja lisa presenta menos fricción a la pelota, por lo tanto rueda más sobre ella. Las otras superficies con mayor fricción frenan el avance de la pelota.

Actividad 3 Conversiones entre las unidades de fuerza. Con ayuda de la tabla resuelve los siguientes ejercicios.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 143


Solucionario La clave radica en hacer un buen planteamiento, así:

c)

1250 N a kilogramos fuerza

400 dinas a Newton 1 dina 0.00001 N (esta relación te la da la tabla que encuentras en la lección 3) 400 dinas X X = 400 dinas × 0,00001 N = 0.004 N 1 dina

1 kgf X

Las dinas se eliminan y solo quedan los Newton. Solucionario: Para efectuar las conversiones debes utilizar las equivalencias que se muestran en las tablas.

9.8 N 1,250 N

1,250 N × 1 kgf 9.8 N X = 127.55 kgf R/ 127.55 kgf X=

Lección 4 Actividad 1 a)

Para encontrar el valor de trabajo T

T= F × d

400 dinas a Newton 1N 100,000 dinas

T= 10 N × 2 m

X 400 dinas X= 400 dinas × 1 N

T = 20 J

100,000 dinas X= 0.004 N

b)

Para encontrar la potencia mecánica

P=

R/ 0.004 N

b)

640 libras a kilogramos

P = 200 Joules 8 s

1 kg 2.2 lb X 640 lb X = 1 kg × 640 lb 2.2 lb X = 290. 9 kg R/ 290.9 kg

P = 25 Watts

a)

144 Ciencias Naturales - Octavo Grado

T t


Proyecto ¡Comienza hoy! Propósito La verdadera finalidad del estudio es el bienestar del ser humano, un bienestar físico y mental. En esta unidad, que casi termina, has adquirido conocimientos que te permiten comprender de una manera mejor muchas situaciones de la vida cotidiana. También has aprendido que saber, en muchas ocasiones, significa ahorro y bienestar. Por ejemplo, en lo que se refiere al consumo de la energía eléctrica, el derroche de energía muchas veces por desconocimiento puede llevar a preocupaciones financieras a la hora de pagar su consumo y, además, este derroche repercute causando más daño al medio ambiente. El proyecto de esta unidad te permitirá ayudarte y ayudar a los demás en este rubro. Centro teórico El conocimiento de la física, en general, te prepara para comprender mejor lo que se refiere al consumo eléctrico y su uso adecuado. Las siguientes indicaciones son necesarias para hacer una evaluación de la energía en tu casa: Asegúrate de que tus aparatos electrodomésticos tengan buen mantenimiento. Es conveniente consultar los respectivos manuales. Analiza las necesidades y patrones de alumbrado que utilizan en tu hogar y fíjate muy bien en lugares como la sala, la cocina y el exterior. Sustituye los focos (también llamados incandescentes) y accesorios tradicionales, por lámparas fluorescentes. Desarrollo Con ayuda de los pasos del método científico prepara un plan de eficiencia energética que te permitirá aumentar la eficiencia y ahorrar. Las siguientes preguntas te servirán para establecer los pasos a seguir en tu investigación:

¿Cuánto dinero gastas en energía? ¿Cuántos aparatos eléctricos posees? ¿Dónde hay más desperdicio? ¿En cuánto tiempo recuperarás el dinero invertido en un plan de eficiencia energética con el ahorro de energía? ¿Qué beneficios adicionales te traerán las medidas que pongas en marcha? ¿Harás solo tú el trabajo o tendrás ayuda? ¿Cuál es tu presupuesto? Una vez que asignes las prioridades según las necesidades energéticas, puedes formular un plan de eficiencia energética para toda tu casa. Tu plan te dará una estrategia para realizar compras inteligentes y hacer mejoras en el hogar que te permitan aumentar la eficiencia energética y ahorrar mucho dinero. Cierre del proyecto Este proyecto es solo el principio para ayudarte y cuidar tu ambiente. ¿Y por qué no compartirlo y extenderlo a tus compañeros y familiares? El beneficio sería mayor.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 145


Recursos Lección 1 Monografía.com: El Método Científico http://www.monografias.com/trabajos21/metodo-cientifico/metodo-cientifico.shtml 2005

Lección 2

Universidad del país Vasco: Cinemática http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cinematica/cinematica.htm

Lección 3

Enciclopedia libre Wikipedia: Fuerza http://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza 2009 Mora, Gonzalo: Las fuerzas y sus efectos http://www.terra.es/personal2/gonzaloylola/segundo-tema-2/tema2.htm 2008

Lección 4

Sociedad de Andaluza de Educación en Matemática: Leyes de Newton http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd98/Fisica/02/leyes.html 2006

Lección 5

Profesor en línea: Propiedades de los gases http://www.profesorenlinea.cl/fisica/GasesPropiedades.htm 2005 El principio de pascal y sus aplicaciones http://html.rincondelvago.com/principio-de-pascal.html Enciclopedia libre Wikipedia: Principio de Arquímedes http://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Arqu%C3%ADmedes 2009

146 Ciencias Naturales - Octavo Grado


CIENCIAS NATURALES Unidad 2 La química y los seres vivos

Objetivos de la unidad Al término de esta unidad podrás indagar y explicar con interés las transformaciones químicas de la materia, mediante el desarrollo de algunos experimentos y la realización de cálculos para representar una reacción química, así como comprenderás y describirás algunos fenómenos del entorno. También estarás en capacidad de identificar y describir compuestos inorgánicos, clasificándolos y calculando su grado de acidez y basicidad para hacer un uso adecuado de ellos en la vida cotidiana. Al finalizar esta unidad tendrás los conocimientos y la habilidad necesarios para investigar y representar los tipos de tejidos de los seres vivos, observando y explicando su estructura y funcionamiento a fin de protegerlos y cuidarlos.


La química y los seres vivos

Química

Seres vivos

estudiarás tres aspectos

Átomos y moléculas

Reacciones químicas

comprenderás más acerca de

Proyecto de unidad

Compuestos orgánicos e inorgánicos

Tejidos animales

En esta unidad vamos a iniciar un estudio interesante acerca de la química y los seres vivos. Tendrás la oportunidad de investigar acerca de la naturaleza misma de la materia, es decir, de qué están hechos los objetos materiales. Para ello comenzarás identificando y representando la estructura de los átomos y de las moléculas. También aprenderás cómo ocurren las reacciones químicas que dan lugar a la formación de diferentes clases de compuestos. Asimismo esta unidad te explicará aspectos importantes en la estructura y funcionamiento de los seres vivos. De esta manera tendrás una mejor comprensión y valoración acerca de la materia y sus elementos a fin de cuidarla y preservarla.

Introducción al proyecto Con esta unidad tendrás la oportunidad de prepararte un alimento nutritivo y saludable: un yogur. En este contexto, aprenderás acerca de las biomoléculas, compuestos de gran importancia para tu salud.

102 Ciencias Naturales - Octavo Grado

Tejidos vegetales


Lección 1

Segunda Unidad

Átomos y moléculas Motivación

D

¿ e qué están hechos todos los objetos que observas a tu alrededor? Todo lo que ves, incluso tú mismo, está formado por átomos. Pero a los átomos no puedes verlos. Lo que sí sabes es que son muy pequeños. Para que te asombres: la cabeza de un alfiler tiene un diámetro de un milímetro, lo que nos permite decir que en la cabeza del alfiler hay espacio suficiente para alinear cuatro millones de átomos. Si el núcleo tuviera el mismo diámetro que una cabeza de alfiler, el átomo tendría un diámetro de más o menos 10 metros. A continuación, tienes la imagen de un cubito de pollo, de un centímetro cúbico aproximadamente. Si estuviese hecho solo de núcleos atómicos, ¿cuánto crees que pesaría? ¡Su peso estaría próximo a las seis toneladas!

Indicadores de logro:

Investigarás y discutirás con interés acerca de las diferencias entre átomos y moléculas. Calcularás en forma correcta la masa molecular de distintas sustancias.

Explicarás y analizarás con interés la función de las biomoléculas en la nutrición humana.

¿Por qué crees que son diferentes el oro y el plomo? ¿Qué hace diferente a cada uno de los elementos existentes en la actualidad?

Octavo Grado - Ciencias Naturales 103


UNIDAD 2 El número de protones que posee el núcleo es lo que determina el tipo de átomo. Por ejemplo, la diferencia entre el oro y el plomo se debe a que el primero posee 79 protones en su núcleo mientras que el plomo posee 82. Esa pequeña diferencia de tres cargas positivas hace que el plomo y el oro sean tan diferentes. La materia en general está hecha de átomos o de combinaciones de átomos que forman moléculas. El átomo es la partícula más pequeña que puede combinarse con otros átomos para formar las moléculas de los compuestos.

A lo largo de la historia A finales del siglo V a. de C. los filósofos griegos Leucipo y Demócrito sugirieron que la materia estaba compuesta de pequeñas partículas indivisibles que bautizaron con el nombre de átomo (del griego indivisible) y señalaron que si bien esas partículas son inmutables, las relaciones entre ellas cambian. La idea fue de poca aceptación entre los filósofos griegos y romanos. Así el átomo fue olvidado mientras que la idea de que el universo estaba compuesto por cuatro elementos (tierra, agua, fuego y aire) resultó mucho más popular, aceptada y propagada por eruditos como Aristóteles, de manera que fueron enseñadas como verdades absolutas durante dos mil años. Aunque el inglés Robert Boyle usó el concepto de átomo en sus trabajos de química durante el siglo XVII, y Newton lo retomó al desarrollar sus descubrimientos en física, específicamente en óptica, la idea de átomo no pasó a formar parte del pensamiento científico hasta la mitad del siglo XVIII. En ese momento el químico francés Antoine Lavoisier, tras sus investigaciones sobre la combustión, identificó muchas sustancias químicas puras que no podían ser separadas en otras. La primera formulación de la moderna teoría atómica se da a comienzos del siglo XIX en manos de un químico inglés, John Dalton, que en 1808 estableció que la materia estaba compuesta por átomos indivisibles. Todos los átomos de un mismo elemento debían ser idénticos entre sí, pero diferentes (en forma y tamaño) de los de otro elemento. Definió el concepto de molécula a partir de los átomos que la conforman, cada una de los cuales debía tener un número pequeño y fijo de átomos de cada elemento del compuesto.

104 Ciencias Naturales - Octavo Grado

Antes de 1900 se creía que el átomo era indivisible, pero gracias a varios descubrimientos importantes como la radiactividad, la existencia del electrón, el estudio de las descargas eléctricas a través de los gases, entre otros, se ha podido comprobar que el átomo no es una partícula indivisible sino que está formado por partículas más pequeñas: los protones, los electrones y los neutrones, entre otras. Neutrón (Carga neutra o sin carga) Electrón (carga negativa)

Protón (carga positiva)

Electrones (carga negativa)

Los protones con carga eléctrica positiva y los neutrones sin carga eléctrica forman el núcleo del átomo; y los electrones con carga eléctrica negativa giran alrededor del núcleo, como si el núcleo fuera el centro del sistema solar y los electrones, los planetas.


UNIDAD 2 Cada átomo tiene el mismo número de protones y de electrones, y de esa manera sus cargas contrarias se equilibran y se neutralizan. Todos los átomos de un mismo cuerpo simple o elemento tienen el mismo número de electrones y de protones; pero en cada elemento el número varía. Esto lo puedes comprobar utilizando la tabla periódica. Ejemplos: a)

El átomo de hidrógeno tiene un electrón y un protón.

Actividad

1

El átomo contiene más elementos además del protón, electrón y neutrón. a) Investiga en Internet o en libros de química lo que significan los siguientes términos: piones, gluones, fotones, quarks y mesones.

De yogur a átomos El yogur es una mezcla de leche, azúcar, frutas y bacterias. Si separamos los componentes de una mezcla, siguen siendo lo que eran al principio. Si tomamos uno de los componentes del yogur, el azúcar, lo podemos separar en otros más sencillos, pero al hacerlo dejan de ser ellos mismos. Por ejemplo, al calentar el azúcar, se obtienen dos sustancias nuevas: agua (H2O) y carbono (C), pero el azúcar deja de ser azúcar.

b)

El átomo de oxígeno tiene 8 electrones y 8 protones.

Elementos son las sustancias que no se pueden separar en otras más sencillas, por ejemplo, hidrógeno, oxígeno, carbono, elementos necesarios para vivir, para crecer sanos y fuertes…y que forman parte del yogur. Como sabes, la materia está formada por moléculas (la molécula del azúcar, por ejemplo) y las moléculas están formadas por otras partículas más pequeñas llamadas átomos (los átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno en el caso del azúcar).

¿Cuánto pesan los átomos y las moléculas?

c)

El átomo de cloro tiene 17 electrones y 17 protones.

Cl

Después de comprobar la existencia de los átomos, los científicos se preguntaron ¿cómo determinar la masa de cuerpos tan pequeños? No existe en realidad un método para determinar las masas de los átomos individuales. Lo único que se puede esperar es llegar a establecer qué tan pesado es un átomo específico en relación con un átomo de referencia denominado patrón o estándar. Es así como a cada elemento de la materia se le ha asignado un número atómico y un peso atómico, los cuales se detallan en la tabla periódica.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 105


UNIDAD 2 Número atómico La ciencia ha determinado que todos los átomos de un mismo tipo de elemento químico tienen en su núcleo igual cantidad de protones. Este valor, que es característico para cada elemento y lo hace distinto a los demás, recibe el nombre de número atómico y se representa con la letra Z. Cuando un átomo es eléctricamente neutro, el número atómico será igual al número de electrones del átomo que se pueden encontrar alrededor del núcleo. Estos electrones determinan principalmente el comportamiento químico de un átomo. Número Másico (A)

12

6

C

Número atómico (Z) Número de protones

A=Z+N

Símbolo del elemento

Ejemplos de masas atómicas son:

Elemento

Masa atómica (g/mol)

Hidrógeno Carbono Flúor Helio Nitrógeno Sodio

1,079 12,0107 18,9984 4,0026 14,0067 22,9897

Imagina los millones de gotas de agua que caen sobre tu cuerpo cuando te bañas y piensa que en cada gota de agua existen millones de moléculas, cada una de ellas formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. Si entendiéramos el peso molecular como el peso de una molécula, obviamente jamás te podrías bañar, ya que caería sobre ti un peso insoportable de millones de toneladas. Átomo de oxígeno

6

Número de neutrones

Átomo de hidrógeno

Punto de apoyo La tabla periódica es un esquema de todos los elementos químicos dispuestos en orden por número atómico creciente y en una forma que refleja la estructura de los elementos. Los elementos están ordenados en siete hileras horizontales, llamadas períodos, y en 18 columnas verticales, llamadas grupos. La actual tabla periódica moderna explica en forma detallada y actualizada las propiedades de los elementos qu��micos, tomando como base su estructura atómica.

Masa atómica La masa atómica es la masa de un átomo en reposo. En otras palabras, la masa atómica es considerada como la masa total de los protones y neutrones (los electrones tienen un escaso valor de masa que no incide en el total) en un átomo único en estado de reposo.

106 Ciencias Naturales - Octavo Grado

Átomo de hidrógeno HO

²

Es importante resaltar que la masa en gramos de una partícula es una cantidad muy difícil de entender, por ser una cantidad infinitesimal que no se puede apreciar en una balanza. Por esta razón en química se usa una unidad que permite manipulaciones prácticas de una cantidad de partículas. Esta unidad es el mol.

El mol Es la unidad química para referirse a la cantidad de sustancia que contiene un número fijo de partículas que es numéricamente igual a 6.02 × 1023 Esto quiere decir que al hablar de un mol de átomos o moléculas se hace referencia a la cantidad de 6,02 × 1023 átomos, o moléculas. Por ejemplo: 1 mol de átomos de calcio (Ca) son 6.02 × 1023 átomos de calcio. 1 mol de moléculas de hidrógeno (H2) son 6.02 × 1023 átomos de calcio.


UNIDAD 2

Unidad de masa atómica (uma) Es la unidad más pequeña que se usa para expresar las masas de partículas elementales como átomos, moléculas, protones, iones, electrones, neutrones, etc. La masa atómica de un átomo expresada en unidades de masa atómica (uma), indica el número de partículas en el núcleo de un átomo; es decir, los protones y los neutrones. La masa atómica de los elementos se calcula tomando como referencia al isótopo carbono12. Todas las masas atómicas de los elementos y las masas moleculares de los compuestos se expresan en uma, refiriéndose a la masa de una sola partícula. Se pueden realizar conversiones de uma a gramos: 1 UMA = 1,660 × 10-24 gramos La masa atómica gramo es la masa expresada en gramos de un mol de átomos de un elemento. Se llama también peso atómico y lo puedes encontrar en la tabla periódica de los elementos. Por ejemplo:

Átomo: Nombre y símbolo

Masa atómica gramo

Hidrógeno (H) Oxígeno (O) Azufre (S)

1 g/ mol 16 g/mol 32 g/mol

Masa molecular gramo Es la masa molecular en gramos de un mol de moléculas de un compuesto. Se calcula sumando la masa atómica gramo de cada elemento de la fórmula molecular del compuesto, considerando el número de átomos indicados por el subíndice. Algunos ejemplos son los siguientes:

2 a)

Molécula

Masa atómica gramo

Masa molecular gramo

Hidrógeno (H2) Oxígeno (O2) Azufre (S2)

2 g/mol 16 g/mol 32 g/mol

2 g/mol × 1 = 2 g/mol 16 g/mol × 2 = 32 g/mol 32 g/mol × 2 = 64 g/mol

Actividad Busca en la tabla periódica de los elementos, los símbolos, los números atómicos y los pesos atómicos de los siguientes elementos: calcio, hierro, potasio, cobre, plata, aluminio y oro. Escríbelos en tu cuaderno de Ciencias.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 107


UNIDAD 2 Ejemplo 1 Determina la masa molecular gramo del ácido sulfúrico (H 2SO4 ). Solución: se aplican tres pasos sencillos.

Solución: Paso 1: consultar la masa atómica gramo para cada elemento en la tabla períodica Hidrógeno: 1 g/mol

Paso 2: multiplicar por los subíndices de cada átomo, según indica la fórmula molecular. 1 g/mol × 2 = 2 g/mol

Paso 3: obtener la suma

La masa molecular es de

Azufre: 32 g/mol

32 g/mol × 1 = 32 g/mol

98 g/mol

Oxígeno: 16 g/mol

16 g/mol × 4 = 64 g/mol

Ejemplo 2 ¿Cuál es la masa molecular del agua, cuya fórmula es H2O, es decir, 2 átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno?

Solución: Consulta la tabla periódica y analiza este proceso. Paso 1: consultar la masa atómica gramo para cada elemento en la tabla. Hidrógeno: 1 g/mol

Paso 2: multiplicar por los subíndices de cada átomo, según indica la fórmula molecular 1 g/mol × 2 = 2 g/mol

Oxígeno: 16 g/mol

16 g/mol × 1 = 16 g/mol

3

Paso 3: obtener la suma

La masa molecular de H2O es de 18 g/mol

Actividad

a) Calcula la masa molecular del óxido de aluminio, cuya fórmula es Al2O3, lo que significa dos átomos de aluminio y tres átomos de oxígeno. Sigue los pasos de los ejemplos anteriores.

Punto de apoyo La masa atómica absoluta es la suma de las masas de los protones y neutrones, así que cuantos más protones y neutrones estén en el núcleo, tanto mayor es la masa atómica de un elemento.

108 Ciencias Naturales - Octavo Grado


UNIDAD 2

Biomoléculas Son las moléculas constituyentes de los seres vivos. Pueden ser glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. El conjunto de todas ellas es lo que llamamos materia orgánica. En otras palabras, tu organismo está formado de biomoléculas y el de los demás seres vivos también. Las biomoléculas pueden ser inorgánicas u orgánicas. Por ejemplo, el agua y las sales minerales son biomoléculas inorgánicas. Las biomoléculas orgánicas son los glúcidos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos. Las biomoléculas inorgánicas son comunes a toda la materia, tanto la viva como la inerte, mientras que las orgánicas son exclusivas de todos los seres vivos. Las biomoléculas cumplen tres funciones principales: forman estructuras biológicas, liberan o almacenan energía y participan en las diferentes reacciones químicas de los seres vivos. 1.

Glúcidos o carbohidratos Se clasifican en azúcares, almidones y fibras. Sus moléculas están formadas por átomos de carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O). Son parte importante de alimentos como las frutas, las verduras, el pan y las tortillas, entre otros. Su función en nuestro organismo es la de proporcionar energía.

2.

Lípidos Están formados por carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O). Se caracterizan por ser insolubles en agua. Actúan como materiales de reserva de energía. Un ejemplo de ellos es la lecitina. Hay que tomar en cuenta que los lípidos se deben consumir en cantidades moderadas, ya que pueden aumentar los niveles de colesterol en la sangre, lo cual llevaría a un endurecimiento de las arterias, enfermedad llamada arterioesclerosis.

3.

Proteínas Contienen carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N). Agrupa a los aminoácidos, las proteínas y las enzimas.

Las proteínas tienen múltiples funciones biológicas: formar estructuras, proporcionar energía, transportar sustancias, elaborar hormonas, regular el pH, catalizar o acelerar reacciones bioquímicas, entre otras.

4.

Ácidos nucleicos Son biomoléculas orgánicas que contienen C, H, O, N y fósforo (P), formadas por estructuras básicas llamadas nucleótidos. A diferencia de las proteínas, carecen de azufre.

Ejemplos: ARN (ácido ribonucleico) y ADN (ácido desoxirribonucleico), que almacenan la información genética.

Resumen La materia en general, está hecha de átomos o de combinaciones de átomos que forman moléculas. El átomo es la partícula más pequeña que puede combinarse con otros átomos para formar las moléculas. Los protones, con carga eléctrica positiva y los neutrones, sin carga eléctrica, forman el núcleo del átomo; y los electrones con carga eléctrica negativa, giran alrededor del núcleo. El número atómico indica el número de protones de un átomo. La masa atómica de un átomo expresada en unidades de masa atómica (uma), indica el número de partículas en el núcleo de un átomo; esto quiere decir los protones y los neutrones. La masa molecular gramo se calcula sumando la masa atómica gramo de cada elemento de la fórmula molecular del compuesto. Las biomoléculas son las moléculas que forman parte de los seres vivos y constituyen los glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 109


UNIDAD 2

2

¿Cuál es el número atómico de un atomo que tiene 16 protones, 17 neutrones y 16 electrones? a) 12 b) 13 c) 24 d) 25

3) c.

4

Los almidones y azúcares son biomoléculas que reciben el nombre de: a) lípidos. b) aminoácidos. c) glúcidos. d) ácidos nucleicos.

Las funciones de formar estructuras, elaborar hormonas, acelerar reacciones químicas y trasportar sustancias las realizan los compuestos orgánicos llamados: a) ácidos nucleicos. b) carbohidratos. c) lípidos. d) proteínas.

2) a.

3

1) a.

1

Todos los átomos de un mismo elemento tienen en su núcleo igual cantidad de partículas subatómicas con carga positiva llamadas: a) protones. b) neutrones. c) electrones. d) moléculas.

Soluciones

Autocomprobación

4) d.

MOLÉCULAS VITALES El agua es un elemento esencial en la vida de los organismos y de los seres humanos, ya que no solo sirve para calmar la sed, sino para la limpieza, actividades industriales, producción de alimentos, etc. El agua juega un papel importante en el ser humano, ya que la deshidratación es un grave problema fisiológico, por eso es necesario que bebas suficiente agua todos los días, para poder seguir realizando tus actividades y evitar que tu cuerpo se deshidrate. Recuerda que la molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.

110 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Lección 2

Segunda Unidad

Un laboratorio químico Motivación

Tu organismo y el medio que te rodea son

verdaderos laboratorios químicos. Si te pidieran que enumeraras cinco reacciones químicas que suceden todos los días y de las cuales eres testigo, ¿cuáles mencionarías? Prueba una galleta y analiza lo que sientes en tu boca. El hecho de comer una galleta implica una serie de reacciones, tales como la del almidón que se transforma en azúcares. A medida que saboreas tu galleta y ésta se mezcla con saliva, comienzas a sentir un sabor dulce, porque el almidón se ha desdoblado en azúcares. Acaba de ocurrir una reacción química. Piensa en otras reacciones químicas que suceden en tu organismo.

Indicadores de logro:

Definirás e identificarás algunas reacciones químicas presentes en la vida cotidiana. Identificarás y discutirás con interés acerca de los elementos de una reacción química. Identificarás y representarás con interés los componentes de una ecuación química.

En la naturaleza se llama fenómeno a todo cambio producido en un cuerpo o en sus propiedades. Si el cambio es pasajero y no altera la naturaleza del cuerpo, el fenómeno es físico; pero si es permanente y queda modificada la constitución de dicho cuerpo, este cambio es un fenómeno químico. Para comprender mejor esto, realiza las siguientes actividades.

Analizarás, reconocerás y explicarás los factores que influyen en una reacción química al realizar experimentos relacionados con la vida cotidiana: concentración de reactivos, temperatura, luz y catalizadores. Relacionarás con interés la incidencia de los catalizadores y enzimas con algunas reacciones químicas comunes en la vida cotidiana al realizar experimentos.

Actividad

1

Toma un cubo de hielo y colócalo cerca del fuego. a) ¿cuánto tiempo demora en convertirse al estado líquido?

Octavo Grado - Ciencias Naturales 111


UNIDAD 2 Si luego colocas esta agua en el congelador, ¿en cuánto tiempo se convierte en hielo? Como has visto, el agua solo ha cambiado de forma, de estado. Este cambio es un fenómeno físico. Ahora enciende un fósforo y déjalo consumirse en un recipiente de vidrio. Si recoges el residuo, ¿podrás obtener de nuevo el fósforo? Claro que no, porque en la combustión desaparecieron las sustancias que formaban al fósforo, se trasformaron en cenizas y gases. La combustión es, entonces, un fenómeno químico, así como algunas reacciones que se estudian en esta lección. En una reacción química, una o más sustancias son transformadas en una nueva sustancia mediante la ruptura y/o formación de enlaces químicos. En general, una reacción química sucede cuando las moléculas interactúan y provocan un cambio químico. Este cambio químico significa que las moléculas que interactúan ya no están presentes, se han combinado para formar nuevas sustancias. Un ejemplo de reacción química es la formación del óxido de hierro, al reaccionar el oxígeno del aire con el hierro. ¿Y qué dices de una ensalada de frutas? Si cortas varias frutas, como la manzana o el melocotón, y las dejas expuestas, la fruta pronto reacciona con el oxígeno del aire y se oscurece, se oxida.

burbujeo y disolución de sustancias presentes en la tableta. La siguiente actividad te permite realizar una reacción química:

Actividad Centavos que brillan

Materiales a utilizar: Jugo de limón, (el jugo de 4 limones) 4 centavos viejos 1 vaso desechable 3 toallas de papel Procedimiento: 1. Coloca los centavos en un vaso desechable. 2. Echa jugo de limón en el vaso. Asegúrate de que los centavos queden cubiertos por el jugo de limón. 3. Después de 5 minutos, saca los centavos y frótalos con la toalla de papel. ¿Cómo lucen los centavos ahora? 4. ¿Cuál crees que es la reacción química que sucedió? 1

2

3

4

Aquí tienes algunos ejemplos de reacciones químicas, que ya has visto anteriormente: Clavos oxidados: reaccionan el hierro y el acero con el oxígeno de la atmósfera y provocan la oxidación. Baterías: en ellas se produce una reacción química que da lugar a un flujo de electrones (es un ejemplo de reacción electroquímica). En los volcanes hechos en casa, que se presentan en las ferias de ciencias, se combina bicarbonato con vinagre, los cuales reaccionan al ponerse en contacto y liberan un gas, bióxido de carbono, lo que imita la erupción de un volcán. Antiácidos, si echas una tableta de Alka Seltzer en un vaso con agua, hay una reacción química de

112 Ciencias Naturales - Octavo Grado

2


UNIDAD 2 Las reacciones químicas se representan a través de una ecuación, así: Reactivos

Productos

Podríamos decir que una ecuación química es una descripción o representación de lo que ocurre en la reacción. A cada lado de la flecha debe haber la misma cantidad de átomos de cada elemento.

La flecha indica el sentido en el que se da la reacción separando los reactivos de los productos números delaten de las fórmulas son llamados coeficientes estequimétricos y representan el números de moléculas de hidrógeno y oxígeno así como de agua involucradas en la reacción. El subíndice indica el número de átomos que hay en una molécula.

Las sustancias que aparecen a la derecha de la flecha, son los productos.

Las ecuaciones químicas tienen que estar balanceadas para poder relacionar el número de moles (o el de átomos y moléculas) de los reactivos y productos, es decir, que debe encontrarse la misma cantidad de elementos a cada lado de la flecha en la ecuación química.

Como sabes, el H es el símbolo del hidrógeno, O es el símbolo del oxígeno. El hidrógeno puede reaccionar con el oxígeno para producir agua que está formada por dos átomo de hidrógeno y dos de oxígeno, como se ve en el siguiente esquema:

En una reacción puede haber absorción de energía o liberación de energía. Cuando el agua se forma, la reacción entre el hidrógeno y el oxígeno libera energía. Pero si se rompen los enlaces de la molécula de agua, entonces se absorbe energía.

Las sustancias originales se llaman reactivos o reactantes y están a la izquierda de la flecha.

La energía que se le da a una sustancia durante su formación es igual a la energía que se necesita para romperla.

H O

Energía

Ea

H Las letras son los símbolos de los elementos que forman los compuestos que intervienen en la reacción. La siguiente ecuación química representa la reacción del hidrógeno y el oxígeno, para la formación de la molécula de agua. 2H2(g) + O2(g) 2H2O (g) La ecuación anterior representa el número de moléculas de hidrógeno y oxígeno que intervienen en la reacción. Dos moléculas de oxígeno producen dos moléculas de agua. Se trata de moléculas diatómicas pues los componentes son gaseosos.

Productos Reactivos

El gráfico anterior te muestra la energía de activación que es la energía mínima necesaria para que se produzca una reacción química o para producir un choque de átomos o moléculas. Las reacciones químicas tienen que pasar por un estado intermedio, en el que los electrones tienen más energía que antes y después de la reacción. ¿De dónde obtienen esa energía? Del choque de las moléculas y, a veces, de algún agente externo, como un cerillo, la luz solar, un catalizador, entre otros.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 113


UNIDAD 2 Antes se mencionaba que las reacciones químicas ocurren a tu alrededor a cada momento. Por ejemplo, cuando sientes malestar en el estómago a causa de la acidez, tomas un antiácido, generalmente hidróxido de calcio, que neutraliza el ácido de tu estómago, es decir, al ácido clorhídrico.

En tu sistema digestivo, ocurre lo siguiente: Ca(OH)2 + 2HCl

CaCl2 + 2H2O

Hidróxido de calcio + ácido clorhídrico

cloruro de calcio + agua

Sientes alivio en el estómago porque el ácido clorhídrico reacciona con el hidróxido de calcio y se produce cloruro de calcio y agua, que ya no irritan la mucosa estomacal.

¿Qué factores influyen en la velocidad de una reacción? Piensa en lo siguiente: En los centros forenses, enfrían los cadáveres para disminuir su velocidad de descomposición. Las reacciones químicas involucradas en la gestación de un caballo duran aproximadamente 340 días. Tú guardas en el refrigerador la comida que quedó del almuerzo del domingo, para evitar que se arruine y poder disfrutarla en la cena del lunes. Un cerillo se quema en cuestión de un minuto o menos.

114 Ciencias Naturales - Octavo Grado


UNIDAD 2 Los ejemplos anteriores te indican que las reacciones químicas se ven influenciadas por diferentes factores que aceleran o disminuyen su velocidad.

H2 + I2 CH4 + 2O2

CO2 +2H2O

Un modo de explicar el mecanismo mediante el cual las reacciones químicas se realizan es comprendiendo que estos procesos resultan del choque entre las moléculas de los reactivos. Sólo cuando ese choque es lo suficientemente violento se romperán las moléculas y se producirá la reordenación entre los átomos resultantes.

O2 + 2SO2

2SO3

Es importante controlar la velocidad de las reacciones químicas porque, por ejemplo, sería muy útil controlar las reacciones que producen la descomposición de los alimentos, a fin de hacerlas lo más lentas posibles. Por otra parte, sería de gran beneficio acelerar otro tipo de reacciones, como las que intervienen en la producción de granos básicos o cereales. Pero, ¿cuáles son los factores que afectan o influyen en las reacciones químicas? Los principales son: a)

La concentración de los reactivos

b)

La temperatura de los reactivos o del medio

c)

Los catalizadores

Concentración de los reactivos Durante una reacción, las moléculas de los reactivos van desapareciendo mientras se forman los productos. Cada reacción tiene una velocidad característica, que es la rapidez con la que aparecen los productos de esa reacción o, a la inversa, la velocidad con la que desaparecen los reactivos de esa misma reacción para formar los productos. En general, la velocidad de reacción se incrementa cuando también aumentan las concentraciones de los reactivos. Todo el mundo sabe que la cantidad de accidentes en las calles es mayor en las horas pico, debido a la cantidad de vehículos circulando. Por la misma razón, cuanto mayor sea el número de moléculas de los reactivos presentes, más fácilmente podrán chocar y transformarse las moléculas de dichos reactivos. Así se explica el hecho de que al aumentar la concentración de los reactivos, aumente la velocidad de la reacción química.

2HI

2N2O5

4NO2 + O2

+ H²

CH 4 Metano

+

2 O2 Oxígeno

HI

HI

+ CO 2 Bióxido de carbono

2 H 2O Agua

En la reacción H2 + I2 2HI, por cada mol de hidrógeno molecular (H) que se consume, se producen dos moles de yoduro de hidrógeno (HI); como ambos procesos se dan al mismo tiempo, la velocidad de aparición del producto es, en este caso, el doble de la desaparición de cualquiera de los reactivos. En cuanto mayor sea la cantidad de reactivos presentes (concentración), más fácil será la aparición de los productos. En la reacción 2N2O5 4NO2 + O2 la velocidad es directamente proporcional a la concentración del óxido nítrico (N2O5); esto quiere decir que si se duplica la concentración del reactivo, la velocidad de la reacción aumentará al doble y que si la concentración se triplica, la velocidad también se triplicará. Temperatura El incremento de temperatura casi siempre aumenta la velocidad de reacción. Un cambio en la temperatura de los reactivos se traduce en un incremento de la velocidad de sus partículas, de su energía cinética, de los choques eficaces y, en consecuencia, de la velocidad de reacción.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 115


UNIDAD 2 En muchas reacciones, la velocidad se duplica cuando la temperatura aumenta 10 ºC. La rapidez de la mayoría de las reacciones químicas aumenta al ocurrir un incremento de la temperatura, es por ello que los alimentos se descomponen más rápido a temperatura ambiente que en el refrigerador. Catalizadores Los catalizadores son sustancias que hacen variar la velocidad de una reacción química, sin que ellos mismos se consuman en el proceso o se vea afectada su naturaleza química. Las enzimas son catalizadores biológicos. Un ejemplo cotidiano es la ptialina, enzima que se encuentra en la saliva y es esencial para descomponer los carbohidratos a fin de que puedan ser asimilados por el organismo. La enzima, un catalizador, acelera un proceso químico. Una comparación sería cuando tú caminas desde San Salvador hasta Santa Tecla; la reacción, en este caso la caminata, lleva un determinado ritmo, pero si tomas una bicicleta, la reacción-caminata se acelera y termina en menos tiempo. Así trabaja un catalizador.

Unas proteínas llamadas enzimas Todos los procesos del cuerpo humano, desde la digestión hasta la respiración celular, dependen de la ayuda de catalizadores biológicos que se encuentran en el interior de las células. Estos catalizadores son proteínas que se denominan enzimas. Muchos alimentos y bebidas se fabrican con reacciones catalizadas por enzimas. En la producción de pan, vino y cerveza se utilizan levaduras, mientras que el queso y el yogur se producen por la acción de bacterias sobre la leche. Estos microorganismos poseen enzimas que catalizan las reacciones en cada uno de los procesos mencionados.

Una enzima: la catalasa El agua oxigenada o peróxido de hidrógeno se descompone espontáneamente formando agua y oxígeno. Los peróxidos son los productos de oxidación de muchas de las reacciones que ocurren en nuestro cuerpo y son tóxicos. Por lo tanto, deben ser eliminados rápidamente. En el hígado se encuentra una enzima, la catalasa, que acelera la reacción de descomposición del peroxido de hidrógeno, así: H2O2

Catalasa

H2O + O2 (burbujas de gas)

Observa que la reacción produce agua y oxígeno gaeoso.

116 Ciencias Naturales - Octavo Grado


UNIDAD 2

3

Actividad

¿Te gustaría observar a la catalasa en acción? Materiales a utilizar: Dos frascos de boca ancha Agua oxigenada Un reloj Un trocito de hígado de res Agua caliente Dos cucharas Procedimiento: Coloca tres cucharadas de agua oxigenada en uno de los frascos de boca ancha. Coloca el hígado en un recipiente hondo y hazle presión con un objeto sólido hasta formar una pasta. coloca una cucharada de esta pasta dentro del frasco que tiene agua oxigenada. Mide el tiempo que transcurre hasta que dejan de salir burbujas. a) ¿Por qué saldrán burbujas? b) ¿Qué indica el tiempo durante el cual salen burbujas? Para contestar, piensa en la catalasa y en la reacción que tienes al inicio de este experimento. c) Repite la experiencia utilizando Más cantidad de pasta de hígado. Un baño de agua hirviendo, para sumergir el frasco en el que se realiza la reacción. a) Anota todos tus resultados y coméntalos con tu tutor.

Glosario Peróxido Óxido que tiene la mayor cantidad posible de oxígeno. Es un potente desin-

Punto de apoyo La parte de la química que se ocupa del estudio de las reacciones químicas, de su velocidad y de la influencia de los diferentes factores que pueden afectarlas recibe el nombre de cinética química.

Resumen Cambio físico es aquel en el cual no se altera la naturaleza de la sustancia. Mientras que el cambio químico implica transformaciones en la naturaleza de las sustancias. Una ecuación química es la representación simbólica de una reacción química. La energía mínima necesaria para que se produzca una reacción química se llama energía de activación. Una reacción química puede ser afectada en su velocidad por diferentes factores, entre ellos la concentración de los reactivos, la temperatura y la presencia de catalizadores. Todas las reacciones que se realizan en el organismo humano son ayudadas por unos catalizadores conocidos como enzimas. Los catalizadores y las enzimas son proteínas que aceleran las reacciones químicas.

fectante y se usa para matar a las bacterias que se encuentran en las heridas.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 117


UNIDAD 2

Autocomprobación

3

2

Las sustancias que hacen variar la velocidad de una reacción química son: a) productos. b) moles. c) catalizadores. d) átomos.

4

2) c.

3) b.

Una actividad que representa un cambio físico es: a) comer una galleta. b) moldear una plastilina. c) quemar papel. d) la fotosíntesis. Al aumentar la temperatura de una reacción, ¿qué resulta?. a) se hace más lenta. b) se detiene el proceso. c) se separan las partículas. d) se efectúa más rápido.

1) a.

1

Una reacción química se representa por medio de: a) una ecuación química. b) reactivos. c) sustancias químicas. d) productos.

Soluciones

4) d.

LA LUCIÉRNAGA Y SU LUZ Las luciérnagas poseen en su abdomen células que contienen una sustancia llamada luciferina, que se combina con el oxígeno para producir luz. Pero la reacción química es demasiado lenta y produce muy poca luz. La luciérnaga produce también una enzima llamada luciferasa. Una enzima es un catalizador biológico, una sustancia producida por los seres vivos para realizar las actividades químicas del cuerpo. Y con la luciferasa, la producción de luz es mucho más rápida. Las luciérnagas brillan para atraer a su pareja.

118 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Lección 3

Segunda Unidad

Están POR todas partes Motivación

E

n tu casa haces química todos los días. Los remedios caseros son un ejemplo de ello. Cuando te pica una hormiga o una abeja, aplicas un poco de bicarbonato. Si sientes acidez, tomas un poco de leche de magnesia. La razón es que las sustancias que utilizas neutralizan las toxinas o el ácido de tu estómago. En realidad, en todo el planeta se encuentran sustancias químicas que utilizas todos los días para tu beneficio. ¿Qué sustancias químicas utilizas en la vida cotidiana? ¿Cuáles son los usos que tienen esas sustancias químicas? Indicadores de logro:

Diferenciarás y clasificarás con claridad algunos compuestos químicos utilizados en la vida cotidiana en orgánicos e inorgánicos.

Compuestos orgánicos e inorgánicos Las sustancias químicas se agrupan en dos grandes categorías: compuestos orgánicos y compuestos inorgánicos. Los compuestos orgánicos tienen como estructura base al carbono. Los azúcares y las grasas son ejemplos de compuestos orgánicos. Se conocen más de cuatro millones de ellos. Algunos forman parte de los seres vivos, por lo que el carbono es un elemento base para la vida. Además del carbono, los compuestos orgánicos presentan elementos como el hidrógeno (H), el nitrógeno (N), el oxígeno (O), el fósforo (P) y otros. Los compuestos orgánicos se dividen en varios grupos

que poseen características comunes. Estos grupos son los hidrocarburos, los alcoholes, los ácidos orgánicos, los cuerpos grasos, los hidratos de carbono, las proteínas y los alcaloides. ¿Cuáles son las características de los compuestos orgánicos? 1. 2 . 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Son combustibles Poco densos No conducen la electricidad Poco solubles en agua Tienen carbono Casi siempre tienen hidrógeno Forman la materia viva Existen más de 4 millones Pueden ser de origen natural o sintético

Octavo Grado - Ciencias Naturales 119


UNIDAD 2

En la siguiente imagen se representan las estructuras de dos hidrocarburos, el metano (CH4), que tiene un átomo de carbono y 4 átomos de hidrógeno y es el hidrocarburo más simple. También observas la estructura del ciclohexano, formado por 6 átomos de carbono y 12 átomos de hidrógeno, que es un compuesto orgánico que se usa como solvente para lacas y resinas y como removedor de pinturas.

CH2 CH2

CH2

CH2

CH2 CH2 Ciclohexagono

Nos acompañan todos los días Las fuentes principales de compuestos orgánicos son el petróleo, el gas natural, el carbono de piedra, las plantas y los animales.

Los compuestos inorgánicos Los compuestos inorgánicos son todos aquellos compuestos que están formados por distintos elementos, en los que su átomo principal no es el carbono, siendo el agua el más abundante. En los compuestos inorgánicos se podría decir que participan casi la totalidad de elementos conocidos. Se clasifican en cinco familias principales (hidruros, óxidos, hidróxidos, ácidos y sales), con las que estamos en contacto casi todos los días. Ejemplo de compuesto inorgánico es el cloruro de sodio (NaCl), mejor conocido como sal, la misma que le da sabor a tus comidas y que te proporciona sodio (Na), que es muy importante para el correcto funcionamiento de los nervios y los músculos. Otro ejemplo de compuesto inorgánico es el ácido sulfúrico (H2SO4) que cae al suelo en forma de lluvia ácida y destruye, poco a poco, monumentos, envenena H2SO las tierras de4cultivo y causa enfermedades.

El petróleo es fuente de obtención de múltiples productos como la gasolina, el diesel, los aceites y las grasas, además de otros productos que se obtienen por diversos procesos utilizando sus derivados como materia prima, por ejemplo, solventes, pinturas, pegamentos, medicinas, fertilizantes y materias primas para polímeros como el plástico.

O HO

S

OH

O

Principales características de compuestos orgánicos e inorgánicos El siguiente cuadro te permite diferenciar los compuestos orgánicos de los inorgánicos. Ten en cuenta, además, que los compuestos inorgánicos son poco o nada combustibles, a diferencia de los orgánicos que son combustibles. Asimismo, los compuestos inorgánicos tienen puntos de ebullición elevados, mientras que los orgánicos tienen puntos de ebullición bajos; y los compuestos inorgánicos no se descomponen con facilidad, pero los orgánicos sí lo hacen.

120 Ciencias Naturales - Octavo Grado


UNIDAD 2

Elementos que los forman

Volatilidad Solubilidad en agua Densidad Velocidad de reacción a temperatura ambiente Velocidad de reacción a temperatura superior

1

Compuestos orgánicos

Compuestos inorgánicos

Carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), azufre (S), fósforo (P) y elementos halógenos Volátiles Liposolubles Cerca de la unidad, baja Lentas, con rendimiento limitado Desde moderadamente rápidas hasta explosivas

Casi todos los elementos

No volátiles Solubles en agua Mayor que la unidad, alta Rápidas, con alto rendimiento cualitativo Muy rápidas

Actividad

Busca algunos envases o paquetes de algunos artículos utilizados en el hogar, como productos de limpieza, jabones, etc. a) Lee los nombres de los ingredientes y escribe los elementos que puedan estar presentes en dichos compuestos. b) ¿Son compuestos orgánicos o inorgánicos? c) ¿Por qué?

Aquí tienes más comparaciones entre compuestos orgánicos e inorgánicos Compuestos orgánicos

Compuestos inorgánicos

Se forman naturalmente en los vegetales y animales, pero Se forman, en general, por la acción de las fuerzas principalmente en los primeros, mediante la acción de los fisicoquímicas: fusión, sublimación, difusión, electrólisis y rayos ultravioleta durante la fotosíntesis: el bióxido de carbono, reacciones químicas a diversas temperaturas. el oxígeno de la atmósfera, el agua, el amoníaco, los nitratos, La energía solar, el oxígeno, el agua y el silicio han sido los los nitritos y fosfatos absorbidos del suelo se convierten en principales agentes en la formación de estas sustancias. azúcares, alcoholes, ácidos, grasas, proteínas, etc. que luego producen estructuras más complicadas y variadas. Muchos de ellos en la naturaleza en forma de sales, óxidos, etc. La mayoría presentan isómeros (sustancias que tienen la Casi no presentan isómeros. misma forma molecular, pero diferentes propiedades físicas y químicas). Forman cadenas o uniones del carbono consigo mismo y No forman cadenas, excepto algunos silicatos. con otros elementos. El número de estos compuestos es muy grande comparado La cantidad de compuestos inorgánicos es menor que la de con el de los compuestos inorgánicos. los orgánicos.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 121


UNIDAD 2

2

Actividad

Como ves, la variedad de compuestos químicos es inmensa, pero, ¿cómo se distinguen unos de otros? Cada uno de ellos tiene un nombre y una fórmula química, de acuerdo a los elementos que intervienen en su elaboración.

1. Sal

2. Agua

(sazonador)

(beber, lavar)

6. Sosa cáustica (fabricación de jabón)

7. Leche de

5. Hidróxido

de potasio (KOH)

magnesia (antiácido y laxante)

4. Amoníaco

(NH3)

Para que tengas una idea de lo comunes que son muchos de estos compuestos, forma las parejas de las siguientes tarjetas (guíate por el número) y tendrás el nombre común, el nombre del compuesto activo y la fórmula química de varias sustancias inorgánicas que te son muy útiles en la vida cotidiana.

3. Ácido muriático (limpiador de metales)

8. Ácido de batería (limpiador de metales)

3. Ácido

clorhídrico (HCl)

4. Amoníaco

(desinfectante)

1.NaCl

(cloruro de sodio)

6. Hidróxido

de sodio (NaOH)

5. Potasa

cáustica (destapar tuberías)

2. H 2O

7. Hidróxido

de magnesio Mg(OH)2

8. Ácido sulfúrico (H2SO4)

Punto de apoyo Un polímero es una molécula gigante formada por la unión de pequeñas unidades químicas simples llamadas monómeros. También se les llama macromoléculas. Ejemplos de polímeros son las moléculas que forman la lana, el algodón, el hule, las proteínas, los ácidos nucleicos, el almidón, la celulosa, la baquelita, el nailon, el polietileno, entre otros.

122 Ciencias Naturales - Octavo Grado


UNIDAD 2

3

Actividad

Para realizar la siguiente actividad, necesitas el material que se detalla: Un plato transparente con agua del chorro Un plato transparente con agua pura Dos páginas blancas marcadas con letras A y B respectivamente Procedimiento: Coloca el primer plato con el agua del chorro sobre la página blanca marcada con “A”, y el segundo plato con agua pura sobre la página “B”. Pon los dos platos al mismo tiempo en un lugar soleado. Revisa los platos todos los días hasta que el agua se haya evaporado y fíjate en los residuos. a) ¿Hay alguna diferencia? b) Escribe tus conclusiones en el cuaderno de ciencias.

(sin sabor). Se solidifica a la temperatura de cero grados centígrados y a la de cien grados a nivel del mar hierve y se transforma en vapor de agua. Al solidificarse aumenta de volumen y disminuye su densidad, por eso el hielo flota en el agua.

Actividad

4

El yogur por dentro a) Lee la etiqueta que traen los envases del yogur y analiza su composición en cuanto a compuestos orgánicos e inorgánicos. Auxíliate de esta lección y también puedes acudir al siguiente sitio: http://www.biosalud.org/es/uploads/File/articulos/ pdf115.pdf

Ácidos El agua, un compuesto inorgánico, abunda en la naturaleza: en estado sólido, bajo la forma de hielo y de nieve, en estado líquido forma lagos, ríos y mares, y en estado gaseoso existe como vapor de agua en la atmósfera. El agua natural no es pura, contiene otros elementos disueltos, como comprobaste con la actividad anterior. Si se quiere purificar, debe destilarse. Es decir, eliminar los iones de cloro, calcio, magnesio, flúor y otros elementos que tiene el agua en disolución normalmente. El agua destilada contiene solo moléculas de agua. Se usa para preparar medicamentos, especialmente. El agua es un compuesto de oxígeno e hidrógeno en las proporciones siguientes: un volumen, de oxígeno por dos de hidrógeno. Es un líquido incoloro, pero en grandes cantidades toma un color azul verdoso. Es inodora (sin olor) e insípida

Son compuestos que hacen cambiar el papel tornasol azul a un color rosado o rojo al ponerse en contacto con ella. Propiedades de los ácidos: 1.

Tienen sabor ácido, por ejemplo, el ácido cítrico de la naranja.

2.

Cambian el color del papel tornasol azul a rosado o rojo, el anaranjado de metilo de anaranjado a rojo y dejan incolora a la fenolftaleína.

3.

Son corrosivos.

4.

Producen quemaduras en la piel.

5.

Son buenos conductores de la electricidad en disoluciones acuosas.

6.

Forman sales al reaccionar con bases o metales activos.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 123


UNIDAD 2 Ejemplos de ácidos: Cl2 + H2 SO3 + H2O

5

Punto de apoyo

2HCl (ácido clorhídrico) H2SO4 (ácido sulfúrico)

Nunca pruebes ningún ácido o base. Algunos ácidos pueden producir quemaduras muy graves. Incluso es peligroso comprobar al tacto la consistencia jabonosa de algunas bases, también queman.

Actividad

Sales

Busca en la tabla periódica los nombres de los elementos que intervienen en la formación de los ácidos anteriores. Más adelante, encontrarás una forma sencilla de preparar un indicador casero para identificar el carácter básico o ácido de sustancias ocupadas en la vida diaria, utilizando solución o jugo de repollo.

Bases

Son compuestos que resultan de la reacción de un ácido con una base. Propiedades: 1.

Por lo general, son sólidos de sabor salado.

2.

No cambian el color del papel tornasol porque son sales neutras como el cloruro de sodio (NaCl).

3.

En disoluciones acuosas conducen la corriente eléctrica.

Son compuestos que tienen el radical –OH en su estructura química. Ejemplos de bases son:

Ejemplos:

2NaO + 2H2O 2NaOH + H2 Óxido de sodio + agua hidróxido de sodio + hidrógeno

Ácido clorhídrico + hidróxido de sodio

2Li + 2H2O Litio + agua

2LiOH + H2 hidróxido de litio + hidrógeno

Propiedades: 1.

Tienen sabor amargo.

2.

Cambian el papel tornasol de rosado a azul, el anaranjado de metilo de anaranjado a amarillo y la fenolftaleína de incolora a rosada fucsia.

3.

Son jabonosas al tacto.

4.

Son buenas conductoras de electricidad en disoluciones acuosas.

5.

Son corrosivas.

6.

Reaccionan con los ácidos y los óxidos no metálicos para formar sales.

124 Ciencias Naturales - Octavo Grado

HCl

+

NaOH

NaCl + H2O

cloruro de sodio + agua

¿Qué es el pH? Es el valor que determina si una sustancia es ácida, neutra o básica, calculado por el número de iones hidrógeno (H+) presentes. Es medido en una escala desde 0 a 14, en la cual 7 significa que la sustancia es neutra. Los valores de pH por debajo de 7 indican que la sustancia es ácida y valores por encima de 7 expresan que la sustancia es básica. Los indicadores son sustancias que cambian de color según estén en presencia de una sustancia ácida o básica. Son indicadores la fenolftaleína, el anaranjado de metilo, el rojo de metilo, la solución de pétalos de rosa, la solución de repollo morado, etc.


UNIDAD 2

6

Actividad

Determinación del pH Con esta actividad determinarás el carácter ácido de algunas sustancias. Material a utilizar: Un frasco grande con tapadera Repollo morado Colador Papel aluminio Goteros Filtros para cafetera Cuchillo Bolsas plásticas con cerradura Vinagre Detergente con amoníaco Limón Frascos pequeños Tijeras Bicarbonato Agua Procedimiento: a) Preparación de la solución indicadora de pH Corta finamente el repollo morado y coloca los pedacitos en un recipiente grande. Agrega agua caliente y deja reposar por cinco horas. Cuela la solución y guárdala en el frasco con tapadera, ¿qué color tiene? b) Preparación del papel tornasol Pon en un recipiente dos ó tres papeles filtro para cafetera y cúbrelos con la solución de color del repollo. Déjalos reposar por 30 minutos. Extrae los papeles mojados de la solución y déjalos secar sobre papel aluminio durante ocho horas. Cuando estén

c)

secos, corta los papeles filtro coloridos en tiras de 2 por 5 centímetros y guárdalos en la bolsa con cerradura. Recuerda guardar la solución de color tapada y en el refrigerador. Determinación de la acidez de algunas sustancias con el papel tornasol. Rotula los frascos pequeños con los nombres de bicarbonato, vinagre, limón y detergente con amoníaco. Coloca en los frascos respectivos, una pequeña cantidad de cada una de las sustancias. Agrega unas gotas de agua a las que son sólidas y agítalas para hacerlas solubles. Distribuye cinco tiras de papel tornasol sobre papel aluminio y procura dejar espacio entre ellas. Coloca en un papel unas gotas de jugo de limón; en el segundo papel, unas gotas de vinagre; en el tercero, gotas del detergente con amoníaco; en el cuarto, gotas de la solución de bicarbonato. Ahora compara los papeles a los que se les pusieron las sustancias a probar con el que no se le añadió nada, ¿qué observas?

Resumen Los compuestos orgánicos se caracterizan por tener al carbono como elemento base y forman parte de los seres vivos. Los compuestos inorgánicos se encuentran en forma de sales, bases, ácidos, óxidos, entre otros. pH es una cualidad que tiene cada sustancia y que indica si es ácida, básica o neutra. Glosario Fenolftaleína: es un sólido blanco o blanco amarillento, soluble en agua. Se utiliza como indicador de pH que en soluciones ácidas permanece incoloro, pero en presencia de bases se vuelve de color rojo.

Hidrocarburos: son compuestos orgánicos formados por carbono e hidrógeno solamente.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 125


UNIDAD 2

Es un elementos que siempre está presente en los compuestos orgánicos: a) litio. b) oxígeno. c) carbono. d) magnesio.

4

3) a.

3

La fórmula química del cloruro de sodio o sal común es a) NaCl b) KOH c) H2O d) NH3

Los ácidos son compuestos inorgánicos que:

a)

2) c.

2

El azúcar es sacarosa, un producto natural compuesto de carbono, oxígeno e hidrógeno, por lo que es correcto afirmar que el azúcar es un: a) bicompuesto. b) compuesto inorgánico. c) elemento. d) compuesto orgánico.

son jabonosos al tacto. b) son buenos conductores de electricidad. c) se utilizan en medicina. d) tienen sabor dulce.

1) d.

1

Soluciones

Autocomprobación

4) b.

¿HACE CUÁNTO VIVIÓ? Para conocer la edad de restos orgánicos se utiliza una técnica conocida como “datación por carbono 14”. Los vegetales toman constantemente carbono de la atmósfera en forma de bióxido de carbono y lo incorporan a sus tejidos. Los animales lo hacen al comerse los vegetales. El carbono presente en la atmósfera contiene una pequeña parte de carbono radiactivo: el isótopo carbono 14 (C-14). Mientras que el organismo está vivo, la proporción de C-14 es la misma que en la atmósfera. Cuando muere, la cantidad de C-14 disminuye gradualmente con el tiempo. De esta manera, la proporción de carbono 14 en un momento dado permite conocer cuánto hace que dicho organismo ha muerto.

126 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Lección 4

Segunda Unidad

Las células se organizan Motivación

Pablo, un estudiante del programa EDÚCAME, tuvo hace poco una gripe muy fuerte.

El médico de la Unidad de Salud le dijo que solo le recetaría analgésicos porque los causantes de su malestar eran los virus de la gripe, que son inmunes a los antibióticos. Los antibióticos son sustancias químicas que, una vez aceptadas en el interior de una célula, proceden a matarla. Como los virus no son células, este método no funciona con ellos. Por eso no existe una medicamento eficaz contra la gripe y generalmente solo se recetan analgésicos.

Indicador de logro:

Compararás y representarás con creatividad las similitudes y diferencias entre los tejidos animales y vegetales, al mismo tiempo que serás capaz de distinguir las células animales de las vegetales y las diferentes funciones de los tejidos que forman.

Las células son diferentes a los virus. Las células son las unidades básicas de los seres vivos.

Compara las estructuras de un virus de la gripe y de una célula.

Virus de la gripe

Célula Vesículas

Citoplasma Núcleo Cromosoma

Centríolos

Membrana nuclear

Mitocondria Nucleoplasma Sistema de Golgi Ribosomas

Retículo endoplasmático rugoso

Octavo Grado - Ciencias Naturales 127


UNIDAD 2 Los minerales no tienen vida: no disponen de órganos para nutrirse, crecer o reproducirse. Por eso son cuerpos inanimados o inorgánicos. Las plantas o vegetales son seres vivos, con órganos especiales: nacen, crecen, se nutren, se reproducen y mueren; pero están desprovistos de movimiento voluntario. Los animales son, como los vegetales, seres orgánicos que nacen, crecen, se nutren, se reproducen y mueren; tienen además la facultad de sentir y moverse voluntariamente. Pero tanto vegetales como animales están formados por células.

Todo ser vivo, planta o animal, está formado de estructuras pequeñísimas llamadas células. Estas tienen diferentes formas según el tejido u órgano del organismo

Células de epidermis

128 Ciencias Naturales - Octavo Grado

¿En qué se parecen todos los seres vivos? Hay cuatro características principales que son comunes a todos los seres vivos: la organización, la reproducción, el desarrollo o crecimiento y la relación con el medio. Todo ser vivo, animal o planta está compuesto de varias partes llamadas órganos, que realizan las diferentes funciones para mantener vivo al organismo; por ejemplo, las hojas en los vegetales, el corazón en los animales, etc. De la misma manera, los seres vivos están en contacto con todo lo que les rodea y reaccionan según los estímulos que les llegan del exterior.

al que pertenecen; así por ejemplo, en un animal las células de la piel son iguales entre sí, pero distintas de las células de los músculos o de los nervios:

Células musculares

Células nerviosas


UNIDAD 2 Toda célula posee la capacidad de realizar tres funciones vitales: nutrición, relación y reproducción. Las células se clasifican en dos grupos según el lugar donde presentan el material genético: 1.

Procarióticas: son aquellas en las cuales el material genético se encuentra disperso en el citoplasma de la célula y no tienen un núcleo definido.

2.

Eucarióticas: aquellas en las cuales la información genética se encuentra encerrada dentro del núcleo de la célula. Célula procariótica Célula eucariótica

Diferencias entre células animales y vegetales La célula vegetal contiene cloroplastos, que son organelos capaces de sintetizar azúcares a partir de bióxido de carbono, agua y luz solar (fotosíntesis), lo cual los hace autótrofos, es decir, que producen su propio alimento, y la célula animal no los tiene, por lo tanto no puede realizar la fotosíntesis. Comparación de célula animal y célula vegetal

Célula animal

Célula vegetal

No tiene pared celular, solo membrana citoplasmática. Cuenta con varias vacuolas pequeñas.

Presenta una pared rígida que está formada por celulosa. Tiene una vacuola única, llena de líquido, que ocupa gran parte de la célula. Presenta cloroplastos llenos de clorofila. Con frecuencia se observan en ella granos de almidón. Su forma es regular, rígida. Realiza la fotosíntesis.

No tiene cloroplastos. Carece de granos de almidón. De forma irregular, generalmente. No realiza la fotosíntesis.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 129


UNIDAD 2

Una aglomeración de células Se le llama tejido a un conjunto organizado de células de igual forma que están especializadas para realizar una misma función. Órgano: es el conjunto de varios tejidos, arreglados de tal modo que realizan siempre el mismo trabajo. Ejemplos de órganos son la lengua, el estómago, los pulmones y el hígado, entre otros. La reunión de varios órganos que trabajan para un mismo fin se llama sistema. El sistema respiratorio está formado por las fosas nasales, la tráquea, los bronquios, los pulmones y la laringe, entre otros. Las células que forman un organismo son muy diversas en forma y función. Por ejemplo en los animales existen diferentes tejidos, los cuales cumplen una función específica y se clasifican en los siguientes tipos fundamentales: Epiteliales, conectivos o conjuntivos, musculares, nerviosos y sanguíneos.

1

Tejido epitelial

¿Cómo reconocer un tejido epitelial?

El tejido epitelial está formado por varias capas de células unidas entre sí que recubren todas las superficies libres del organismo, así como cavidades, órganos huecos, conductos del cuerpo y la piel. No poseen vasos sanguíneos, por lo que no tiene irrigación sanguínea propia. Sus células están en constante regeneración. Realizan diferentes e importantes funciones tales como: protección de lesiones, secreción, excreción, absorción, transporte, sensorial entre otros. Algunas de esas funciones son posibles gracias a la presencia de células especiales en sus superficies libres o apicales, como cilios, flagelos y microvellosidades.

Actividad

¡A investigar! a) Con la información de esta lección y con la información gráfica que puedas obtener , realiza una presentación a tus compañeras y compañeros de lo que sabes acerca de las células animal y vegetal. Intenta describirles la importancia de la función de cada organelo celular.

Tejido epitelial Está formado por células estrechamente unidas que tapizan las superficies corporales, tanto internas como externas, por ejemplo, la piel, el intestino y diversos conductos y que, además, forman glándulas, como las salivales y el hígado. En la imagen puedes apreciar el tejido epitelial cilíndrico pseudoestratificado.

Un mismo tejido y diferentes nombres: El tejido epitelial recibe distintos nombres según donde se localice. Por ejemplo, en la piel recibe el nombre de epidermis; cuando recubre cavidades internas como la cavidad del corazón, los pulmones o el abdomen se llama mesotelio y el tejido que forma la superficie interna de los vasos sanguíneos y linfáticos es el endotelio. ¡Otro trabajo para los epitelios! Algunos epitelios organizan sus células para formar estructuras especializadas como el pelo, las uñas o las plumas de las aves.

130 Ciencias Naturales - Octavo Grado


UNIDAD 2

Tejidos conectivos o conjuntivos Se caracterizan, en su forma, por presentar diversos tipos de células separadas por una abundante matriz extracelular (entre las células), sintetizada por ellas. Esta matriz está representada por una parte con estructura microscópica definida, las fibras del tejido conectivo, y por la sustancia fundamental amorfa, llamada así porque no presenta una estructura visible al microscopio óptico. Una pequeña cantidad de líquido, el plasma intersticial, baña las células, las fibras y la sustancia extracelular amorfa. El tejido conectivo o conjuntivo posee tres componentes fundamentales: Células Fibras Sustancia intercelular amorfa ¿Cuál es el trabajo de este tejido? Las funciones del tejido conectivo se deben básicamente a sus propiedades mecánicas, entre ellas: Sostén Protección física e inmunológica Medio de intercambio de desechos metabólicos, nutrientes y oxígeno Almacenamiento de grasa, agua, sodio y otros electrolitos Reparación Tipos de tejidos conectivos: Conectivo laxo y denso Conectivo elástico Conectivo mucoso

Los tejidos adiposo, cartilaginoso y óseo también son tejidos conectivos especializados.

Tejido muscular Está formado por células que permiten el movimiento de los animales gracias a su propiedad de contraerse. Las células son de forma alargada y se les da el nombre de fibras musculares que, de acuerdo a su estructura, se dividen en estriadas y lisas. Los tres tipos de tejido muscular son cardíaco, liso y esquelético. Las células del músculo cardíaco están localizadas en las paredes del corazón. Son pequeñas, tienen apariencia alargada, con movimiento involuntario. Las fibras de músculo liso se localizan en las paredes de los órganos viscerales huecos, como el intestino, los bronquios, tráquea y vejiga, excepto el corazón. Tienen apariencia estriada y movimiento involuntario. Las fibras del músculo esquelético tienen estrías transversales, se presentan en músculos que están unidos al esqueleto, y se mueven a voluntad.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 131


UNIDAD 2 Las características principales del tejido muscular son: Excitabilidad, que es la propiedad de recibir estímulos. Contractilidad, que corresponde a un cambio de forma, seguido de una serie de reacciones químicas donde se absorben ciertos elementos necesarios y se eliminan los productos de desecho.

Un cuerpo celular que contiene el núcleo. Un axón que retransmite estímulos a otras células. Las señales se transmiten de neurona a neurona a través de uniones que se denominan sinapsis. Muchas neuronas tienen una envoltura llamada vaina de mielina, que a su vez está rodeada de la vaina de Schwan o neurilema.

Extensibilidad, se refiere a la propiedad de alargarse. Elasticidad, es la cualidad del músculo para regresar a su forma inicial

Tejido nervioso Está constituido por células especializadas en procesar información. La reciben del medio interno o externo, la integran y producen una respuesta que envían a otras células.

Hay varios tipos de neuronas:

El tejido nervioso está disperso en el organismo, formando una red de comunicaciones que constituye el sistema nervioso.

1.

Sensoriales o aferentes. Se encuentran en los ojos, la piel, el oído, el olfato; estas perciben los estímulos del medio ambiente (luz, sonido, calor, entre otros).

Las funciones del sistema nervioso son:

2.

Motoras o eferentes. Llevan las respuestas elaboradas en el sistema nervioso central hasta los músculos o glándulas.

3.

De asociación. Establecen la conexión entre las neuronas sensoriales y las motoras y se encuentran dentro de la médula espinal y el encéfalo.

Detectar, transmitir, analizar y utilizar las informaciones generadas por los estímulos sensoriales (luz, calor, energía mecánica y modificaciones químicas del ambiente externo e interno). Organizar y coordinar el funcionamiento de casi todas las funciones del organismo. Estas se realizan mediante la función que desempeña el tejido nervioso, es decir, la transmisión del impulso nervioso. ¿Cómo está formado? El tejido nervioso está formado por dos componentes principales: a) las neuronas, células que presentan largas prolongaciones y b) varios tipos de células de neuroglia, que además de servir de sostén a las neuronas participan en la actividad nerviosa, en la nutrición de las neuronas y en la defensa del tejido nervioso. Las neuronas son células altamente especializadas. Están formadas por: Dendritas, estas son las que reciben los estímulos.

132 Ciencias Naturales - Octavo Grado

La sinapsis Es el punto de enlace entre dos neuronas y constituye el lenguaje básico del sistema nervioso. El axón de una neurona se ramifica en pequeños hilos que llegan a estar en contacto con las dendritas de otras neuronas. El axón y la dendrita nunca se tocan, pero se transmiten los impulsos nerviosos por medio de sustancias que se llaman neurotransmisores. Esa comunicación es la sinapsis.


UNIDAD 2 Tejido sanguíneo Es el que está compuesto por los glóbulos rojos, los glóbulos blancos y las plaquetas. Estas células se encuentran suspendidas en una sustancia llamada plasma sanguíneo. Sus funciones son las de transporte de sustancias, y defensa del organismo. Participan en la reparación del organismo.

Tejido óseo Se caracteriza por presentar células muy unidas y con poca materia intercelular. Las células del tejido óseo son las que forman los huesos, por lo que se encuentran distribuidas en el esqueleto animal. El tejido óseo sostiene al resto del organismo, le da forma, protege los órganos internos y coopera en la locomoción. Los tejidos sanguíneo y óseo se consideran como tejido conectivo.

2 a)

Actividad Elabora un afiche que sirva para exponer ante la clase los distintos tejidos humanos, su estructura y función.

Resumen La célula es la unidad básica estructural y funcional de todos los seres vivos. Las diferencias fundamentales entre la célula vegetal y animal son: la célula vegetal presenta cloroplastos con clorofila, una pared celular rígida y una sola vacuola; la célula animal no tiene cloroplastos, no posee membrana y cuenta con varias vacuolas. Un tejido es un conjunto de células especializadas para realizar una determinada función. El conjunto de varios tejidos para realizar el mismo trabajo forma los órganos. Los tejidos más importantes de los animales son: epitelial, conectivo o conjuntivo, muscular, nervioso, sanguíneo y óseo.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 133


UNIDAD 2

Autocomprobación

¿Cómo se llama esta célula?

Dendrita

Cuerpo celular

Axón

¿Qué estructuras son las encargadas de formar los tejidos? a) Los virus b) Las células c) Los órganos d) Los glóbulos blancos

Núcleo celular

a) Neurona

b) Glóbulo rojo

c) Glóbulo blanco

d) Estriada

2) b.

3

1) c.

2

La pared celular, estructura que otorga rigidez, es propia de la célula: a) Animal b) Muscular c) Vegetal d) Sanguínea

Soluciones

1

3) a.

UN REGALO DE VIDA La sangre es un tejido formado por los glóbulos rojos, las plaquetas y un líquido llamado plasma que contiene proteínas y otra serie de componentes. Una transfusión de sangre es la administración de sangre o de sus componentes directamente en el torrente circulatorio. Se calcula que más de un 60% de la población necesitará sangre o alguno de sus componentes alguna vez en la vida. También se calcula que solo dona sangre un pocentaje mínimo de las personas que pueden hacerlo. Por eso casi siempre falta sangre en los bancos de sangre de la Cruz Roja y de los hospitales. Recuerda que donar sangre no tiene riesgos, apenas duele y, lo más importante, donar este tejido puede salvar vidas.

134 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Lección 5

Segunda Unidad

TEJIDOS VEGETALES Motivación

E

¿ n qué se parecen estos animales al pasto que comen? ¿Qué aspectos hacen diferentes a la grama de los mamíferos que la están consumiendo? ¿Puedes mencionar dos diferencias al menos? En la lección anterior aprendiste que hay muchos aspectos comunes entre vegetales y animales y también hay varias características que permiten distinguirlos. En las páginas siguientes encontrarás otras más.

Indicadores de logro:

Identificarás los tejidos que forman a los vegetales, lo que te permitirá diferenciarlos y representarlos con creatividad.

Explicarás con facilidad, qué es el xilema y qué es el floema al referirte al tipo de sustancias que esos tejidos conducen.

Al examinar este maquilishuat, puedes ver que algunos de sus órganos sirven para la nutrición del árbol, otros para la reproducción y otros de sostén. Todos esos órganos están constituidos por células, con las cuales se forman los diferentes tejidos que conforman un vegetal. ¿Recuerdas cuál es la principal diferencia entre las células animales y las vegetales? Como en los animales, las células de los vegetales constan de núcleo, citoplasma y membrana celular, pero ésta tiene generalmente otra envoltura más resistente, formada por una sustancia llamada celulosa que forma una especie de pared.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 135


UNIDAD 2 La pared celular es una de las características más importantes que distinguen a la célula vegetal de la célula animal. Esta especie de muralla es la que le da la forma a la célula y la textura a cada tejido, proporcionando de esta manera, protección y sostén a la planta. Entre las sustancias que se incrustan en la pared se encuentra la lignina, la cual le proporciona rigidez. Los diferentes tipos de células vegetales pueden distinguirse por la forma, espesor y constitución de la pared, como también por el contenido de la célula, que puede ser almidón, azúcares, etc. cloroplasto mitocondrias pared celular

microtúbulos retículo endoplasmático vacuola

ribosomas sistema de Golgi membrana

núcleo

Pared celular

Le da forma a la célula, la cubre a manera de exoesqueleto, le da la textura a cada tejido, siendo el componente que le otorga protección y sostén a la planta. Su principal componente estructural es la celulosa, entre un 20-40% de su materia. La celulosa es el compuesto orgánico más abundante en la tierra. Está formada por miles de moléculas de glucosa, dispuestas de manera lineal. La manera de unirse de las moléculas de glucosa es lo que hace que solo algunas bacterias y hongos puedan degradar a la celulosa, ya que tienen las enzimas necesarias. Aquí tienes un fragmento de la molécula de celulosa CH OH

²

H O

H OH H

O H OH

OH

H

O

H

OH H

H

O

CH OH

²

H

CH OH

²

H

H O

H

O

OH

H

H

OH

O H

OH

H

OH

H

H O

H

O

CH OH

²

Otras estructuras u organelos característicos de la célula vegetal son: Los cloroplastos Son orgánulos rodeados por dos membranas, atrapan la energía derivada de la luz solar y la convierten en energía química por medio de la fotosíntesis. Esta energía es utilizada luego para elaborar azúcares a partir del bióxido de carbono atmosférico.

136 Ciencias Naturales - Octavo Grado


UNIDAD 2 La vacuola Esa gran vacuola central que observas en la célula vegetal es exclusiva de los vegetales. Sirve como depósito de agua y de varias sustancias químicas, tanto de desecho como de almacenamiento. La presión que ejerce el agua contenida en la vacuola se llama presión de turgencia y ayuda a mantener la rigidez de la célula. Si se pierde agua en la célula, estamos en presencia de lo que se denomina plasmólisis. Otras partes de la célula vegetal son: Las mitocondrias Son organelos en los cuales ocurre la respiración celular. Durante este proceso, se libera la energía contenida en su estructura. Los carbohidratos que utilizan las mitocondrias provienen de la fotosíntesis de la planta (en los animales, de los alimentos que ingieren). Los ribosomas Pequeñas estructuras distribuidas por el citoplasma, pero también concentradas en lugares como el retículo endoplasmático. En los ribosomas ocurre uno de los pasos más importantes como en la fabricación de proteínas al interior de la célula. El retículo endoplasmático Es una red de membranas que forman sacos y tubos aplanados. Hay de dos tipos: a)

Retículo endoplasmático liso

Carece de ribosomas y está formado por tubos y vesículas.

b)

Retículo endoplasmático rugoso

Presenta ribosomas unidos a su membrana. En él se realiza la síntesis de las proteínas. El sistema de Golgi También te lo pueden presentar como complejo o

cuerpo de Golgi. Se encarga de la distribución y el envío de los productos químicos de la célula. Modifica proteínas y lípidos que han sido sintetizados en el retículo endoplasmático y los prepara para expulsarlos de la célula. El núcleo Es el centro de control de la célula, pero no es independiente, ya que debe obtener sus proteínas del citoplasma. El núcleo contiene la mayor cantidad de ADN (ácido desoxirribonucleico, que es donde se encuentra la información genética). Está rodeado de una envoltura compuesta de dos membranas que permiten la comunicación del interior del núcleo con el citoplasma celular. El núcleo ejerce su control sobre las funciones celulares por medio del ARNm (ácido ribonucleico mensajero). En el núcleo se almacenan y replican los cromosomas, los cuales contienen los genes. Cuando un grupo de células similares se organiza y realiza una misma función, crean un tejido. El cuerpo de los vegetales está constituido por dos tipos de tejidos: los tejidos embrionales o meristemas y los tejidos adultos. Después del crecimiento del embrión en la semilla, la formación de nuevas células queda casi por completo a cargo de los meristemas, un tipo de tejido cuyas células se dividen continuamente. Las células que crean estos tejidos meristemáticos sufren un proceso de cambio y especialización hasta transformarse en diferentes tipos de células, de acuerdo a las necesidades del vegetal en el que se encuentran. Así se originan los diversos tipos vegetales que te presentamos a continuación:

Meristemos Parénquima Esclerénquima Colénquima Xilema Floema

Octavo Grado - Ciencias Naturales 137


UNIDAD 2 Tejidos meristemáticos Constituyen la región del vegetal donde ocurre la mitosis, un tipo de división celular, por medio de la cual de una célula se forman dos células hijas con las mismas características de la original. Las células de este tejido tienen paredes delgadas, citoplasma denso y núcleo grande. Puedes encontrar tejidos meristemáticos en los extremos de las raíces y tallos, conocidos como meristemos apicales, responsables del crecimiento primario de la planta. Los meristemas laterales o secundarios aparecen después, cuando la planta ha completado el crecimiento primario en longitud y desarrolla el crecimiento secundario (grosor). El cámbium y el felógeno son los dos meristemas secundarios. Se observan a todo lo largo de la planta. Cuando el vegetal ya está formado, el tejido meristemático solo se encuentra en determinados sitios del vegetal llamados zonas de crecimiento. Por ejemplo, las yemas de los tallos y en ciertos lugares de la raíz.

Tejido parenquimático Es uno de los tejidos principales de la planta, formado por células vivas, de paredes finas, que conservan la capacidad de dividirse, realizar la fotosíntesis, respirar y almacenar sustancias de reserva. El parénquima constituye la mayor parte de la planta. Lo encuentras en los frutos, en las hojas, en las semillas y en el sistema vascular. Puede estar como relleno entre otros tejidos y en las plantas acuáticas permite la retención de grandes cantidades de aire. Tipos de parénquima 1.

Parénquima clorofílico

Está debajo de la epidermis y realiza la fijación del carbono mediante la fotosíntesis. Sus células tienen muchos cloroplastos y está muy desarrollado en las hojas, donde aparece en dos formas: Parénquima en empalizada, que se caracteriza por la forma alargada de sus células, dispuestas en columnas. Parénquima lagunar, con células redondeadas con abundantes espacios intercelulares.

138 Ciencias Naturales - Octavo Grado

2.

Parénquima de reserva

Sus células almacenan productos en su vacuola. El más común es el almidón. Abunda en los tubérculos y rizomas.


UNIDAD 2 3.

Parénquima aerífero

Entre sus células hay espacios intercelulares por donde se conducen el aire y los gases en los tejidos interiores de las plantas.

4.

Parénquima acuífero

Sus células son grandes, sin cloroplastos y acumulan agua. Son comunes en plantas de climas secos. Esquema de células del colénquima

Esclerénquima Las células del esclerénquima se caracterizan por tener paredes engrosadas que, al igual que las del colénquima, sirven de soporte a la planta. Son células muertas cuando maduran, incapaces de dividirse. El esclerénquima es el tejido de sostén de los órganos adultos. Las células del esclerénquima se dividen en dos grupos: esclereidas y fibras. Muchas veces las esclereidas mueren al madurar, aunque en ocasiones presentan un citoplasma vivo, como en las semillas de las leguminosas, tales como el frijol. Se encuentran en la corteza de tallos y raíces, en hojas, frutos y cubiertas de semillas. Las fibras tienen forma alargada y puntiaguda. La longitud de las fibras va desde un milímetro hasta más de medio metro. Están presentes en todos los órganos de la planta.

Colénquima Constituyen el tejido de sostén de plantas jóvenes y herbáceas. Son células vivas en la madurez, que poseen paredes más ensanchadas en algunas zonas y tienen cloroplastos. El colénquima puede doblarse y actúa como tejido de sostén en las partes nuevas de las plantas que están en crecimiento activo. Hay varios tipos de colénquima. Se encuentran debajo de la epidermis en tallos y hojas. Debido a las características de su pared celular, las células del colénquima presentan una notable oposición al aplastamiento, lo que asegura una buena resistencia.

El tejido vascular está compuesto por dos tejidos conductores: el xilema y el floema, que transportan nutrientes, agua, hormonas y minerales dentro de la planta.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 139


UNIDAD 2 Xilema Es un tejido complejo formado por varios tipos de células. Su trabajo es conducir el agua y los minerales desde la raíz hasta las hojas. Tienen paredes gruesas llenas con lignina. La lignina es una sustancia que aparece en los tejidos leñosos de los vegetales y que le proporciona rigidez a la pared celular. Constituye el 25% de la madera. El xilema forma madera en ciclos anuales de crecimiento para dar lugar a los anillos visibles en el corte transversal del tronco. Floema Estas células conducen alimento desde las hojas al resto de la planta. Son células vivas que están ubicadas por fuera del xilema y se mantienen vivas al madurar. Varios tipos celulares forman el floema. Ellos son: los elementos de los tubos cribosos con sus células anexas, las células cribosas, las fibras y las células parenquimáticas. Los elementos de los tubos cribosos son las células más características del floema. En su madurez pierden el núcleo, aunque conservan el citoplasma. Parece que las células anexas mantienen vivo ese citoplasma y le permiten cumplir su función conductora. Las células cribosas se llaman así por los grupos de poros que tienen en las paredes. Las células parenquimáticas arropan a las células conductoras. El floema siempre está asociado al xilema. Respuesta sistemática a patógenos

Floración

Fotoperíodo y otras señales inductivas FLOEMA

XILEMA

Ataque por un patógeno

140 Ciencias Naturales - Octavo Grado

Actividad

1

Acabas de leer que los vegetales pueden transportar líquidos y sustancias químicas desde la raíz. ¿Quieres probar esta afirmación? Materiales a utilizar: Cuatro vasos desechables transparentes Color vegetal rojo Dos goteros Azúcar blanca Cuatro ramas de apio con hojas Agua Navaja Papel y cinta para etiquetar Lupa Procedimiento: 1. Lava 2 ramas de apio con hojas y déjalas al aire unas 12 horas. 2. Corta un pedacito de la parte inferior de las 2 ramas de apio; fíjate que estén flácidas. 3. Coloca agua en dos vasos desechables hasta una tercera parte. 4. Agrega un poco de azúcar blanca a uno de los vasos y agita hasta disolver. 5. Etiqueta los vasos y pon una rama de apio en cada uno.


UNIDAD 2

6. 7.

8.

9. 10.

Déjalas por dos días y oprímelas para saber si siguen flácidas. Corta una rodaja de la parte superior de cada rama donde no haya hojas, y pruébalas. ¿Cuáles son tus conclusiones? Coloca dos gotas de colorante rojo en dos vasos desechables y agrega agua hasta una tercera parte de cada vaso. Corta la parte inferior de las otras dos ramas de apio. Deja en una de las ramas las hojas y en la otra, quítalas todas.

1

2

11.

Pon cada una de las ramas en los respectivos vasos con colorante. 12. Deja por tres días, pero observa cada 12 horas. 13. Luego corta rodajas delgadas de la parte superior de cada rama y observa los cortes con la ayuda de una lupa. Si prefieres, puedes usar claveles blancos y aceite en lugar de agua azucarada. ¿Cuáles son tus conclusiones?

4

3

Resumen Tejido vegetal

Función

Meristemos Parénquima

Crecimiento por división celular. Se encarga de procesos del metabolismo: fotosíntesis, respiración, almacenamiento. Sostén en órganos de crecimiento. Sostén de órganos adultos. Transporte de agua y sales minerales. Transporte de productos elaborados en la fotosíntesis.

Colénquima Esclerénquima Xilema Floema

Ácido desoxirribonucleico (ADN): ácido nucleico de doble cadena, compuesto de adenina, guanina, citosina, timina, desoxirribosa y fosfato. Es esencial en la transmisión de la herencia genética. Ácido ribonucleico (ARN): ácido nucleico de una sola cadena, compuesto de adenina, guanina, citosina, uracilo, ribosa y fosfato. Cromosoma: filamento microscópico dentro del núcleo, que tiene el ADN

responsable de la herencia. Contiene las unidades hereditarias o genes. Rizoma: tallo horizontal que crece a lo largo por debajo de la superficie, puede intervenir en la reproducción vegetativa de la planta. Tubérculo: tallo subterráneo engrosado que sirve para almacenar sustancias de reserva, como la papa.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 141


UNIDAD 2

El tejido que transporta las sustancias nutritivas a toda la planta, formado en parte por células cribosas, recibe el nombre de: a) esclerénquima. b) parénquima. c) floema. d) xilema.

4

3) a.

3

El tejido vegetal especializado en realizar la fotosíntesis se llama: a) parénquima. b) xilema. c) floema. d) esclerénquima.

La estructura de la célula vegetal, compuesta por celulosa, y encargada de protegerla, darle forma, sostén y textura es:

a)

2) c.

2

Los tejidos vegetales que transportan el agua y los minerales a las células de la planta reciben el nombre de: a) parénquima. b) xilema. c) floema. d) esclerénquima.

el cloroplasto. b) la mitocondria. c) la membrana celular. d) la pared celular.

1) b.

1

Soluciones

Autocomprobación

4) d.

UNA FARMACIA VEGETAL Actualmente el 60% de los medicamentos disponibles en el mercado proceden del mundo vegetal. La Organización Mundial de la Salud (OMS) sostiene que el uso de las plantas medicinales está alcanzando una importancia creciente en la atención de la salud de los individuos. Una planta medicinal es toda especie vegetal en la que todo o una parte de ella tiene actividad farmacológica en su estado natural o en forma de una preparación. En conclusión, el reino vegetal es una fuente inagotable de principios activos medicinales que hay que investigar.

142 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Solucionario Lección 1 Busca en la tabla periódica de los elementos los símbolos, los números atómicos y los pesos atómicos de los siguientes elementos: calcio, hierro, potasio, cobre, plata, aluminio y oro.

Actividad 2

Nombre

Símbolo

Número atómico

Peso atómico

Aluminio Potasio Calcio Hierro Cobre Plata Oro

Al K Ca Fe Cu Ag Au

13 19 20 26 29 47 79

27 39 40 55.8 63.5 107.8 196.9

Actividad 3

Calcular la masa molecular del óxido de aluminio, cuya fórmula es Al2O3, es decir, 2 átomos de aluminio y 3 átomos de oxígeno. Al = 27 × 2 = 54 O = 16 × 3 = 48 102 g/mol

Lección 2: Actividad 2 Centavos que brillan

¿Qué sucedió? Cada centavo está hecho, en parte, de cobre brillante. Pero después de un tiempo, el cobre pierde su brillo. ¿Por qué? Porque el cobre se mezcla con el oxígeno del aire y produce una cubierta llamada óxido. Cuando el centavo está en contacto con en el jugo de limón, el ácido presente en el limón remueve químicamente el óxido y tú tienes centavos brillantes de nuevo. Repite la experiencia con vinagre, soda o bicarbonato en lugar de jugo de limón y compara resultados.

Lección 3 Actividad 6 Determinación del pH

Cuando diluiste las sustancias en agua, se formaron iones hidrógeno (H+), los cuales pueden ser medidos y así pudiste determinar el carácter ácido de estas sustancias. Puedes repetir el experimento con jugo de naranja, blanqueador, vitamina C, champú, detergente, jugos enlatados, saliva, orina, lágrimas y otros que tú quieras. Para conocer el pH de una solución se utiliza un indicador ácido-base. Un indicador de pH es una sustancia colorida que cambia de color según su forma ácida o básica.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 143


Solucionario

Al colocar papel absorbente en una solución indicadora de pH se obtiene el papel tornasol. Algunos indicadores de pH son de origen natural. Los vegetales, como el repollo morado, producen pigmentos que pueden ser indicadores de pH. El repollo morado contiene un pigmento muy fácil de extraer y utilizar como indicador de pH. Los colores producidos por el indicador del repollo morado en presencia de ácidos o de bases son bastante llamativos y exactos para indicar pH. En la tabla siguiente encuentras el valor del pH para algunas sustancias comunes.

Sustancia

pH

Sustancia

pH

Jugos gástricos Limón Vinagre Naranja Tomate Lluvia ácida Orina humana Leche de vaca

2,0 2,3 2,9 3,5 4,2 5,6 6,0 6,4

Agua Saliva (al comer) Sangre humana Huevo fresco Disolución de bicarbonato Crema dental Leche de magnesia Amoníaco casero

7,0 7,2 7,4 7,8 8,4 9,9 10,5 11,5

Lección 5 Actividad 1

Actividad sobre el transporte de sustancias en los vegetales Del experimento se puede concluir que: 1. Las plantas transportan sustancias solubles en agua. 2. El transporte de estas sustancias en las plantas necesita de las hojas. 3. En los vegetales, el transporte de sustancias es un proceso que va de la raíz a las hojas. 4. El transporte vegetal ocurre por medio de los vasos del xilema y del floema.

144 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Proyecto Elaboración de yogur casero de vainilla A lo largo de la unidad, varias actividades han incluido al yogur, por lo que ya conoces muchos datos sobre este alimento. Ahora solo te falta prepararlo. Te sugerimos que revises las actividades anteriores y luego disfrutes del yogur.

Procedimiento de elaboración:

Hierve la leche de vaca para que se pasteurice, es decir, para quitar bacterias, durante aproximadamente una hora.

Deja enfriar la leche hasta los 45ºC. Entonces agrega 2 cucharadas soperas de yogur natural por litro y 60 gramos de leche en polvo, también por litro de leche y bate durante 12 minutos.

Tapa la olla, mantén la temperatura de la leche entre 38ºC a 45ºC, de 3 a 5 horas; para esto cubre la olla con las sábanas, o también puedes utilizar el termo.

Una vez que la leche cuaje, llévala a la licuadora, agrega la esencia de vainilla (1 cucharadita por litro) y el azúcar (150 gramos por litro).

Deposita la mezcla en los recipientes para yogur y refrigera por 3 a 5 horas.

Propósito Es necesario que conozcas los alimentos que te proporcionan una buena nutrición, tanto a ti como a tu familia. El yogur es un alimento rico en nutrientes y muy recomendable en tu dieta alimentaria. Centro teórico El yogur es un derivado de la leche que se obtiene al añadir a la leche hervida, los fermentos Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus thermophilos que degradan a la lactosa (el azúcar de la leche) y la transforman en ácido láctico. El yogur contiene gran cantidad de biomoléculas (proteínas, grasas, carbohidratos, vitaminas y minerales). Desarrollo Materiales: a utilizar Una olla de metal o barro Una cuchara sopera

Una cucharita

Un embudo

Termo

Sábanas o trapos grandes y limpios Licuadora

Nota: El tiempo para que la leche cuaje dependerá de su temperatura, pues a menor temperatura (menos de 45ºC) utilizarás más tiempo. Nunca debe pasarse de los 45ºC, ya que ésta es la temperatura en la cual trabajan las bacterias que elaboran el yogur. Al final de la unidad puedes preparar yogur para todos y, poco a poco, variar los sabores y producir nuevas variedades para mejorar tu alimentación.

Termómetro

Recipientes para yogur Ingredientes:

Leche pura de vaca

Yogur natural (2 cucharadas por litro de leche)

Leche en polvo (60 gramos por litro de leche)

Azúcar (150 gramos por litro)

Esencia de vainilla (1 cucharadita por litro)

Es necesario que limpies y desinfectes los materiales antes de usarlos (el alcohol te sirve).

Octavo Grado - Ciencias Naturales 145


Recursos Fahn A: Anatom铆a Vegetal, Editorial H Blume, primera edici贸n. Buenos Aires. 1974. Levine, Shar.: Ciencia con todo. Editorial Albatros, Buenos Aires, 1997. Tejidos vegetales http://www.slideshare.net/geopaloma/tejidos-vegetales-presentation

146 Ciencias Naturales - Octavo Grado


CIENCIAS NATURALES Unidad 3

Funciones vitales de los seres vivos

Objetivos de la unidad Investigarรกs y representarรกs los tipos de tejidos y funciones vitales de los seres vivos, observando y explicando su estructura y funcionamiento para protegerlos y cuidarlos.


Las funciones vitales de los seres vivos

Vegetales

son

Animales

Raíz, tallo, tropismos

Sostén y locomoción

Sistema músculoesquelético

Hoja (fotosíntesis)

Nutrición

Sistema digestivo

Hoja

Respiración

Sistema respiratorio

Hojas, estomas, tallo

Excreción

Sistema excretor

Flor, bulbo, rizomas, tubérculo

Reproducción

Sistema reproductor

En esta tercera unidad profundizarás en el conocimiento que tienes de las funciones vitales de los animales y de las plantas. En el reino animal, estas funciones son el movimiento, la nutrición, la respiración y la excreción, sin olvidar el trabajo que realizan los sistemas nervioso y reproductor. En los vegetales, las funciones que los mantienen vivos son las de sostén, movimiento, fotosíntesis, excreción y reproducción. El desarrollo de la unidad te dará, entonces, un panorama completo de las funciones vitales de los seres vivos.

Introducción al proyecto El ser humano utiliza la mayoría de las plantas en beneficio propio. Es por ello que debe buscar constantemente el conocimiento de las propiedades que las caracterizan y de las bondades que brindan estos seres vivos tan especiales de la naturaleza. El proyecto de esta unidad te permitirá un acercamiento al mundo vegetal al elaborar un herbario, así podrás conocer más sobre los diferentes aspectos de plantas y árboles del entorno. Además debes considerar la importancia de cuidar y proteger estos organismos vivos que tanto sirven al medio ambiente.

102 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Lección 1

Tercera Unidad

Movimiento y nutrición en los animales Motivación

C

¿ uántos organismos vivos encuentras en un bosque?. Menciona algunos. Cada uno de esos seres en el bosque está adaptado para vivir allí. Ellos tienen órganos adecuados para atrapar su alimento o fabricarlo, para digerir lo que comen y aprovecharlo; todos tienen una forma de movimiento según los órganos que poseen. ¿Por qué crees que nosotros tenemos brazos y piernas y las aves tienen alas? Los microorganismos, como los protozoos, ¿se desplazan o permanecen en el mismo sitio? ¿Cómo nos ayuda nuestro esqueleto en las

actividades diarias? ¿Por qué los huesos son tan fuertes?

Indicadores de logro:

Investigarás y compararás con iniciativa los principales órganos y sistemas de órganos de los animales y las funciones que estos realizan.

1

Actividad

Huesos flexibles Los astronautas que pasan semanas y meses en el espacio han descubierto que una vez que regresan a la Tierra están débiles y tienen dificultades para mantenerse de pie. ¿Cuál es el problema? Realiza la siguiente actividad para averiguarlo. Materiales a utilizar: Un hueso de pollo cocido (mejor si es una pierna) Un frasco de vidrio Vinagre blanco ¿cuánto?

Analizarás y propondrás, responsablemente, condiciones para el funcionamiento adecuado del sistema digestivo.

Agua Procedimiento: Quita la carne del hueso y límpialo. Trata de doblar el hueso, ¿puedes hacerlo? Pon el hueso en el frasco y agrega suficiente vinagre hasta que lo cubra. Deja el frasco sin tapar. Déjalo así durante 2 días. Pasadas 48 horas, quita el vinagre y reemplázalo por la misma cantidad de vinagre fresco. Continúa con la sustitución del vinagre cada dos días, hasta que se completen ocho días de tener el hueso de pollo en el vinagre.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 103


UNIDAD 3

Al finalizar ese período, desecha el vinagre, lava el hueso y obsérvalo. a) Intenta doblar el hueso, ¿puedes hacerlo? b) ¿Cuáles son tus conclusiones? Para saber lo que le pasó a los huesos del pollo y a los de los astronautas, acude al solucionario. Cada uno tiene lo que necesita Los tiburones son animales acuáticos y tienen aletas resistentes que les permiten desplazarse en el agua y nadar con gran agilidad. Las aves tienen alas cubiertas de plumas, que las hacen muy livianas y les permiten empujar el aire para poder volar.

Tanto el mono, como el tiburón y las aves, al igual que miles de animales más, pueden desplazarse porque están formados por músculos y huesos, es decir, una armazón que sostiene todos sus órganos y les permite moverse.

¿Cómo se desplazan en el mundo microscópico? Los cilios y los flagelos son apéndices de locomoción que poseen los integrantes del reino Protista (protozoos y euglenas, entre otros). Los cilios son apéndices cortos y muy ramificados que se encuentran en la superficie de la célula. Un ejemplo lo constituye el protozoo Paramecio.

Los monos en cambio son trepadores, por lo que sus extremidades son largas, con dedos, para que puedan subirse a los árboles, sostenerse y desplazarse a gran velocidad. El mono, el tiburón y el ave pertenecen al reino animal. Son pluricelulares y están formados por un esqueleto y por tejidos musculares. Asimismo, tienen extremidades que les permiten la locomoción. El desplazamiento de los animales es necesario para procurarse el alimento.

Los flagelos son también apéndices de locomoción pero, a diferencia de los cilios son escasos y muy largos. Están constituidos por una proteína llamada tubulina que les da ese aspecto de látigo. Los protozoos flagelados, como el Tripanosoma cruzi y ciertas especies de bacterias poseen este tipo de flagelos, que nacen del cuerpo en un punto del citoplasma y atraviesan la membrana plasmática, o bien la pared celular en el caso de las bacterias.

La forma del cuerpo de los tiburones les permite desplazarse en el agua y obtener alimento. Volar les facilita a las aves la búsqueda de alimento, así como huir de sus enemigos y proteger a sus crías. El mono tiene la capacidad de moverse rápidamente entre los árboles para conseguir hojas, frutas e insectos, que son los alimentos que necesita.

104 Ciencias Naturales - Octavo Grado


UNIDAD 3

Punto de apoyo Los flagelos pueden eliminarse de la superficie celular sin afectar la vida del organismo, solo se vuelve temporalmente inmóvil, pero luego de un tiempo sintetiza nuevos flagelos. El cloranfenicol, antibiótico que bloquea la síntesis proteica, impide la regeneración de los flagelos.

plasmática en forma de brazos que se expanden para atrapar a una presa alimenticia. Tal es el caso de las amebas que proyectan pseudópodos para atrapar su alimento, o como en el caso de los glóbulos blancos fagocíticos (neutrófilos y monocitos) que expanden prolongaciones de su membrana plasmática en forma de pseudópodos para atrapar y digerir los microbios que han ingresado al cuerpo.

¿Cómo funcionan los cilios y flagelos? Los cilios se mueven de forma sincronizada, es decir que todos los cilios están en la misma posición, esto implica la presencia de algún mecanismo regulador. En el caso de los flagelos, el movimiento puede ser helicoidal o como látigo. La capacidad de las bacterias de nadar por la acción de los flagelos provee el mecanismo para realizar movimientos dirigidos denominados taxias (movimientos en respuesta a atracciones o repulsiones respecto a factores ambientales). Algunas células de nuestro organismo también tienen cilios, por ejemplo las que forman la mucosa del tracto respiratorio o sus cilios actúan como escobas que barren el polvo atmosféricos otros tienen función digestiva, tales como las del intestino delgado. La imagen te muestra tejido epitelial ciliado, de la tráquea:

Función de sostén en vertebrados e invertebrados Los vertebrados son todos los seres vivos que poseen una columna vertebral. La columna vertebral es una estructura que tiene una función de soporte. Constituye un excelente apoyo para la unión de los músculos y protege la médula espinal. En los vertebrados, la columna forma parte del endoesqueleto, a diferencia del exoesqueleto que cubre o envuelve el cuerpo de los insectos, por ejemplo. El exoesqueleto debe mudarse periódicamente. En cambio, el endoesqueleto de los vertebrados crece a medida que lo hace el resto del cuerpo.

Punto de apoyo

Los flagelos también se observan en los espermatozoides, para la locomoción y traslado en el momento de la fecundación. Los pseudópodos o falsos pies, otra forma de locomoción, son proyecciones de la membrana

Exoesqueleto. Es el esqueleto externo que recubre el cuerpo de animales, como el camarón es un crustáceo, no es un insecto. Es la cubierta externa producida por la actividad secretora de las células epidérmicas y que recubre la superficie de animales como los artrópodos. Endoesqueleto. Es el esqueleto interno de los vertebrados, formado por huesos y cartílagos. Los peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos poseen endoesqueleto que les proporciona soporte. Los seres humanos poseen endoesqueleto, comúnmente llamado esqueleto, el cual en combinación con los músculos permite el movimiento del cuerpo.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 105


UNIDAD 3

Movimientos según el esqueleto Los invertebrados, esto es, los animales sin columna vertebral, como los gusanos y los insectos, tienen en general movimientos lentos.

Los vertebrados, en cambio, tienen una estructura de soporte que les permite desarrollar cuerpos de mayor tamaño y de movimientos más rápidos que los invertebrados. Los vertebrados también poseen un sistema nervioso muy desarrollado que les permite reaccionar rápidamente a los cambios que se producen a su alrededor. Además, se caracterizan por poseer una caja o cubierta cerebral llamada cráneo que protege el encéfalo. En casi todos los vertebrados, el endoesqueleto está compuesto por hueso. El hueso es un tejido vivo que, además de soportar y proteger, también es el principal reservorio de calcio y fósforo. A diferencia de la concha de la ostra y de la cubierta corporal del escarabajo, el hueso tiene capacidad de remodelación después de alcanzar el tamaño definitivo, lo que permite su reparación en caso de fractura.

Las vértebras que componen la columna están unidas por ligamentos de tejido conjuntivo, aunque entre una vértebra y la siguiente hay un grueso disco fibroso de cartílago, denominado disco intervertebral, que forma la articulación principal entre dos vértebras adyacentes. Estos discos intervertebrales permiten un cierto movimiento y, como resultado, la columna vertebral puede doblarse. El movimiento de la columna depende del número de vértebras que la componen y la forma que tienen. Las ranas, por ejemplo, solo tienen unas nueve vértebras y sus columnas vertebrales casi no pueden flexionarse. Los seres humanos tienen 33 vértebras, haciendo la columna mucho más flexible y algunas serpientes tienen más de 400 vértebras, lo que les permite enrollar totalmente su cuerpo. La forma típica del cuerpo de los vertebrados es alargada, con simetría bilateral, y con los órganos de los sentidos muy desarrollados y localizados en la cabeza. Casi todos tienen extremidades, pero la forma y uso de las mismas varía, debido a que algunos animales se adaptaron a hábitats que exigían gran especialización. Aunque los vertebrados no tienen esqueletos externos, a menudo poseen una serie de estructuras anatómicas que los protegen. La mayoría de los peces poseen el cuerpo cubierto de escamas, mientras que las aves y los mamíferos tienen los cuerpos cubiertos de plumas o pelo respectivamente. Los pelos y las plumas no son tan duros como las escamas, aunque tienen otras funciones además de la protección del cuerpo. Una de las más importantes es el aislamiento térmico. Esas estructuras protectoras permiten a las aves y a los mamíferos regular la temperatura interna de sus cuerpos, gracias a lo cual pueden permanecer activos en un amplio rango de temperaturas.

Esqueleto en dos partes El esqueleto humano se estructura en dos partes: el esqueleto axial y el esqueleto apendicular. 1.

106 Ciencias Naturales - Octavo Grado

El esqueleto axial conforma la parte central del cuerpo, su eje, y está compuesto por el cráneo, la columna vertebral, la caja torácica y las dos cinturas que enlazan el eje de la columna con el esqueleto apendicular, es decir, con las extremidades superiores e inferiores.


UNIDAD 3 2.

Al esqueleto apendicular lo conforman las cuatro extremidades del cuerpo humano: dos piernas y dos brazos. Se relaciona con las funciones de movimiento del cuerpo y con la manipulación de otros cuerpos.

El esqueleto axial se encarga de la protección del sistema nervioso central: Cerebro y médula espinal y los órganos vitales ubicados en el tórax: pulmones y corazón. Cráneo

Caja torácica

Columna vertebral

Húmero

Actividad

Ladrillos óseos Vas a averiguar por qué los huesos son tan fuertes. Materiales a utilizar: 2 rollos de papel higiénico 3 libros gruesos y pesados Procedimiento: Coloca uno de los rollos de papel higiénico de lado (acostado) sobre una mesa. Acomoda el libro sobre el rollo. ¿Qué sucede? Pon el segundo rollo sobre la mesa, pero esta vez colócalo parado. Sitúa el libro sobre el rollo. ¿Qué observas ahora? Deposita otro libro sobre el primero, ¿qué sucede? a)

Sacro

Fémur Rótula

2

¿Cuántos libros puede sostener el rollo antes de doblarse o romperse? Compara el trabajo hecho por el rollo con el que realizan los huesos en tu cuerpo.

¿Qué hay en el interior de un hueso? Observa la siguiente ilustración y descúbrelo. b)

Peroné

Tibia

Octavo Grado - Ciencias Naturales 107


UNIDAD 3

¿Y para comer? La nutrición es el proceso por el cual el ser vivo toma la materia del medio y la utiliza para su propio beneficio, transformando esta materia y expulsando todo aquello que no aprovecha. Por medio de la nutrición, los animales incorporan materia orgánica e inorgánica a su organismo. Utilizan la materia orgánica para crear estructuras corporales (crecer), reparar otras ya formadas y para obtener energía. Una vez metabolizadas y degradadas las sustancias ingeridas son expulsadas al exterior en forma de residuos. A lo largo de la digestión el alimento se transforma en materia que el organismo es capaz de absorber. La digestión se realiza por procedimientos mecánicos y químicos. En el curso de este proceso digestivo se aparta la materia asimilable, como la glucosa, de la materia no asimilable, por ejemplo: pelos o uñas. El modelo más complejo de digestión se puede encontrar en los vertebrados superiores, tal es el caso de los mamíferos. En este proceso intervienen los sistemas digestivo, respiratorio, circulatorio y excretor. Existen tres tipos de digestión: 1.

Digestión intracelular: consiste en digerir los nutrientes dentro de la célula, utilizando las enzimas digestivas de los lisosomas. Éste es el único sistema del que disponen los animales poco evolucionados, como la ameba, para digerir su alimento.

3.

Digestión extracelular: la realizan todos los vertebrados y también algunos invertebrados. Se produce en el exterior de las células, dentro del tubo digestivo. El proceso de asimilación incluye una digestión mecánica (triturar el alimento, deshacerlo) y una digestión enzimática (el alimento fragmentado sufre el ataque de enzimas digestivas que producen moléculas más pequeñas, fácilmente asimilables). Fosa nasal derecha Cavidad oral

Faringe

Tráquea Esófago

Hígado Vesícula biliar

2.

Digestión mixta: comienza en la cavidad gastrovascular, que es una especie de bolsa con un solo orificio, que sirve de entrada del alimento y salida de los materiales que no se pudieron digerir. Las hidras, las medusas y los corales tienen este tipo de digestión.

108 Ciencias Naturales - Octavo Grado

Estómago

Recto


UNIDAD 3

3

Actividad

Diez sugerencias para una buena digestión Lee el siguiente cuadro y analiza cuáles, de las siguientes sugerencias, practicas. Luego te recomendamos que hagas un plan para apropiarte de cada una de ellas, como propósito en tu vida. 1. Mastica bien todos los alimentos.

2. Evita comer en exceso.

3. Bebe mucha agua durante el día.

4. No bebas mucho líquido durante las

5. Evita comer muchas grasas, café o alcohol. 7. Elige alimentos crudos cada vez que sea

posible. 9. No omitas ninguna comida.

comidas. 6. Incluye abundante fibra natural, que ayuda a prevenir el cáncer de colon y recto. 8. Evita hacer esfuerzos físicos o intelectuales intensos inmediatamente después de comer. 10. Después de cenar, espera al menos una hora para acostarte.

Resumen Los seres vivos tienen formas y estructuras adaptadas al medio en el que viven. Muchos seres unicelulares se desplazan con la ayuda de cilios, flagelos o pseudópodos. Los seres pluricelulares tienen patas, piernas, alas y aletas para moverse de un lugar a otro u otra forma de locomoción, como los caracoles y las lombrices. Los vertebrados cuentan con un soporte que son los huesos y los músculos, que además protegen los órganos internos. El esqueleto humano comprende dos partes: el esqueleto axial (parte central del mismo) y el esqueleto apendicular (huesos de las cuatro extremidades). Los seres vivos tienen tres formas de digerir sus alimentos, de acuerdo a su grado de evolución: a) digestión intracelular en la que los nutrientes se digieren dentro de la célula; b) digestión mixta, propia de los animales que tienen una bolsa con una sola abertura para la entrada y salida de los alimentos y c)digestión extracelular, propia de los vertebrados, que tiene un tubo digestivo.

Glosario Protozoos. también se llaman protozoarios. Son organismos microscópicos, unicelulares, eucarióticos, que viven en ambientes húmedos o medios acuáticos.

Tripanosoma cruzi. es un protista, un parásito intracelular causante de la enfermedad de Chagas, que afecta a miles de personas y les provoca fiebre, aumento del tamaño del hígado y del bazo y dolencias del corazón, entre otras manifestaciones.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 109


UNIDAD 3

3

El nombre de la parte del esqueleto humano que protege al sistema nervioso central es: a) axial. b) neuronal. c) apendicular. d) mayor.

4

2) a.

3) c.

2

Las proyecciones que realiza el cuerpo de la ameba para desplazarse y atrapar su alimento se denominan: a) cilios. b) pseudópodos. c) flagelos. d) taxias.

El tipo de digestión que se realiza fuera de la célula y dentro de un tubo digestivo, con una entrada para los alimentos y una salida para los residuos, se llama: a) intracelular. b) vertebral. c) extracelular. d) mixta. Los animales que poseen exoesqueleto, es decir, esqueleto externo, son: a) el caballo y el gusano. b) las esponjas y el tiburón. c) los pulpos y las ballenas. d) los cangrejos y las langostas.

1) b.

1

Soluciones

Autocomprobación

4) d.

LA GRAVEDAD ES BUENA Tu cuerpo trabaja contra la gravedad al pararte, caminar o correr. Por eso, tienes huesos fuertes y músculos tonificados. Pero cuando la gravedad no es un obstáculo, por ejemplo en las estaciones espaciales, los músculos se debilitan y los huesos pierden masa y calcio. Claro está que el cuerpo humano no permite que le eliminen todo el calcio, como sucedió con el hueso del pollo y el vinagre. Hace algún tiempo, cosmonautas rusos que pasaron meses en el espacio volvieron a nuestro planeta y les costaba trabajo mantenerse pie. Después de los exámenes médicos, la respuesta fue que sus huesos estaban débiles por la pérdida de calcio.

110 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Tercera Unidad

Lección 2

Respiración y excreción en los animales Motivación

El sistema respiratorio que tenemos está bien

diseñado y funciona de forma tan eficaz que apenas notamos que en este mismo momento estamos aspirando aire. Las aves pueden volar a grandes alturas sin experimentar dificultad alguna al respirar. Y ciertos insectos, aunque dependen de la atmósfera para obtener oxígeno, pueden respirar bajo el agua, ¿sabes cómo lo hacen? ¿Tenemos todos los seres vivos las mismas estructuras respiratorias? ¿Por qué necesitamos respirar? A continuación haremos un recorrido detallado por los procesos de incorporación del oxígeno en los insectos, las aves, los peces, los anfibios y los mamíferos y descubriremos cómo respiran y respiramos.

Indicador de logro:

Compararás y describirás con objetividad diversas formas de incorporación del oxígeno en distintos grupos de animales, identificando estructuras que participan en el proceso.

Conforme aumenta la complejidad de los organismos unicelulares a pluricelulares, las células internas quedan cada vez más lejos de la capa celular donde ocurre el intercambio gaseoso con el medio, lo que dificulta cada vez más la posibilidad de que éstas obtengan y eliminen gases por difusión. Es así como surgen, frente a este inconveniente, diversas estructuras respiratorias, como tráqueas, branquias y pulmones.

Un sistema respiratorio eficaz La respiración en los insectos se realiza por un sistema de tubos internos muy ramificados que se denominan tráqueas, que llevan directamente el aire a las células del cuerpo. Las tráqueas, que están reforzadas con quitina, se ramifican para formar canales más pequeños denominados traqueolas, que penetran en los tejidos del cuerpo para permitir que todas las células se oxigenen. El aire llega a las tráqueas mediante aberturas laterales

Octavo Grado - Ciencias Naturales 111


UNIDAD 3 en el abdomen del organismo que se denominan espiráculos. Estas estructuras presentan válvulas que permiten su apertura o cierre; en algunos insectos se observa, a veces, un mayor movimiento para que las tráqueas transporten más rápido el oxígeno.

Los insectos son fábricas de energía. Por eso necesitan una cantidad muy grande de oxígeno. Pero los insectos no tienen pulmones. ¡Aún así es muy difícil encontrar un insecto que se haya quedado sin aliento! ¿Por qué? Porque tienen un aparato respiratorio diseñado para satisfacer una demanda ilimitada. Durante la etapa embrionaria, la piel del insecto se hunde en muchos lugares y forma tubos huecos, abiertos hacia la atmósfera. A medida que estos tubos penetran a mayor profundidad en el cuerpo del insecto, se ramifican muchas veces, y cada rama es sucesivamente más angosta. Finalmente, uno o más de estos tubos establece contacto con cada célula. Así, cada célula tiene un tubito en comunicación directa con la atmósfera, lo cual significa que tiene disponible oxígeno para uso inmediato sin que éste tenga que viajar por un sistema de circulación sanguínea

La respiración en los peces En muchos organismos acuáticos como los peces, moluscos y algunos anfibios (en sus etapas larvarias) se presentan branquias o agallas como principales estructuras respiratorias. En los peces óseos la respiración se realiza por cuatro pares de branquias, sostenidas por cuatro arcos branquiales. Cada branquia tiene una hilera doble de filamentos branquiales, de color rojo debido a la presencia de muchos capilares. En los peces, las branquias están protegidas por una cubierta ósea denominada opérculo. Los peces mantienen una corriente continua de agua sobre sus branquias; el opérculo bombea el agua hacia la boca, circulándola hacia las branquias en donde se realiza el intercambio de gases. En las branquias del pez, la circulación está dispuesta en contracorriente al flujo de agua, lo que permite una mayor eficiencia para la captación del oxígeno. La regulación del flujo del agua y, por lo tanto, la captación del oxígeno se controla mediante la abertura de la boca del pez.

¿Cómo respiran los anfibios? La palabra anfibio designa a los animales que pueden vivir en la tierra o sumergidos en el agua, por ejemplo, las ranas y los sapos. Los anfibios representan la transición entre la respiración branquial y la pulmonar. En su etapa larvaria utilizan las branquias y en la etapa adulta utilizan pulmones. Sin embargo, en ranas y salamandras la piel húmeda actúa como una superficie respiratoria complementaria.

112 Ciencias Naturales - Octavo Grado


UNIDAD 3 En los anfibios, reptiles y otros vertebrados aéreos, se observa la aparición de la tráquea separada por una válvula, la epiglotis, además de los orificios nasales que permiten al organismo respirar con la boca cerrada. En los sapos y ranas, el intercambio gaseoso se realiza por la piel, el pulmón y la boca. Tímpano Aorta Cerebro dorsal Cordón Riñón nervioso Pulmón

En los reptiles que sobreviven en lugares secos, las escamas reducen la pérdida del agua a través de la piel, por lo que la difusión de gases a través de ella es menor, circunstancia que ha hecho que sus pulmones se desarrollen considerablemente.

Orificio nasal Esófago Boca Lengua

Uréter

Ano

Corazón

Vejiga Testículo Bazo Intestino grueso

Páncreas

Vesícula biliar Hígado

Estómago Intestino delgado

La piel es el principal órgano respiratorio debido a su gran superficie. Los pulmones son pequeños y tienen forma de saco simple, por lo que no son eficientes. Las larvas de los anfibios, debido a su vida acuática, tienen tres pares de branquias que sobresalen del cuerpo.

¿Cómo respiran los reptiles? En todos los reptiles la respiración es pulmonar. Los pulmones están divididos en numerosos sacos aéreos interconectados. La superficie total de intercambio gaseoso está muy aumentada comparada con la de los anfibios. Algunos reptiles presentan modificaciones en las estructuras respiratorias. Las serpientes, por ejemplo, presentan diferentes grados de reducción del pulmón izquierdo, que en casos extremos puede desaparecer. Otro caso es el de las tortugas marinas que, además de la respiración pulmonar, presentan respiración cloacal, ya que por su cloaca vascularizada (es decir, que tiene vasos sanguíneos) toman el oxígeno disuelto en el agua.

Punto de apoyo ¿Qué es la cloaca? Es una cavidad abierta al exterior, situada en la parte final del tubo digestivo, a la que llegan también los conductos finales de los sistemas urinario y reproductor. Está presente en todos los anfibios, reptiles y aves, así como en algunos peces y mamíferos. Las tortugas marinas también utilizan la cloaca como estructura respiratoria.

Respiración de las aves El intercambio gaseoso se realiza mediante dos pequeños pero eficientes pulmones. El aire inhalado es llevado por la tráquea a los bronquios y de ahí pasa a los pulmones, donde se encuentran los parabronquios, con capilares para la hematosis, los cuales realizan el intercambio gaseoso en la inspiración y exhalación. Las

Octavo Grado - Ciencias Naturales 113


UNIDAD 3 aves presentan sacos aéreos que actúan también como refrigerantes, disminuyendo el calor excesivo del cuerpo.

En las aves se presentan como adaptaciones de los pulmones las bolsas de aire. Cuando el ave vuela, inhala: hace pasar aire por los pulmones, del que por un lado extrae oxígeno y por otro una porción de aire pasa a los sacos aéreos. Al exhalar, el aire oxigenado de las bolsas pasa nuevamente a los pulmones para extraer nuevamente oxígeno. De tal manera que al exhalar, el ave también puede captar oxígeno, lo que le permite sobrellevar los requerimientos energéticos, sobre todo a miles de metros de altitud donde escasea el oxígeno.

¿Cómo respiran los mamíferos? Todos los mamíferos presentan respiración pulmonar, hasta los acuáticos, como las ballenas. Los pulmones se alojan en el tórax, limitados por el diafragma, que es un músculo que interviene en la entrada y salida de gases.

114 Ciencias Naturales - Octavo Grado


UNIDAD 3 Las estructuras de conducción son una serie de tubos (laringe, tráquea, bronquios, bronquiolos) en los que circula el aire hasta las regiones en las que se realizará el intercambio gaseoso (los alvéolos pulmonares), es decir, el cambio de oxígeno por bióxido de carbono y vapor de agua. El proceso de la respiración se realiza en dos etapas, la primera corresponde a la inhalación o inspiración, que consiste en la introducción del aire activamente a los pulmones. Y la segunda es la exhalación, que implica la expulsión del aire de los pulmones. El proceso respiratorio inicia cuando el aire ingresa por la nariz o por la boca y atraviesa, ya sea la cavidad nasal o la cavidad oral, hasta que llega a una cavidad común que es la faringe; de ahí el aire se transporta hacia la laringe que es una abertura que está protegida por la epiglotis. Durante el proceso de respiración normal, la epiglotis está posicionada hacia arriba, permitiendo que el aire fluya rápidamente hacia la laringe. Cuando se está realizando la deglución, la epiglotis se orienta hacia

1

abajo, llevando el alimento hacia el esófago. Por eso se recomienda no hablar al mismo tiempo que se come, porque parte del alimento podría llegar a las vías respiratorias. Luego de pasar por la laringe, el aire se dirige a la tráquea, que se divide en el tórax en dos ramas denominadas bronquios. Cada uno de estos se ramifica para formar tubos más pequeños denominados bronquiolos que llevan el aire a los alvéolos pulmonares, en donde se realiza el intercambio gaseoso. Los alvéolos están totalmente envueltos en capilares. Mientras tanto, la sangre que circula por los tejidos del organismo es llevada hacia los pulmones hasta los capilares de los alvéolos. Esta sangre lleva poco oxígeno y mucho dióxido de carbono. El CO2 por difusión sale de la sangre en donde está en mayor concentración y pasa al aire de los alvéolos. La sangre, que ha perdido el CO2 y ganado O2, regresa al corazón que la bombea hacia los tejidos del cuerpo al intercambio de gases.

Actividad

Cámara de aire ¿Cómo inhalas y exhalas si tus pulmones no tienen músculos? Si haces la siguiente actividad lo averiguarás. Materiales a utilizar: Dos globos (uno grande y uno pequeño) Dos bandas elásticas o hules Botella de gaseosa 2 litros (limpia y seca) Cinta adhesiva Plastilina o arcilla Arcilla o barro Tubo plástico Tijera Aguja Procedimiento: Corta la botella de gaseosa en dos, la parte superior de dos tercios del total y utiliza esta parte para la actividad. Perfora un agujero con la aguja en la tapa. El agujero debe ser del mismo diámetro que el tubo plástico. Corta el extremo del globo más grande cerca de la abertura. Pega el tubo en la abertura del globo más pequeño y sostenlo con una banda elástica.

Coloca el globo con el tubo adentro de la parte superior de la botella, de manera que el tubo salga por la abertura. Pasa el extremo libre del tubo a través del agujero de la tapa y enróscala en su lugar. Sella la tapa con la plastilina o arcilla. Estira el globo grande en la parte inferior abierta. Usa la otra banda elástica para sostenerla en su lugar; luego usa cinta para pegarlo a la botella de gaseosa. Sostén el cuello de la botella en una mano y tira del globo que cubre la parte inferior con la otra. a) ¿Qué hace el globo del interior de la botella? b) ¿Cuáles son tus conclusiones? c) Compara tus respuestas con las dadas en el solucionario.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 115


UNIDAD 3

¿Qué es la excreción? Los seres vivos poseen unos órganos que eliminan los residuos producidos por la actividad de las células. La función que cumplen se llama excreción.

exterior del animal.

Estos residuos pueden ser el bióxido de carbono o la urea, cuya acumulación resulta tóxica para el organismo.

En los mamíferos, los órganos excretores principales son los riñones, los cuales filtran la sangre y eliminan el exceso de agua y de sales de la misma así como los residuos tóxicos en forma de orina.

La excreción en los invertebrados Algunos invertebrados como los protozoos y las esponjas no tienen órganos excretores y sus células eliminan los residuos arrojándolos directamente al exterior. En otros, existen órganos excretores especializados que recogen las sustancias de desecho y las transportan al

¿Cómo es la excreción en los mamíferos?

Los pulmones también participan en el proceso de la excreción, ya que expulsan el bióxido de carbono y el vapor de agua. El sudor se excreta a través de la piel. Al evaporarse regula la temperatura corporal.

A continuación se presenta un cuadro resumen de las principales estructuras que intervienen en la excreción:

Estructura

Función

¿Quiénes la tienen?

Pulmones de vertebrados y tráqueas de insectos

Expulsan bióxido de carbono

Vertebrados, insectos

¿Cómo es?

Tráqueas de insecto Piel húmeda

Expulsan bióxido de carbono

Anfibios

Corte de la piel de un anfibio Glándulas sudoríparas

Eliminan sudor

Mamíferos

Corte de piel de mamíferos

116 Ciencias Naturales - Octavo Grado


UNIDAD 3 Estructura

Función

¿Quiénes la tienen?

Branquias

Expulsan bióxido de carbono y amoníaco.

Peces, anfibios

¿Cómo es?

Branquias de anfibio Nefridios (protonefridios y metanefridios)

Son tubos que desembocan en orificios excretores y captan productos de excreción.

Platelmintos y anélidos (gusanos, lombrices)

Nefridio Tubos de Malpighi

Riñones

Tubos que están en contacto con la hemolinfa, de la que toman productos de desecho y los llevan al intestino La sangre pasa por los riñones que funcionan como filtro: retienen sustancias de desecho, pero evitan que se pierdan las sustancias útiles. Elaboran la orina

Insectos

Vertebrados

Resumen A medida que los organismos se hacen más complejos, aparecen diferentes estructuras respiratorias. Los insectos, por ejemplo, tienen un sistema de tubos ramificados llamados tráqueas, para hacer llegar el oxígeno a todo su cuerpo. Los peces tienen branquias para capturar el oxígeno disuelto en el agua. Los anfibios disponen de branquias en su etapa larvaria y de pulmones cuando son adultos. Glosario Quitina Hidrato de carbono nitrogenado, blanco, insoluble en el agua. Se encuentra en el dermoesqueleto de los artrópodos, al cual da su dureza

Los mamíferos respiran por medio de pulmones, al igual que las aves y los reptiles. La excreción es la función por medio de la cual los seres vivos eliminan los residuos producidos por su metabolismo. El sudor, la orina y el bióxido de carbono son productos de excreción. Para eliminarlos, los seres vivos utilizan los pulmones, la piel, los riñones las glándulas sudoríparas, entre otros.

especial, en la piel de los nematelmintos (tipo de gusanos) y en las membranas celulares de muchos hongos y bacterias.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 117


UNIDAD 3

Las estructuras respiratorias de los peces reciben el nombre de: a) pulmones. b) espiráculos. c) branquias. d) tráqueas.

3

2

En los mamíferos, la tráquea se divide en dos ramas llamadas: a) bronquios. b) laringes. c) epiglotis. d) faringes.

4

2) a.

3) d.

¿Cuál de las siguientes estructuras no interviene en el proceso de excreción en los seres vivos? a) piel. b) pulmón. c) nefridio. d) hueso.

En los vertebrados, el órgano en el cual se elabora la orina se llama: a) riñón. b) tráquea. c) tubo de Malpighi. d) nefridio.

1) c.

1

Soluciones

Autocomprobación

4) a.

¿POR QUÉ ENTRENAR EN LAS ALTURAS? A gran altitud hay menos oxígeno en el aire que a nivel del mar y se tiene que respirar más rápido para compensar los niveles menores de oxígeno. Pero después de algunos días, el cuerpo encuentra otras formas de ayudarse a obtener más oxígeno: produce más glóbulos rojos. Es por eso que muchos corredores de distancia se entrenan en lugares a mucha altitud para aumentar la cantidad de glóbulos rojos. Su rendimiento mejora cuando corren a nivel del mar porque la cantidad incrementada de glóbulos rojos transporta más oxígeno a sus cuerpos.

118 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Lección 3

Tercera Unidad

Sistemas reproductor y nervioso en los animales Motivación

P

¿ or qué tenemos hijos? Esta pregunta puede tener múltiples respuestas, lo que sí es único es que el ser humano, al igual que otras muchas especies animales, tiene en su cuerpo órganos destinados a la reproducción, para asegurar la supervivencia de la especie. En esta lección aprenderás acerca de las formas de la reproducción sexual y asexual, además, conocerás como está estructurado y como funcionan los órganos de la reproducción humana. Además, se estudiará el sistema nervioso de los invertebrados y los vertebrados. Se comenzará con el estudio de la neurona para llegar a conocer cómo funcionan los órganos del sistema nervioso central. ¿Comenzamos?

Indicador de logro:

Compararás con respeto la estructura y funcionamiento del sistema reproductor masculino y femenino en el ser humano, mostrando actitud responsable con respecto a la procreación.

Tipos de reproducción en los seres vivos Mediante esta función, los organismos vivientes forman nuevos individuos semejantes a ellos mismos. Entre los seres vivos, las distintas formas de reproducción son las siguientes: a)

Reproducción asexual: es aquella en la que interviene un solo progenitor sin la participación de gametos.

b)

Reproducción sexual.: cuando los nuevos individuos resultan de la unión de dos células diferentes llamadas gametos.

Reproducción asexual Las plantas y algunos animales sencillos, así como todos los organismos unicelulares, se reproducen directamente por reproducción mitótica de sus

Octavo Grado - Ciencias Naturales 119


UNIDAD 3 progenitores, sin la intervención de gametos. En organismos unicelulares (bacterias, amebas, Paramecium y otros protozoarios y en ciertos hongos), la célula se divide originando dos o más células hijas. Puede ser de tres tipos: a)

individuo, tal es el caso de la planaria, un gusano de agua dulce, que puede ser dividido en varios pedazos y cada fragmento forma un gusano completo.

Por división binaria o bipartición

Esta división es típica de las bacterias donde, por estrangulación en el plano medio, se obtienen dos nuevos organismos.

b)

Esporulación

Consiste en una serie de divisiones del núcleo que se rodea de citoplasma, se forma la membrana de cada una y al romperse la membrana de la célula original, quedan en libertad numerosas células llamadas esporas. Este tipo de reproducción ocurre por ejemplo, en el Plasmodium.

La partenogénesis, otra forma de reproducción, consiste en la segmentación del óvulo sin fecundar, como es el caso de las abejas, en las que los huevos no fertilizados producen, por partenogénesis, a las obreras porque por partenogínesis sólo se obtienen hembras (crommosomas xx). El desarrollo de los nuevos seres, al no participar espermatozoides, es provocado por la acción de factores químicos o físicos.

c)

Por gemación

Se forman dos núcleos, uno de ellos se desplaza hacia la membrana y forma una especie de yema que se rodea de citoplasma, formándose dos células de diferentes tamaños, como en el caso de las levaduras.

En los organismos pluricelulares se observa la reproducción por gemación, por regeneración y también por partenogénesis. En la gemación, una porción relativamente pequeña y poco diferenciada del progenitor crece y forma una yema , la que se transforma en un nuevo individuo, tal como sucede en la hidra y en las esponjas. Por regeneración, si el cuerpo del animal es dividido en dos o más partes, cada una se transforma en otro

120 Ciencias Naturales - Octavo Grado

Reproducción sexual Los animales con reproducción sexual están provistos de un sistema reproductor que se diferencia, en cuanto a su forma y función, en masculino y femenino. Es decir, que requiere dos progenitores. Sin embargo existen organismos hermafroditas, que poseen órganos masculinos y femeninos en el mismo individuo. En estos organismos existe la autofecundación, como en las tenias, o también, los dos individuos hermafroditas se acoplan y mutuamente se fecundan como sucede en la lombriz de tierra. La conjugación es la forma más simple de reproducción sexual en unicelulares. Se produce cuando dos organismos similares se unen e intercambian material genético contenido en su núcleo. Una vez hecho el intercambio, se separan y cada uno se reproduce por división independiente. En la conjugación se obtienen organismos con características genéticas derivadas de dos células diferentes.


UNIDAD 3 Célula conjuntiva (F+), consu pelo sexual, y otra no conjuntiva (F+) Contacto entre las dos células por medio del pelo sexual Contracción del pelo sexual y contacto célula-célula. Se forma un poro por donde pasa el ADN simple cadena desde la célula dadora a la receptora Síntesis de las cadenas de ADN conjugativo: continua en la célula dadora y discontinua en la receptora Sellado de los poros y separación de las células. Cada una de ellas contiene una copia del Factor F

En la reproducción sexual de los animales, un organismo se origina a partir de la unión de dos gametos, que proceden de individuos de diferente sexo. Los gametos se forman en los órganos reproductores llamados gónadas. Las gónadas masculinas son los testículos y producen gametos llamados espermatozoides. Las gónadas femeninas son los ovarios y producen gametos denominados óvulos.

Sistema reproductor humano masculino

Uretra: es el conducto por el que pasa la orina desde la vejiga hasta el exterior del cuerpo durante la micción. También permite el paso del semen. Vesículas seminales: son glándulas que secretan el líquido seminal, denso y viscoso que contiene ciertos nutrientes. Esta secreción, además de los espermatozoides y de las secreciones menores de otras glándulas, constituye el semen. Otra de las glándulas, la próstata, secreta un líquido alcalino que neutraliza la acidez de la vagina y nutre a los espermatozoides. Está ubicada enfrente del recto, debajo y a la salida de la vejiga. Glándulas de Cowper: son dos glándulas que están debajo de la próstata, su secreción actúa como lubricante y proporciona un pH adecuado antes del paso del semen en la eyaculación. Este líquido puede contener espermatozoides. Pene: órgano copulador que alcanza su estado erecto al llenarse de sangre. El pene se forma por dos cuerpos cavernosos y un cuerpo esponjoso. El glande, muy sensible, es el final del cuerpo esponjoso y la parte más ancha del mismo. Está recubierto por un pliegue de piel suelta, llamado prepucio.

Está formado por: Testículos: son dos órganos en forma de huevo que están localizados en el escroto donde producen los espermatozoides y la hormona masculina testosterona. Epidídimo: es un tubo estrecho y alargado, situado en la parte superior del testículo. Conecta los conductos deferentes al reverso de cada testículo. En el epidídimo se almacenan y desarrollan los espermatozoides. Tiene aproximadamente 5 centímetros de longitud por 12 milímetros de ancho. Conductos deferentes: son un par de tubos musculares, cada uno de 30 centímetros de largo, que conectan el epidídimo con los conductos eyaculadores. Conductos eyaculadores: son dos. Comienzan al final de los vasos deferentes y terminan en la uretra.

Sistema reproductor humano femenino Está formado por las siguientes estructuras u órganos: Ovarios: tienen forma de huevos, ubicados en la parte superior derecha e izquierda del útero. Producen, almacenan y liberan óvulos en las trompas de Falopio, en un proceso que se llama ovulación. Cada ovario mide, más o menos, de 4 a 5 centímetros.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 121


UNIDAD 3 Las hormonas producidas por el ovario son los estrógenos y la progesterona, para su desprendimiento en la mestruación. Trompas de Falopio: son dos. Cada una está unida a lado del útero. Miden, aproximadamente, diez centímetros de largo y son tan anchas como un fideo. En ellas se efectúa la fecundación. Conectan el útero con los ovarios. Útero: es el órgano de la gestación. Tiene forma de pera invertida, con un recubrimiento grueso y paredes musculares. Cuando una mujer no está embarazada, el útero mide tan solo 7.5 centímetros de largo y 5 centímetros de ancho. Vagina: es un tubo muscular hueco que se extiende desde la abertura vaginal hasta el útero. La vagina conecta con el útero, o matriz, a través del cuello uterino. La vagina es el camino por el cual bebé sale del cuerpo de la madre durante el parto. Es el llamado canal del parto. La abertura de la vagina está cubierta por un delgado tejido, con uno o más orificios, denominado himen. Genitales externos o vulva, que significa cubierta, cubren la abertura de la vagina.

La reproducción humana es un hecho biológico que parece un milagro. Pero también es casi milagroso el que ese nuevo ser pueda subsistir en esta sociedad tan compleja y competitiva, en especial cuando se observa el alto número de adolescentes embarazadas. La paternidad responsable es la conducta madura con la que la pareja enfrenta la procreación, la crianza y la educación de los hijos.

Sistema nervioso Los seres vivos deben estar en equilibrio constante con el medio interno y el externo. Esta función de coordinación la lleva a cabo el sistema nervioso. Las funciones de este sistema de coordinación son: Captación de la información por medio de los receptores (sentidos, piel). Conducción y análisis de la información recibida. Capacidad de respuesta a esta información a través de los efectores. Para efectuar en forma eficaz las funciones anteriores, el sistema nervioso cuenta con estructuras complejas, de las cuales la neurona es la unidad funcional y estructural. Ella produce y transmite el impulso nervioso. Tipos de neuronas : Neurona sensitiva o aferente: La que conduce los impulsos sólo hacia el cerebro o la médula. Neurona motora o eferente: La que conduce los

1

Actividad

Compara los dos sistemas reproductores humanos de las ilustraciones, en cuanto a los órganos que los constituyen y sus funciones. a) ¿Qué diferencias observas entre ellos? b) ¿Tienen las mismas funciones?

122 Ciencias Naturales - Octavo Grado


UNIDAD 3 impulsos en sentido opuesto; esto es, del cerebro o la médula espinal hacia los músculos o glándulas. Sinapsis: es el proceso de transmisión del impulso en la zona de “contacto” neurona-neurona, receptorneurona o neurona-efector. Puede ser de dos tipos según su propagación: Química: si intervienen sustancias químicas (neurotransmisores), como la acetilcolina y la adrenalina. Eléctrica: si el espacio intersináptico es muy estrecho y el potencial de acción es alto, es posible provocar el potencial de acción en la membrana postsináptica directamente. Es frecuente en invertebrados, aunque también ocurre en algunas células del cerebro humano. El sistema nervioso es parecido en todos los seres vivos; la única variación es la complejidad de los circuitos que los forman en unos y otros.

Sistema nervioso en invertebrados Seres unicelulares: su única célula recibe los estímulos y emite la respuesta. Seres pluricelulares. Su sistema es más complejo, por ejemplo: a)

Anélidos: sistema ganglionar en el que están los ganglios ramificados en dos cordones ventrales en forma de escalera de cuerda.

b)

Moluscos: presentan tres o cinco pares de ganglios distribuidos por todo el organismo.

c)

Artrópodos: poseen una cadena ganglionar simple y ventral. En insectos, el ganglio cerebroide está muy desarrollado.

Sistema nervioso en vertebrados Las aves, mamíferos y reptiles tienen doce pares de nervios craneales, mientras que en anfibios y peces hay diez. Poseen receptores vertebrados que pueden ser: externorreceptores. (informan de los cambios en el medio externo), propiorreceptores (si informan del estado del propio organismo) y viscerorreceptores (cuando se ocupan de detectar los cambios en el funcionamiento de las vísceras).

Sistema nervioso humano Se divide en: Sistema nervioso central: Sistema nervioso periférico:

Sistema nervioso central Formado por el encéfalo y la médula espinal, situados en el cráneo y la columna vertebral, respectivamente. Están protegidos por las meninges, que forman una triple capa protectora de membranas para evitar su contacto con el hueso que los contiene. Encéfalo: es la parte del sistema nervioso protegida por el cráneo. Lo forman el cerebro, el cerebelo y el bulbo raquídeo. Médula espinal: se encuentra dentro del canal espinal formado por las vértebras, Está organizada en una región central, compuesta por sustancia gris (cuerpos celulares) y rodeada de sustancia blanca (constituida por fibras nerviosas mielinizadas). Es un centro de actividades reflejas y vía de paso a los centros superiores, y de respuesta hacia los efectores.

Médula espinal

Octavo Grado - Ciencias Naturales 123


UNIDAD 3 Sistema nervioso periférico De las estructuras anteriores salen unas prolongaciones llamadas nervios. Pueden ser: sensitivos, motores o mixtos, según su función. Y la clasificación según donde nacen es: nervios craneales (salen del encéfalo) y nervios raquídeos (los que nacen en la médula espinal). El sistema nervioso periférico está integrado por el sistema nervioso somático o voluntario y el sistema nervioso autónomo. a)

Sistema nervioso autónomo: es independiente de la voluntad. Controla actividades como la contracción muscular, la presión sanguínea, la temperatura corporal, etc. Sus fibras parten de los centros nerviosos junto con las raíces motoras de los nervios raquídeos y craneales, pero se diferencian de éstas en que inciden solo en vísceras de actividad involuntaria. Este sistema tiene dos subdivisiones:

b)

Sistema nervioso simpático: está formado por pequeñas masas celulares de sustancia gris (que son los ganglios simpáticos) colocadas a lo largo de la columna vertebral y unidas verticalmente por cordones, dando lugar a la cadena simpática. Por estas diferentes conexiones circulan los impulsos nerviosos que dan lugar a la estimulación simpática de los órganos. Se lo considera un sistema de estimulación.

c)

Sistema nervioso parasimpático: tiene sus centros neuronales dentro del sistema nervioso central, salen del bulbo raquídeo y de la zona sacra medular, y se distribuyen por todas las vísceras. Es el sistema inhibidor.

Sistema Parasimpático Contrae la pupila Estimula la salivación Reduce el latido cardíaco

Sistema Simpático Dilata la pupila Inhibe la salivación Relaja los bronquios Aceleran el impulso cardíaco

Contrae los bronquios Estimula la actividad digestiva Estimula la vesícula biliar

Contrae la vejiga Relaja el recto

124 Ciencias Naturales - Octavo Grado

Inhibe la actividad digestiva Estimula la liberación de glucosa por el hígado Secreción de adrenalina y norepinefrina por el riñón Relaja la vejiga Contrae el recto


UNIDAD 3

2

Actividad

Frío y caliente Todos usamos el sentido del tacto para saberlo. Pero, ¿podemos confiar en ese sentido? Realiza el siguiente experimento para averiguarlo. Materiales a utilizar: Cocina 3 recipientes (huacales pequeños) Olla pequeña Agua caliente Agua fría Cronómetro

Procedimiento: En la olla pequeña, calienta un poco de agua en la cocina. Llena los tres recipientes, uno con el agua caliente (pero no demasiado caliente), uno con agua fría y uno con agua tibia. Alinea los recipientes, el del agua caliente y el del agua fría a cada lado y el del agua tibia en el centro. Coloca una mano en el recipiente con agua caliente y la otra en el que tiene agua fría. Déjalas allí durante un minuto. Advierte cómo cada mano siente el agua como caliente o fría. Pon ambas manos en el recipiente con el agua tibia. Advierte cómo cada una siente esta agua como caliente o fría. a) ¿Cuáles son tus conclusiones?

Resumen La reproducción es la función por la cual cada especie asegura su supervivencia. La bipartición, la gemación y la esporulación constituyen los tres tipos de reproducción asexual. La reproducción sexual se realiza por medio de los órganos masculinos y femeninos que producen gametos, los cuales, al unirse, forman el cigoto, inicio de un nuevo ser. Por su parte, el sistema nervioso es el encargado de relacionar a cada ser con su propio organismo y con el medio que lo rodea. La neurona es la unidad funcional y estructural del sistema nervioso. En los invertebrados, el sistema nervioso es más sencillo que en los vertebrados. En el ser humano, el sistema nervioso se divide en central y periférico.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 125


UNIDAD 3

1

El tipo de reproducción asexual en el que se forman dos células hijas del mismo tamaño, a partir de una célula madre se denomina: a) gemación. b) esporulación. c) bipartición. d) meiosis.

3

De los siguientes términos, ¿cuál no pertenece al sistema nervioso? a) neurona. b) encéfalo. c) epidídimo. d) médula espinal.

2

¿Cuál de las siguientes estructuras o procesos no está relacionado con la reproducción sexual de los organismos pluricelulares?

4

El órgano del sistema nervioso que es el centro de actividades reflejas y vía de paso a los centros superiores:

a) gemación.

a) médula espinal

b) vértebras

b) cigoto.

c) encéfalo

c) fecundación.

d) nervio craneal

d) embrión.

1) c.

2) a.

3) c.

Soluciones

Autocomprobación

4) a.

CURIOSIDADES DEL SISTEMA NERVIOSO En el ser humano y en otros mamíferos, el impulso nervioso se propaga a una velocidad de 90 metros por segundo en un nervio con capa de mielina y de 7 a 15 metros por segundo en los nervios con solo una capa delgada. El sistema nervioso humano está compuesto por diez mil millones de neuronas. Todas las fibras de la médula espinal se cruzan de un lado a otro del cuerpo; por lo tanto, el lado derecho del cerebro controla la mitad izquierda del cuerpo y recibe las impresiones de los órganos sensoriales del lado izquierdo y viceversa.

126 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Lección 4

Tercera Unidad

El cuerpo de un vegetal Motivación

A lberto, un estudiante de octavo grado, estudia

cómo las plantas transportan agua dentro de ellas y a qué se debe el color verde de los vegetales. Se hace preguntas como las siguientes: ¿Qué sucede dentro de los árboles cuando el sol brilla? ¿Son realmente importantes los vegetales para el ambiente? ¿Qué pasaría si desaparecieran todas las plantas? Estamos tan acostumbrados a ver ese color verde a nuestro alrededor que no reparamos en lo que hacen las plantas por nosotros, ¿lo sabes tú? Indicador de logro:

Identificarás y explicarás con objetividad los principales órganos y sistemas de órganos de los vegetales y las funciones que éstos realizan.

Anatomía de una planta Cuando ves una planta o un árbol, notarás que están compuestos de partes muy distintas que son sus órganos. De éstos, unos sirven para la nutrición, otros para la reproducción, y otros de sostén. Veamos cada uno de ellos a continuación:

los pelos absorbentes y la cofia, que es como un dedal duro situado en el extremo de la raíz.

Raíz Es el órgano del vegetal que penetra generalmente en la tierra para fijarlo a ella y absorber el agua y las sustancias necesarias para su nutrición. La raíz está formada por las siguientes partes: el cuello o unión de la raíz con el tallo el cuerpo o raíz principal las raicillas o raíces secundarias (zona de ramificación)

Octavo Grado - Ciencias Naturales 127


UNIDAD 3 Tallo Es el ógano que crece en sentido inverso a la raíz y sostiene las hojas, las flores y los frutos.

Las partes más notables de una hoja son las nervaduras, el parénquima y la epidermis.

Los tallos presentan unos pequeños abultamientos llamados yemas, que son el origen de las ramificaciones de los mismos. El tallo es el órgano de sostén de las plantas. Presenta para ello dos tipos de tejidos: a)

Colénquima

Es un tejido de sostén presente en órganos de crecimiento o en órganos maduros de plantas herbáceas. Está formado por células vivas con cloroplastos. b)

Esclerénquima

Sus fibras presentan las paredes celulares totalmente engrosadas y el interior hueco, sin citoplasma. Son células muertas. El transporte en las plantas está a cargo de dos tipos de vasos de conducción que se encuentran en todas las partes de la planta. Son de dos tipos: a)

Xilema o vaso de conducción ascendente o leñoso: presentan células alargadas y huecas con paredes engrosadas. El xilema transporta agua y sales minerales desde la raíz hasta las hojas.

b)

Floema: constituido por células cilíndricas de menor tamaño. Son células vivas de paredes engrosadas. Su función es la de disminuir la velocidad del descenso de las sustancias. A estos vasos se les llama vasos cribosos y llevan el alimento que se elaboró durante la fotosíntesis desde las hojas al resto de la planta para su nutrición.

Hoja Es un órgano que nace en los nudos del tallo o en sus ramificaciones. La porción plana de la hoja se llama limbo, y el rabillo que la une al tallo se llama pecíolo. El pecíolo termina en un ensanchamiento llamado vaina.

128 Ciencias Naturales - Octavo Grado

Las nervaduras salen del pecíolo y se ramifican en el limbo. Forman como el esqueleto de la hoja. Se llama parénquima el tejido que llena los espacios comprendidos entre las nervaduras.Las células que lo componen tienen una sustancia de color verde, muy importante, llamada clorofila. En la superficie de la epidermis, principalmente en el envés, hay un gran número de pequeñas aberturas llamadas estomas, que son los órganos de la respiración y transpiración de las plantas. Las principales funciones de las hojas son la fotosíntesis, la respiración y la transpiración.


UNIDAD 3

Respiración en los vegetales Consiste en la absorción de oxígeno del aire y en el desprendimiento del CO2 resultante de los fenómenos químicos que se producen en los tejidos. Esta función se realiza las veinticuatro horas del día y en toda la superficie del vegetal, pero de un modo especial por los estomas de las hojas. Sin embargo, solo se manifiesta durante la noche, pues de día es superada por la función clorofílica.

Cloroplasto

Estoma

La transpiración es el fenómeno por el cual las plantas eliminan por los estomas de las hojas el exceso de vapor de agua que contienen. La actividad de esta función varía según la temperatura y el estado de humedad del aire: es tanto más activa cuanto más fuerte es el calor y más seco el aire.

Flor Es la parte de la planta que contiene los órganos de reproducción. Aunque su forma y color son las características más notorias, hay otros rasgos útiles para identificarla. Por ejemplo: Una flor completa consta de cinco partes que son pedúnculo, cáliz, corola, estambres y pistilo, tal como los observas en la siguiente ilustración

Los órganos esenciales son los estambres y el pistilo. Estambres Forman el órgano masculino de la flores, están situados en el interior de las dos primeras envolturas florales y protegidos por ellas. Contiene el polen, que es el polvillo fecundante de la flor. Cada estambre se compone de filamento o parte larga que sostiene a la antera. La antera es la parte superior, formada por dos sacos o tecas.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 129


UNIDAD 3 Pistilo

Fruto

Constituye el órgano femenino de las flores. También se llama gineceo. Está formado por hojas modificadas llamadas carpelos

Es el ovario (parte del pistilo) desarrollado y maduro. Se compone de dos partes: el pericarpio y la semilla.

Consta de tres partes: ovario (en su interior están los óvulos), estilo (es la prolongación del ovario) y estigma (funciona como una superficie receptora en la cual cae el polen).

1

Las semillas resultan del desarrollo de los óvulos fecundados. En condiciones favorables producen, por la germinación, plantas semejantes a aquellas de las que provienen.

Actividad

¡A oscuras! Descubre qué sucede si cambias los patrones de luz que tiene una planta. Sin suficiente luz solar, las plantas no pueden usar a la fotosíntesis para producir alimentos. Materiales a utilizar: Un arbusto, un árbol pequeño o una planta doméstica. Cartones o papel aluminio Tijeras Clips o sujetapapeles Procedimiento: Selecciona un arbusto, un árbol o una planta de tu casa que puedas usar en la actividad. Usa el cartón o el papel aluminio para cortar figuras geométricas, tales como círculos, cuadrados o triángulos. Asegúrate de que tengan un tamaño lo suficientemente grande como para cubrir aproximadamente la mitad de la hoja. Con la ayuda de los clips, sujeta cada forma geométrica a una hoja diferente. Si usas una planta de tu casa, colócala cerca de una ventana, de manera que le llegue suficiente luz solar. Escribe notas diarias que incluyan el estado del tiempo, así como cualquier observación que hagas. Después de cuatro días, quita los parches geométricos de la planta y observa cada una de las hojas que estaba parcialmente cubierta.

130 Ciencias Naturales - Octavo Grado

Compara las áreas cubiertas con la otra parte de la hoja (la que sí recibió luz solar). a) ¿Qué le ha sucedido a las hojas? Describe los efectos de la carencia de luz sobre las hojas, ¿qué tienen diferente las hojas? b) ¿Cuál crees que es el mejor ambiente para las plantas en una casa? ¿Por qué? c) ¿Has visto este mismo efecto en la naturaleza?


UNIDAD 3

¿Cómo preparan su alimento las plantas verdes? De todos los organismos de la naturaleza, las plantas verdes son las únicas que pueden elaborar su propio alimento. Este proceso recibe el nombre de fotosíntesis y comienza cuando la luz solar llega a las hojas de la planta. La hoja tiene organelos llamados cloroplastos que contienen un pigmento verde, la clorofila, el cual reacciona con la luz solar para romper la molécula de agua en sus dos componentes: hidrógeno y oxígeno. El bióxido de carbono (CO2), que está en el aire, penetra a la hoja a través de los agujeros llamados estomas y se combina con la energía que está en los cloroplastos. Esta es una reacción química que produce un azúcar simple. El proceso de fotosíntesis se resume en la siguiente ecuación: 6CO2 + 6H2O

C6H12O6 + 6O2

El azúcar, entonces, viaja a través de tubos que se encuentran en la hoja y se dirige a las raíces, tallos y frutos de la planta. El vegetal usa inmediatamente parte de ese alimento, el azúcar, para tener energía al realizar todas sus funciones; otra cantidad se almacena como almidón y otra parte se usa para fabricar sustancias más complejas, como los tejidos vegetales o la celulosa.

nosotros obtenemos esta energía directamente al comer alguna parte de la planta, del árbol o del arbusto o sus productos, como zanahorias, arroz o papas. La fotosíntesis es el primer paso en la cadena alimenticia, esa red que conecta a todos los seres vivos. En realidad, cada criatura sobre la Tierra depende, en alguna medida, de las plantas verdes. El oxígeno que se libera en el proceso de la fotosíntesis es esencial para todos los seres vivos. A los bosques se les llama los “pulmones de la Tierra”, porque los animales inhalan oxígeno y exhalan bióxido de carbono en el proceso de la respiración, mientras que las plantas toman el bióxido de carbono y proporcionan oxígeno, todo ello en el marco de la función clorofílica o fotosíntesis. Cada año, cientos de kilómetros de bosques tropicales se cortan y queman para obtener más terreno para la agricultura o la ganadería. A la deforestación también se la culpa por el ‘efecto invernadero’, que es la consecuencia del aumento del bióxido de carbono y otros gases en la atmósfera. Gases dañinos que atraparían los vegetales, si los conserváramos. Cloroplastos Son los organelos encargados de la fotosíntesis. Entre sí mediante membranas y una sustancia llamada estroma. Las membranas de los tilacoides contienen sustancias como la clorofila y los carotenoides.

Afortunadamente para el ser humano, los vegetales con frecuencia producen más alimento del que necesitan, el cual almacenan en tallos, raíces, semillas o frutos. Y

Octavo Grado - Ciencias Naturales 131


UNIDAD 3

Etapas de la fotosíntesis Etapa luminosa o fotoquímica

Etapa oscura o no fotoquímica

Ocurre en los tilacoides de los cloroplastos. Sucede en el estroma de los cloroplastos. La luz excita la molécula de clorofila y los electrones pasan a un Se realizan una serie de reacciones cíclicas mediante las cuales nivel de mayor energía. Son sustituidos por moléculas de agua el CO2 se fija en los carbohidratos durante las reacciones fotosintéticas independiente de la luz. Se forma glucosa y otros que, al ocurrir la fotólisis, expulsan oxígeno. compuestos orgánicos. La energía luminosa se transforma en energía química. La energía química se utiliza para la síntesis de la glucosa.

2

Actividad

¿La necesitan? Descubre si las plantas necesitan tierra para efectuar la fotosíntesis. Pon a crecer una papa solo en agua Material a utilizar: Papa Vaso transparente y pequeño con agua Palillos de dientes (10) Procedimiento: Coloca un extremo de la papa (una tercera parte) en el vaso con agua. Mantén el resto de la papa fuera del agua, auxíliate de los palillos de dientes que insertarás en la papa y se sostendrán en el borde del vaso. Agrega agua cada dos o tres días para mantenerla al mismo nivel en el vaso. Asegúrate de que la papa recibe suficiente luz. a)

Observa la papa atentamente cada día.

b)

Escribe tus observaciones.

La respuesta de las plantas En los seres vivos existen dos tipos de respuesta frente a estímulos ambientales: respuestas rápidas (mediadas por el sistema nervioso) y respuestas lentas (mediadas por el sistema hormonal). En el caso de las plantas no existe un sistema nervioso y sus respuestas frente a los cambios ambientales

132 Ciencias Naturales - Octavo Grado

son determinadas por hormonas vegetales. A estas respuestas se las conoce como tropismos. Tropismos son las respuestas específicas que dan las plantas a los cambios o estímulos que se producen debidos a algún factor del ambiente. Los tropismos, por lo general, consisten en movimientos de crecimiento de algunas partes del vegetal, como los tallos, hojas y raíces. Son respuestas irreversibles y lentas.

Tipos de tropismos Los estímulos que determinan respuestas de los vegetales pueden ser: físicos, químicos o de contacto. Atendiendo al estímulo que los produce, los tropismos se denominan: fototropismos, hidrotropismos, tigmotropismos y gravitropismos. Llamamos tropismos positivos a aquellos que provocan una respuesta de acercamiento al estímulo y tropismos negativos a aquellos movimientos de alejamiento. Fototropismo es la respuesta que da el vegetal cuando el estímulo es una variación en la cantidad de luz.


UNIDAD 3 Hidrotropismo es la respuesta frente a un estímulo cuyo origen es el agua. Tigmotropismo es la respuesta a estímulos provenientes del tacto.

la luz no lo hace porque “le conviene”, ya que no es consciente de ello, sino por el efecto de una hormona que determina que la planta se curve en esa dirección. Esta respuesta al estímulo es vital para la planta, porque de esta forma obtiene la energía luminosa para realizar fotosíntesis. Pero debe quedar claro que esta respuesta es involuntaria y se debe a la producción de una sustancia química específica. Nastia Es una respuesta que produce un movimiento pasajero en alguna parte del vegetal respondiendo a estímulos táctiles, lumínicos, etc.

Gravitropismo es la respuesta a estímulos de origen gravitatorio. Antiguamente, a este último ejemplo se lo denominaba geotropismo, pero los científicos prefirieron cambiarlo, ya que, si se analiza el nombre antiguo, éste sugiere la respuesta de un vegetal al estímulo “tierra” (geo = tierra). Las plantas responden en forma diferente a un mismo estímulo, dependiendo de la parte del vegetal que está recibiendo el estímulo. Así, el tallo posee fototropismo positivo, mientras que la raíz posee fototropismo negativo. Frente a la fuerza de gravedad, el tallo presenta gravitropismo negativo, ya que éste crece hacia arriba, en dirección opuesta a la fuerza de gravedad. La raíz, en cambio, tiene gravitropismo positivo porque crece en la misma dirección que el estímulo. Algunas plantas, como las parras, presentan tigmotactismo positivo. Esto significa que se acercan a objetos que estén en su proximidad, de forma que se apoyan sobre ellos para seguir creciendo. Las plantas responden a los estímulos gracias a la producción de ciertas sustancias químicas conocidas como hormonas. La importancia de las hormonas se debe a que las plantas no poseen un sistema nervioso, como los animales; un vegetal que se acerca hacia

Esta respuesta no corresponde a movimientos de acercamiento o alejamiento ante el estímulo, y tampoco está controlada por la acción de hormonas, como ocurre en el caso de los tropismos. Ejemplo de nastia es el movimiento de las plantas carnívoras cuando las roza un insecto; otro ejemplo es el de la mimosa o “dormilona”, que se cierra cuando se la toca.

Resumen El vegetal, a diferencia del animal, no se traslada de

un lugar a otro para obtener alimento, porque no lo necesita. Su organismo está adaptado para crecer y sobrevivir en el lugar en el que está. La raíz le proporciona agua y sustancias minerales para fabricar sus alimentos y, además, la fija a la tierra. La hoja es importante porque allí se aglomeran los cloroplastos que contienen la clorofila, necesaria para elaborar su alimento. En la hoja también se efectúa gran parte de la respiración y de la transpiración. La flor contiene los órganos de reproducción, que son los estambres y el pistilo. Tropismos son los movimientos de los vegetales que están determinados por ciertos estímulos del ambiente.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 133


UNIDAD 3

El pecíolo y el limbo forman parte de : a) la hoja. b) la raíz. c) el tallo. d) la flor.

3

La respuesta que da el vegetal ante estímulos provenientes del tacto se denomina: a) fototropismos. b) hidrotropismos. c) tigmotropismos. d) transpiración.

El nombre de los organelos vegetales que contienen la clorofila es:

a) estomas.

4

b) cloroplastos.

c) cuellos.

d) cofias.

El nombre del fenómeno por el cual las plantas eliminan por los estomas el exceso de vapor de agua es: a) transpiración. b) respiración. c) fotosíntesis. d) absorción.

2

3) c.

2) b.

1) a.

1

Soluciones

Autocomprobación

4) a.

CLOROFILA, FUENTE DE VIDA Si observas fijamente hacia los lugares donde predominan muchos árboles, notarás que el color que más predomina en esos paisajes es el verde. Esto se debe a la gran cantidad de clorofila que hay en los árboles, pues es la sustancia que les permite a las plantas realizar la fotosíntesis y así, fabricar sus propios alimentos. Los científicos estiman que los primeros organismos que tuvieron esa capacidad de autoalimentarse, fueron las algas microscópicas que existieron hace unos 3,600 millones de años. Gracias a la clorofila hay alimento disponible para las demás especies del planeta, sean estas herbívoras, carnívoras u omnívoras.

134 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Lección 5

Tercera Unidad

Descendencia vegetal Motivación

Todos los seres vivos nacen, crecen, se reproducen

y mueren. A esta serie de sucesos en la vida de los organismos es lo que se le llama ciclo vital. Al pensar en todo lo que se puede observar en la vida de una planta, podemos llegar a preguntarnos: ¿Qué es una planta? ¿Cómo es el ciclo de vida? ¿Qué es una semilla? ¿Cómo se forma y se desarrolla una semilla? ¿Qué necesita una semilla para germinar? ¿Cómo se originan las mazorcas, las guayabas, los mangos? Al igual que nosotros, muchos científicos también se han hecho estas y otras preguntas interesantes, con el fin de conocer de mejor manera a las plantas. Ahora bien, si todos nos hemos hecho las preguntas anteriores, podemos pensar,¿cuántas respuestas conocemos? Esta lección te ayudará a contestarlas. Indicadores de logro:

Caracterizarás con interés las estructuras que permiten la eliminación de sustancias de desecho en las plantas.

Ciclo de vida o ciclo biológico Es el círculo imaginario que traza un organismo (animal o vegetal) a lo largo de su vida, desde las estructuras reproductivas que lo originaron hasta el momento en que alcanza su propia madurez para formar estructuras reproductivas semejantes a las primeras. Una de las etapas más importantes de la vida de un vegetal es la reproducción.

Explicarás con claridad las etapas principales del ciclo de vida de plantas y animales considerando la reproducción como parte del ciclo vital de los seres vivos.

Reproducción La reproducción vegetal es el proceso por el cual las plantas producen nuevos organismos a partir de células más o menos diferenciadas para asegurar la conservación de la especie. En los vegetales, la reproducción puede ser sexual, asexual o vegetativa.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 135


UNIDAD 3 La forma más común es la de tipo sexual que se produce en las flores de las plantas, ya que ellas contienen los órganos sexuales. La fecundación se realiza por medio del traslado de los granos de polen desde los estambres hasta el estigma de la misma flor o de otra, mediante un proceso llamado polinización. En el ovario, el polen fecunda el óvulo. Cuando la flor se marchita, el ovario se transforma en fruto. El fruto contiene en su interior al óvulo fecundado que se ha convertido en semilla, lista para germinar y desarrollar una nueva planta. Las plantas sin flores se reproducen en forma asexual. Por ejemplo: a partir de gajos, bulbos y tubérculos. En la reproducción asexual, entonces, se produce una multiplicación de los individuos por otros mecanismos; a veces por células vegetativas, por fragmentación y división, y en otros por células o cuerpos germinales especiales. Podemos decir que para que el ciclo de vida se desenvuelva en la forma correcta, se necesitan procesos de reproducción que perpetúen la especie. Estos procesos pueden ser: El de las plantas con flores y semillas. El de las plantas sin flores y con esporas.

La flor Es el órgano reproductor de ciertas plantas que producen los frutos que, a su vez, encierran las semillas. No todas las plantas que forman las semillas tienen flores. Por ejemplo, las coníferas tienen las semillas en las escamas de las estructuras llamadas conos o piñas. Angiospermas es el nombre que reciben los vegetales que tienen flores. Además de flores también cuentan con raíz, tallo, hojas, frutas y semillas. Las flores representan el órgano reproductor porque allí se forman los gametos, que son las células reproductoras. En un vegetal pueden encontrarse flores tanto masculinas como femeninas; pero también hay flores que tienen dos sexos, por eso se les llama hermafroditas. ¿Cómo está formada la flor? Está constituida por hojas modificadas, así: Los sépalos, que forman el cáliz, envuelven el capullo y son las piezas más externas. Los pétalos. con su color y olor segregado por ciertas glándulas atraen a los polinizadores. Los estambres se encuentran en el interior de la flor, después de la corola. Son los órganos de reproducción masculinos y están arreglados en uno o dos círculos. Son filamentos delgados que contienen el polen en unos saquitos

136 Ciencias Naturales - Octavo Grado


UNIDAD 3 llamados anteras. Los pistilos son las estructuras más internas. Constituyen el órgano reproductor femenino. El pistilo se estructura en estigma, estilo ovario, que es el ensanchamiento en su base. En este se encuentra el óvulo. El pistilo es el filamento más grueso. El carpelo recibe los granos de polen y, si se produce la fecundación, se inicia la formación del fruto.

La polinización

Fecundación Comienza cuando el polen llega hasta el estigma del pistilo. Desde el grano del polen se forma un tubo polínico, el cual llega hasta el ovario. Por él descienden dos anterozoides, gametos masculinos, uno de ellos fecunda (se une) a la oosfera (gameto femenino) y el otro fecunda al núcleo secundario, formándose el endosperma que corresponde a una sustancia nutritiva.

Es el traslado del polen desde los estambres hasta el pistilo, de la misma flor o de otra distinta. Cuando el traslado es en la misma flor se le denomina autopolinización o autogamia. Si es en flores diferentes, se habla de polinización cruzada o alogamia. ¿Y cómo se efectúa ese paso del polen de los estambres al pistilo? Se realiza con la ayuda de los llamados agentes polinizadores como el viento, el ser humano, el agua, los insectos y algunas aves. La imagen resume los diferentes tipos de polinización. Es importante el color de la corola para atraer insectos.

El propósito de la fecundación es la formación de la semilla, que está formada por el embrión y el endosperma. La semilla queda contenida en el ovario, el cual gradualmente transforma sus paredes, crece, se desarrolla y madura, hasta que se forma el fruto.

Punto de apoyo Polinización por el viento y por insectos

Punto de apoyo

Nectarios es el nombre que reciben las glándulas que producen néctar en las flores.

Semilla La polinización anemófila es la realizada por el viento. Si es realizada por los insectos se llama entomófila.

Es el embrión de la planta. Tiene tejidos nutritivos como reserva y está protegida por una cubierta o testa. Las semillas de las angiospermas o plantas con flores

Octavo Grado - Ciencias Naturales 137


UNIDAD 3 se distinguen de las gimnospermas (que son las que no tienen flores), entre las que están las coníferas, en que las semillas están encerradas en el interior de un ovario que se transforma en fruto al madurar. Hay semillas que se pueden dividir en dos mitades, como los frijoles y el aguacate. Cada mitad se llama cotiledón, y tiene como función alimentar al vegetal cuando inicia la germinación.

Otras semillas no se pueden separar en dos mitades y tienen un solo cotiledón. A ello se debe que se clasifiquen de la siguiente manera: Monocotiledóneas, que tienen un solo cotiledón, por ejemplo, trigo, maíz y arroz. Dicotiledóneas, con dos cotiledones, como los frijoles, el maní y las almendras.

Semilla monocotiledónea de “Maíz”

1

Semillas dicotiledónea de “frijol y aguacate”

Actividad

Las partes de una semilla Materiales a utilizar: Una semilla de frijol Procedimiento: Observa cuidadosamente la semilla. Si lo prefieres, usa una lupa.

Punto de Apoyo Las plantas con semilla se llaman espermafitas.

Germinación Dentro de cada semilla hay una planta embrionaria y reservas de nutrientes. La semilla absorbe el agua, se hincha, se ablandan sus tejidos y luego ocurre la germinación, al salir la raíz. La primera parte que emerge de la semilla es la radícula (o raíz en la planta adulta). La raíz primaria comienza a ramificarse y se van formando las raíces secundarias.

138 Ciencias Naturales - Octavo Grado

a)

¿De qué color es? Remueve cuidadosamente la cubierta de la semilla. b) ¿Qué observas? Abre cuidadosamente la semilla. c) ¿Cómo es por dentro? d)

Haz un esquema de tus observaciones en el cuaderno de ciencias.

En la punta de las raíces están los pelos radiculares, que forma una zona activa de absorción y crecimiento. El tegumento de la semilla se rompe y permite que asomen los cotiledones, que dan paso a la plúmula o gémula, que origina el primer par de hojas. Hasta que las hojas comiencen a efectuar la fotosíntesis, los cotiledones proporcionan sustento a la plántula. Luego aparece el tallo, del cual salen las hojas. Las hojas son una de las partes más importantes de los vegetales, porque como ya sabes, se encargan de la fotosíntesis y de la respiración.


UNIDAD 3 Reproducción asexual En una planta con este tipo de reproducción, se generan nuevos individuos a partir de sus órganos vegetativos, por eso también se llama multiplicación vegetativa. La reproducción asexual tiene como ventaja la rápida propagación de las plantas, porque se forman muchos organismos en poco tiempo, pero todos ellos son iguales, así que si ocurre algún cambio en el ambiente, todos podrían verse afectados.

2

Las modalidades más frecuentes de reproducción asexual son:

Actividad

Lo que necesita la semilla Material a utilizar: Tres platos soperos Una jarra de agua Un tazón con agua Semillas de hortalizas (las puedes encontrar en un agroservicio) Servilletas de papel Procedimiento: Pon las semillas en remojo toda la noche. Escúrrelas. Coloca varias servilletas de papel en cada uno de los tres platos. En el primer plato, derrama agua suficiente para humedecer las servilletas. Deposita varias semillas sobre el papel de los tres platos. Llena de agua el segundo plato hasta cubrir las semillas por completo. El tercer plato no tiene agua. Deja los recipientes en un lugar caliente durante cinco días. Los tres grupos de semillas se verán muy diferentes. Las semillas necesitan agua para germinar y las plantas la necesitan para vivir.

La regeneración, en la que a partir de un pequeño fragmento de la planta se reproduce el vegetal completo. Esos fragmentos se llaman propágalos, como los tubérculos, los rizomas, los estolones y los bulbos. Los tubérculos, como la papa, comprenden porciones de tallo subterráneo ricos en material nutritivo, que toman una forma más o menos esférica. Las yemas se desarrollan en su superficie y son las que originan las nuevas plantas.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 139


UNIDAD 3 Los rizomas son tallos subterrĂĄneos, no raĂ­ces propiamente dichas que, al fragmentarse, producen nuevas plantas. El lirio y el jengibre se reproducen por rizomas.

Los estolones son ramas que crecen mucho y llegan a tocar el suelo, se enraĂ­zan y generan una nueva planta.

Los bulbos son tallos cortos, que tienen una yema terminal rodeada de hojas que almacenan la reserva alimenticia. En las axilas de las hojas se forman bulbos de renuevo, los cuales se desprenden para formar nuevas plantas.

140 Ciencias Naturales - Octavo Grado


UNIDAD 3

Excreción Para la actividad excretora de los vegetales no se formó ningún órgano especializado. En realidad no tienen sistema excretor porque aprovechan la mayoría de nutrientes y desechos. La excreción vegetal la realizan células esparcidas en sus cuerpos, grupos de células o estructuras que pertenecen a diversos tejidos entre ellos, las estructuras que secretan el néctar, el nectario, tienen un papel importante en la atracción de los insectos que realizan la polinización. En ellos se junta un líquido que contiene azúcar, uno de los principales alimentos de los insectos que frecuentan las flores. El jugo azucarado excretado se origina en los elementos vasculares del floema. Los nectarios se desarrollan en diversas partes de las flores, adoptando formas muy variadas. Otra forma de excreción vegetal tiene lugar cuando numerosos productos metabólicos son secretados por las células en forma de cristales. Es el caso, por ejemplo, de la secreción de cristales de oxalato de calcio de las células de la cebolla o de la vainilla. Hay también algunos vegetales que secretan líquidos. Es el caso, por ejemplo, de los aceites excretados por la gruesa cáscara del fruto del naranjo o del limón o la savia excretada por el árbol del caucho, la resina (que sirve para proteger al árbol de insectos), el látex, que es la materia prima natural de la goma. Las plantas pueden emplear los desechos nitrogenados en la síntesis de nuevas proteínas, lo cual reduce su necesidad de excreción. En las especies herbáceas, los desechos permanecen en las células hasta que las hojas caen. En las plantas perennes, los desechos se depositan en el duramen no vivo del tallo o son eliminados al producirse la caída de las hojas. Como no hay órganos excretores especializados, los productos de la respiración se eliminan a través de Glosario Carpelo: es la parte femenina reproductora de la flor. Duramen: zona interna de la madera en rollo que en el árbol en pie contiene células muertas y generalmente impregnadas con sustancias de diversa naturaleza. Lenticela: protuberancia que aparece en la superficie de las ramas de

estomas, pelos radicales y lenticelas; otros desechos se almacenan en el cuerpo de la planta.

Resumen El ciclo biológico o ciclo de vida es la ruta que sigue un vegetal, desde que una semilla germina hasta el momento en que alcanza su propia madurez para tener descendencia. Nacer, crecer, madurar, reproducirse y morir son las etapas de este ciclo de vida. La reproducción en los vegetales puede ser sexual o asexual. La flor es el órgano que protege los elementos reproductores de la planta, ya que contiene los estambres, que guardan el polen (gameto masculino) y el pistilo (que protege los ovarios). El polen se traslada hasta el pistilo para que ocurra la fecundación. Cuando la semilla se abre, estamos en presencia de la germinación. En realidad, la semilla ya contiene una pequeña planta que, al salir, comienza a crecer. Los vegetales eliminan desechos por las hojas, flores, raíz y tallos, al no tener un sistema específicamente excretor. Los vegetales segregan materias viscosas (ceras, gomas, resinas), aceites y líquidos. los vegetales leñosos y permite el intercambio gaseoso entre la planta y el exterior. Oosfera: sinónimo de óvulo o célula sexual femenina en plantas, algas, protozoos y hongos. Tegumento: es un revestimiento que cubre las superficies externas, protegiéndolas del medio externo.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 141


UNIDAD 3

Las estructuras del estambre que guardan el polen se llaman: a) conos. b) sépalos. c) filamentos. d) anteras.

3

Los vegetales no tienen un sistema excretor específico porque: a) tienen riñones. b) expulsan oxígeno por la raíz. c) son verdes. d) aprovechan la mayoría de nutrientes y desechos.

¿Cuál de los siguientes términos no corresponde a un tipo de reproducción asexual en los vegetales?

4

a) pistilo

b) rizomas

¿Qué nombre reciben las plantas, como el maíz, cuya semilla solo tiene un cotiledón? a) Monocotiledóneas b) Plúmulas

c) tubérculos

c) Dicotiledóneas

d) bulbos

d) Gimnospermas

2

3) d.

2) a.

1) d.

1

Soluciones

Autocomprobación

4) a.

EL CHICLE ES VIEJO ¿Sabías que en la antigua Grecia y en Egipto ya masticaban resinas de árboles y plantas con propiedades medicinales? En América también lo hacían. Es más, el chicle moderno nació en las selvas centroamericanas, allí donde floreció la cultura maya. Ellos recogían la savia del chicozapote, uno de los árboles más abundantes de la zona, haciendo incisiones en zig-zag sobre su corteza para que ésta fluyera hacia los recipientes colocados en la base del árbol. Tras un proceso de secado obtenían una goma masticable que los mayas usaban para limpiarse los dientes y la boca o para disimular el hambre. De esta manera, un producto de excreción vegetal es útil para el ser humano.

142 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Solucionario Lección 1 Actividad 1

El vinagre es un ácido, una sustancia que tiene sabor agrio y neutraliza las bases. En esta actividad, el vinagre reacciona químicamente con el calcio que se encuentra en el hueso del pollo. El calcio es un mineral importante del cuerpo. Hace que los huesos sean fuertes. El vinagre disuelve el calcio del hueso y por eso ya no es más fuerte y se puede doblar. Otra forma en que tus huesos también pueden perder calcio es por falta de ejercicio. Es lo que le pasó a los astronautas; sus huesos ni siquiera tenían que luchar contra la gravedad mientras estaban en el espacio, perdieron calcio y se debilitaron tanto que se les hacía difícil hasta estar de pie cuando se vieron sometidos de nuevo a la gravedad terrestre. Actividad 2

Ladrillos óseos Como observas al hacer la actividad, cuando el rollo de papel higiénico está de costado, el libro lo aplasta fácilmente. Pero cuando está apoyado sobre uno de sus extremos, sostiene el libro con facilidad y más de uno, como lo comprobaste. Muchos huesos no son sólidos, sino que son tubos huecos como el rollo de papel higiénico. Un tubo hueco es casi tan fuerte y pesa menos que un tubo sólido del mismo tamaño. Con frecuencia se usa esta estructura cuando se necesita soportar fuerzas que empujan en ambos lados, como los huesos de tus piernas. Sí, la gravedad empuja los dos extremos de los huesos de tus piernas. Para que esos tubos huecos sean fuertes, la parte exterior de un hueso es muy compacto. Los huesos se desarrollan a partir de tejidos fibrosos llamados cartílagos. Cuando el hueso crece y se desarrolla, minerales como el calcio y el fósforo se depositan en el cartílago. Estas son las sustancias químicas que le dan fuerza al hueso.

Lección 2 Actividad 1

Cuando estiras el globo de la base, el globo del interior se infla. Cuando inhalas tu diafragma, una banda de músculos ubicada en la parte inferior de tu cavidad torácica se contrae. Cuando tu diafragma se contrae, se aplana y empuja hacia abajo. Cuando lo hace, el volumen de tu cavidad torácica aumenta y la presión interior disminuye. La presión del aire del exterior de tu cuerpo es mayor que la del interior de tu cavidad torácica, así que el aire entra por tu boca y por tu nariz. Esta actividad imita la contracción del diafragma (el globo inferior) y la entrada de aire en los pulmones (el globo del interior de la botella). Cuando exhalas, tu diafragma se distiende y regresa a su forma original, disminuyendo su volumen y aumentando la presión de aire en tu cavidad torácica. Esto hace salir el aire de tus pulmones.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 143


Solucionario Lección 3 Actividad 1

Los órganos de la reproducción del hombre y de la mujer coinciden en la misma región del cuerpo, pero sus estructuras anatómicas y fisiológicas son distintas. Sin embargo, se complementan uno a otro a fin de hacer posible la reproducción. Por ejemplo, mientras la función del ovario es la maduración del óvulo, la función del testículo es la producción de espermatozoides. Luego, durante la fecundación, estas células fusionarán sus núcleos para formar un nuevo ser. Actividad 2

Frío y caliente La mano que estaba en el agua caliente sentirá el agua tibia como fría, mientras que la mano que estaba en el agua fría sentirá el agua tibia como caliente. Es difícil juzgar exactamente qué tan caliente o frío está algo con solo tocarlo. Los nervios de la piel no pueden detectar la temperatura exacta de un objeto, pero pueden señalar cambios en la temperatura. Te alertan cuando sienten que algo está más caliente o frío de lo que estaba previamente. Cuando tu mano estaba en el agua caliente, tus nervios sensoriales se adaptaron a la temperatura caliente. Luego, cuando la colocaste en el agua tibia, detectaron la temperatura como más fría que el agua anterior y le indicaron a tu cerebro que el agua estaba fría. Del mismo modo, los nervios sensoriales de la mano que estaba en el agua fría se adaptaron a la temperatura fría. Cuando la colocaste en el agua tibia, detectaron que el agua estaba más caliente que lo que habían sentido antes y le indicaron a tu cerebro que el agua estaba caliente.

Lección 4 Actividad 1

Las hojas, cuando son privadas de luz, se colorean de un tono diferente a las que sí recibieron la luz solar. Esto es por que dejan de producir oxígeno y dejan de realizar una parte de la fotosíntesis, específicamente la fase clara, pero siguen las etapas que no requieren de luz.

Lección 5 Actividad 1

La semilla de frijol es dicotiledónea. Su cubierta es lisa. Cuando se abre se puede observar un embrión del cual se desarrollará una nueva planta cuando existan las condiciones de germinar.

144 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Proyecto Haz un herbario de hojas caídas Propósito El estudio de las plantas es un importante campo de la ciencia. Muchas de las medicinas que usamos, así como la mayoría de nuestros alimentos son vegetales. Como es muy difícil ir a tanto sitio para estudiar cada planta, en su lugar los científicos se auxilian del herbario, que es una especie de biblioteca vegetal. Esta biblioteca se forma con páginas en las que cada una contiene una planta, que se ha secado previamente y luego ha sido pegada al papel.

Es preferible usar solo las hojas caídas para evitar dañar la flora. Límpialas antes de comenzar.

2.

Coloca cada hoja entre páginas de periódico y en medio de un libro. Pon encima varios libros gruesos. Este proceso presionará a las plantas y las secará; puede tomar más de una semana.

3.

Cuando el vegetal esté seco, quítalo con cuidado y pégalo a la hoja de 11 × 16 pulgadas.

4.

Utiliza el papel bond para hacer rectángulos de 3x4 pulgadas y pega uno en la esquina inferior derecha de cada hoja de tu herbario. En cada rectángulo escribirás:

Cada página tiene información sobre la planta que sostiene, de tal manera que las personas pueden estudiar a ese vegetal en el momento que lo quieran.

El nombre del ejemplar vegetal, El nombre de la persona que lo recolectó (tu nombre), El lugar en el que fue recolectado, La fecha de la recolección, La utilidad o el beneficio que proporciona cada ejemplar.

Este proyecto te permitirá crear tu propio herbario. Centro teórico Las diferentes actividades desarrolladas en esta unidad han puesto de manifiesto la necesidad de cuidar nuestro organismo, de respirar aire puro, y la importancia de los vegetales para la perpetuación de la vida en la Tierra. Entre más sepamos sobre plantas, más herramientas tendremos para vivir mejor y cuidar más de nuestros organismos. En ese sentido, el desarrollo de este proyecto te será de mucha utilidad. Desarrollo Materiales a utilizar: Hojas de cartulina de 11x16 pulgadas cada una. Hojas de papel bond Plumones delgados -Pegamento -Periódicos Libros gruesos Plantas, las que prefieras, pero que sean lo suficientemente pequeñas para que puedas colocarlas en las páginas de 11x16 pulgadas.

Para completar la información, escribe a cada planta los nombres de sus partes.

Cuando termines, tendrás un pedazo valioso de la ciencia. Haz todas las páginas que puedas.

5.

Perfora cada una de las páginas, de manera que puedas unirlas y formar tu propio herbario.

Cierre del proyecto

El herbario te brindará mucha información a ti, a tu familia y amigos.

Procedimiento 1.

Colecciona los ejemplares vegetales de hojas caídas.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 145


Recursos Education/Research Systems, Inc. Project Learning Tree: Supplementary Activity Guide. The American Forest Council, Washington, DC, 1988. Leal, Mario: Ciencias Físicas y Naturales. Editorial Progreso, S. A. México, D. F. 1982 Villeé, C. A.: Biología. Ed. McGraw-Hill, México D.F. 1993 Enciclopedia libre Wikipedia: Aparato excretor http://www.arrakis.es/~lluengo/excretor.html 2009 Hiru.com: Reproducción vegetal http://www.hiru.com/es/biologia/biologia_02200.html Hiru.com: Reproducción animal http://www.hiru.com/biologia/biologia_02300.html 2009 Susan Hoefken: El esqueleto humano http://www.portalplanetasedna.com.ar/esqueleto.htm 2009

146 Ciencias Naturales - Octavo Grado


CIENCIAS NATURALES Unidad 4 DIVERSIDAD DE LA VIDA

Objetivos de la unidad Clasificarás con interés a los seres vivos en los reinos de la naturaleza, aplicando correctamente principios generales taxonómicos que permita protegerlos y mantener el equilibrio en la naturaleza. Analizarás y describirás la dinámica de los ecosistemas, representando sus elementos, sucesiones y flujo de energía para valorar y proteger con responsabilidad los ecosistemas del país.


Seres vivos se clasifican en Categorías taxonómicas la mayor de ellas es el Reino

Archea y Eubacteria

Protista

Fungi

Vegetal

forman parte de los Ciclo del carbono

Animal

Terrestres

Ecosistemas Acuáticos

Ciclo del nitrógeno

formados por los

Ciclo del fósforo

Elementos bióticos

Elementos abióticos

Agua salada

Ciclo del azufre Ciclo hidrológico

La diversidad de la vida es lo que despliega esta unidad. Inicia con un recorrido por los reinos de la naturaleza, luego se enfoca en los ecosistemas y sus componentes. El ecosistema es la unidad básica de la ecología. Los ciclos biogeoquímicos de diferentes elementos y el agua, así como la importancia de ésta y de las cuencas hidrográficas, constituyen otra parte importante del desarrollo de la unidad.

Introducción al proyecto El proyecto de esta unidad te muestra cuatro hábitos que, al ser practicados por ti, luego por tu familia y después por la comunidad, pueden marcar diferencias en el estado actual del medio ambiente.

102 Ciencias Naturales - Octavo Grado

Agua dulce


Lección 1

Cuarta Unidad

Clasificación de los seres vivos Motivación

H

yponephele licaon es el nombre científico de una mariposa. Su nombre deriva de la mitología griega, ya que Licaón un rey de la ciudad griega de Arcadia que llegó a ser muy querido en su pueblo, aunque sirvió a Zeus carne humana mezclada con la comida. Zeus, entonces, fulminó a 49 de sus 50 hijos y convirtió a Licaón en lobo. Obviamente, el nombre común de esta mariposa es lobito. Como este ejemplo abundan muchos que ilustran el hecho de que la mitología griega alimentó el proceso de dar nombres científicos a muchas especies animales y plantas, porque Aristóteles en la

Antigüedad se ejercitaba empíricamente clasificando y nombrando algunos seres de la naturaleza.

Indicadores de logro:

Describirás y aplicarás adecuadamente las reglas para la escritura correcta de nombres científicos.

La cantidad de seres vivos en la Tierra es tan grande que los naturalistas, desde hace más de 2000 años, se dieron cuenta de que necesitaban un sistema universal y riguroso para nombrarlos, es decir, que cada especie debía tener un único nombre, para no confundirlos. Debido a esta necesidad de clasificación de los organismos vivos, que ha venido desde épocas pasadas, surgió la taxonomía que es la rama de la biología que se encarga de la clasificación de los seres vivos. La identificación de los organismos vivos resulta ser de gran importancia, sobre todo en la actualidad, cuando en la mayoría de los ecosistemas miles de especies están en riesgo de desaparecer y muchas de ellas aún no han sido estudiadas por la ciencia. La base científica de la clasificación actual de los seres vivos la dio Carlos Linneo (1707-1778), científico sueco que creó un sistema que agrupa a los seres vivos en categorías, de manera que cada categoría engloba a otras categorías inferiores y, a su vez, se incluye en

Analizarás y explicarás con interés las características específicas de los distintos reinos y organizarás la información en cuadros comparativos.

otra superior. Estas categorías reciben el nombre de categorías taxonómicas o taxones.

Categorías taxonómicas Las categorías taxonómicas son niveles de importancia que los científicos inventaron para encontrar un orden adecuado en la naturaleza, y son las siguientes: 1.

Reino: Esta es una categoría muy amplia que abarca todos los seres vivos de la naturaleza y los reúne en los reinos eubacteria, arqueobacterias, protista, fungi, vegetal y animal.

2.

Phylum o filo, que significa “tronco” se usa en zoología para subdividir de manera general a los organismos dentro del reino animal. La mayoría de los animales pertenecen a alguno de los nueve filos siguientes: artrópodos, moluscos, poríferos, cnidarios, platihelmintos, nematodos, anélidos, equinodermos y cordados.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 103


UNIDAD 4 En botánica, para subdividir el reino vegetal y el reino fungi se usa el término división, en lugar de phylum pero es su equivalente. Algunas divisiones del reino vegetal son: Los musgos (división Bryophyta), los helechos (división Filicophyta), las colas de caballo (división Sphenophyta), las cicadas (división Cycadophyta), el ginkgo (división Ginkgophyta), las coníferas (división Pinophyta), el gnetophytes (división Gnetophyta), las angiospermas (división Anthophyta). 3.

Clase: es el conjunto de órdenes. Se divide en subclases.

4.

Orden: es un conjunto de familias. Se divide en subórdenes.

5.

Familia: es el conjunto de géneros. Se divide en subfamilias y tribus.

6.

Género: es el conjunto de varias especies semejantes que tienen características comunes que demuestran un parentesco muy próximo. Agrupa los subgéneros.

7.

Especie: es el conjunto de individuos con caracteres iguales y descendientes de antepasados comunes próximos; por esta razón la especie presenta tres características: a) que los individuos puedan cruzarse entre sí y tener descendencia fértil; b) que las crías tengan características semejantes a sus padres y c) que los individuos tengan una distribución determinada en el planeta.

Las subdivisiones de la especie son las variedades y razas. A continuación, puedes observar tres ejemplos de clasificación taxonómica.

Categoría taxonómica

Ser humano

Aguacate

Mosquito de la fiebre amarilla

Reino Phylum (animales) o División (vegetales) Clase Orden Familia Género Especie

Animalia Cordados

Plantae Magnoliophyta

Animalia Arthropoda

Mamíferos Primates Homínidos Homo sapiens

Magnoliopsida Laurales Lauraceae Persea americana

Insectos Díptera Culicidae Aedes aegypti

Linneo también inventó un sistema universal de nomenclatura que permite nombrar a los seres vivos y a las categorías en que se incluyen, es la llamada nomenclatura binomial (dos nombres).

Nombres científicos En la nomenclatura binomial, cada especie animal o vegetal se designa por un binomio, dos palabras, donde la primera parte, el nombre genérico, es compartido por las especies del mismo género; y la segunda hace alusión a alguna característica o propiedad distintiva, es decir, a la especie. Los nombres del género siempre van con la primera letra en mayúscula. El nombre de la especie se escribe todo con minúsculas y todo el nombre va siempre en itálica o subrayado si se escribe a mano.

104 Ciencias Naturales - Octavo Grado


UNIDAD 4 A los organismos se les dan nombres científicos en latín o latinizados para evitar confusión, ya que el nombre científico es siempre el mismo, sin importar el idioma. Durante la mayor parte de la historia de la ciencia occidental, la literatura científica ha sido escrita en latín. Linneo escribió en latín y el uso de nombres latinos se ha mantenido, de manera que los científicos que hablan diferentes idiomas puedan entenderse. Muchas plantas y animales tienen nombres comunes que cambian según la región. Tener un nombre científico en latín evita la confusión. Los idiomas actuales sufren cambios a través de los años. El latín, en cambio, es una lengua muerta, ya no sufre variaciones, por lo que hay un estándar en los nombres latinos y aunque cambies de región o continente y pasen los años, los nombres de animales y plantas no sufren alteraciones. En resumen, el nombre científico se compone del género (primera palabra) y la especie (segundo término) del organismo. A continuación, algunos ejemplos de nombres científicos:

1

Nombre vulgar

Nombre científico

Hombre, especie humana Mango Maíz Frijol Gallina Tomate Perro Gato Lobo Uva

Homo sapiens Mangifera indica Zea mays Phaseolus vulgaris Gallus gallus Lycopersicum esculentum Canis familiaris Felis catus Canis lupus Vitis vinifera

Actividad

Selecciona la respuesta correcta: 1. El nombre científico de un organismo puede tener: a) Un nombre para el género y uno para la especie. b) Dos nombres científicos si se encuentran en diferentes continentes. c) Un nombre para el género y dos para la especie. d) Dos nombres para el género, pero solo uno para la especie. 2. El nombre científico de un organismo:

a)

Está formado por dos términos latinos, el primero corresponde al género y el segundo, a la familia. b) Está formado por dos términos latinos, el primero corresponde al orden y el segundo, a la especie. c) Está formado por dos términos latinos, el primero corresponde a la especie y el segundo, al género. d) Está formado por dos términos latinos, el primero corresponde al género y el segundo, a la especie. 3. Investiga el nombre científico del caballo. Compara tus respuestas con las que están en el Solucionario.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 105


UNIDAD 4 Los reinos de la naturaleza Desde los antiguos griegos, el ser humano ha clasificado a los seres vivos en dos reinos: animal y vegetal, pero la presencia de organismos pequeños, como el moho y los hongos hizo necesario constituir un tercer reino. El biólogo Ernest Haeckel sugirió, entonces, el nombre de protista para el reino que incluyera a los organismos que, en muchos aspectos, son intermedios entre animales y vegetales. El uso del microscopio llevó a la certeza de la existencia de organismos unicelulares que comparten muchas características, entre ellas la ausencia de membrana nuclear. Dichos seres forman el reino moneras. Este término actualmente ha caído en desuso, debido a que las nuevas clasificaciones lo dividen en archeobacterias y

eubacterias, lo que resulta en un sistema de clasificación de seis reinos, superando el sistema de cinco reinos que se había aceptado anteriormente. Con respecto a este sistema, fue propuesto en 1969 por R. H. Whitaker, quien señaló que los hongos eran un reino separado del reino vegetal, y entonces propuso la anterior clasificación de cinco reinos que ya conocemos: monera, protista, fungi, vegetal y animales. Carl Woese descubrió en los años 1970 que los procariontes encajaban en dos esquemas muy diferentes cuando se examinaba su estructura, composición y genética molecular, distinguiendo dos taxones, archaea (llamado primero Archaebacteria) y bacteria (llamado a veces Eubacteria). La clasificación actual se resume en el siguiente cuadro:

Reino

Organismos que lo forman

Arqueobacterias

Organismos parecidos a las bacterias, pero con características propias que los hicieron separarse del reino moneras Bacterias, algas azules Protozoarios, crisófitas Mohos, hongos verdaderos Algas verdes, algas rojas, algas pardas, briofitas, traqueofitas Invertebrados y vertebrados

Eubacterias Protistas Hongos Vegetales Animales

Reino archea o arqueobacterias Son las células vivas más sencillas, y por carecer de un núcleo definido se consideran procariotas. Estos organismos parecidos a las bacterias son considerados “fósiles vivientes” pues se sabe que pueden vivir en habitas que parecen corresponder con los que existieron hace millones de años cuando la Tierra era primitiva. Por ejemplo, se encuentran en ambientes termales donde se alcanzan temperaturas por encima del punto de ebullición del agua, en fumarolas, y geisers, entre otros lugares extremos. Un ejemplo es el Pyrococcus furiosus que tiene su óptimo crecimiento a 104ºC. También pueden vivir en medios halófilos (muy salados), por ejemplo los halobacterium, que son halófilos estrictos. Se cree que de hallarse vida en Marte, muy probablemente serían como este tipo de células, que no necesitan oxígeno para vivir.

106 Ciencias Naturales - Octavo Grado

Reino eubacteria o bacterias verdaderas El reino eubacterias comprende las bacterias verdaderas, Por ejemplo: Escherichia coli. Se caracterizan por ser procariotas y porque se agrupan en colonias muy numerosas. Por su forma esférica se clasifican en cocos; bacilos por su forma alargada y cilíndrica, y espirilos


UNIDAD 4 por su forma de hélice o espiral. Otras bacterias, llamadas vibrios, tienen una forma corta similar a una coma.

estructura simple y su semejanza con las formas unicelulares.

Importancia de las bacterias Casi siempre se piensa que las bacterias son gérmenes que producen enfermedades. Sin embargo, de las más de 1500 especies de bacterias, solo unas 250 causan enfermedades. Las actividades de la mayoría de las bacterias son útiles y necesarias en la producción de alimentos (yogur, por ejemplo) y medicamentos (intervienen en la síntesis de vitaminas y antibióticos). Intervienen en el ciclo del nitrógeno y del carbono, así como en los metabolismos del azufre, del fósforo y del hierro, sin olvidar que las bacterias del suelo y del agua son indispensables para el equilibrio biológico. Además, juegan un papel esencial en el ser humano por la presencia de la flora bacteriana normal.

Punto de apoyo Originalmente se pensaba que las archaeas eran como las bacterias, pero las archaeas son una forma de vida muy diferente y mucho más sencilla. Son la forma de vida más sencilla que se conoce y son capaces de vivir en ambientes extremos. No necesitan de la luz solar, tampoco necesitan oxígeno. Las bacterias archaeas absorben CO2, N2, ó H2S, y eliminan gas metano a manera de producto de desecho. Arqueobacterias y eubacterias, aunque ambas son procariotas, difieren en la constitución genética básica, así como en las estructuras de alguno de sus componentes celulares, como la pared celular. Dentro de las eubacterias se incluyen la mayor parte de los organismos definidos como bacterias.

Reino protista El reino protista se compone de organismos eucariotas (tienen el material genético en el núcleo). La mayoría de los protistas son unicelulares. Los protistas multicelulares tienen estructuras simples. Muchos protistas son autótrofos (realizan fotosíntesis), sin embargo, otros son heterótrofos (son incapaces de elaborar su alimento). En este reino se incluyen la mayoría de las algas y los protozoos. Las algas pluricelulares se incluyen en este grupo por su

Euglena

Los miembros del reino protista son un grupo poco común de organismos que se unieron porque en realidad parecían no pertenecer a ningún otro grupo. Algunos protistas se parecen y actúan como las plantas, otros actúan y se parecen a los animales, pero no lo son. El reino protista fue propuesto por primera vez por el biólogo alemán Ernst H. Haeckel, debido a la dificultad para separar los organismos unicelulares animales de los vegetales. Los organismos parecidos a los animales del reino protista se llaman protozoarios y son heterótrofos.

Reino fungi ¿Qué tienen en común los champiñones, el moho negro que aparece en el pan o en la cortina del baño, la levadura que fermenta el pan o el vino y la penicilina? La respuesta es que todos ellos son hongos que pertenecen al reino fungi, un grupo con más de 60 mil especies conocidas. Carecen de clorofila y cloroplastos, por lo que segregan unas enzimas digestivas que

Octavo Grado - Ciencias Naturales 107


UNIDAD 4 depositan sobre el alimento, y después lo absorben predigerido a través de su pared celular y membrana plasmática. En 1969 se determinó que los hongos no son plantas porque no producen su propio alimento. Tampoco se pueden incluir en el reino animal, entre otras cosas debido a que los integrantes de este último grupo se nutren por ingestión (tragan su comida) y los hongos lo hacen por absorción. Los hongos son saprófitos, ya que absorben sus nutrimentos (alimentos) de desechos orgánicos y organismos muertos. Esto es sumamente importante desde el punto de vista ecológico, porque al descomponer la materia en partes más pequeñas, se libera carbono, nitrógeno y elementos minerales de los compuestos orgánicos, permitiendo su recirculación y posterior reciclaje. Sin la labor silenciosa de los hongos,

muchos elementos esenciales estarían atrapados en enormes cantidades de materia orgánica proveniente de animales muertos, excremento, ramas, troncos y hojas y otros desechos, fuera del alcance de nuevas generaciones de organismos, y la vida en el planeta pronto se acabaría, por no existir los elementos nutritivos que la hacen posible. El hecho de que haya hongos venenosos para los humanos exige sumo cuidado al momento de ingerirlos.

Punto de apoyo Los líquenes son organismos formados por la simbiosis entre un hongo y un alga. Son muy resistentes a las condiciones ambientales difíciles. La simbiosis es la asociación de dos o

2

más individuos de distintas especies, en la que los ambos se benefician.

Actividad

Descomponedores Materiales a utilizar: Un plátano Un plumón 2 bolsas plásticas con cierre hermético Una cucharita Levadura seca en polvo Procedimiento: Corta dos rebanadas de plátano y colócalas dentro de cada una de las bolsas. Sobre una de las rebanadas de plátano, espolvorea media

108 Ciencias Naturales - Octavo Grado

a) b) c)

cucharadita de levadura seca. Cierra las dos bolsas herméticas y marca con una L la que contiene el plátano con la levadura. Revisa las dos bolsas cada día durante una semana y observa lo que pasa con las dos rebanadas de plátano. ¿Cuáles son tus observaciones? ¿Cómo interpretas lo sucedido? Compara tus respuestas con la explicación dada en el solucionario.


UNIDAD 4 Reino vegetal Lo forman todas las plantas. Entre sus características se destaca que son los únicos seres capaces de fabricar su propio alimento por la fotosíntesis, es decir, que son autótrofos. No pueden desplazarse de un lugar a otro; no tienen órganos de los sentidos, pero responden a estímulos como la luz.

Reino animal Cerca de un millón de especies de animales pertenecen a este reino. Todos son heterótrofos, todos poseen movimiento. Se han clasificado en: a)

Invertebrados: poríferos (esponjas), celenterados (corales), platelmintos (gusanos planos), nematelmintos (gusanos redondos y lisos, lombriz intestinal), anélidos (lombriz, sanguijuela), artrópodos (insectos, arácnidos, crustáceos, miriápodos), moluscos (caracol), equinodermos (estrella de mar, erizo).

b)

Vertebrados: anfibios, reptiles, peces, aves, mamíferos. El ser humano pertenece a este reino.

Se clasifican en dos grupos: plantas con flores o fanerógamas y plantas sin flores (helechos, musgos) o criptógamas. Su reproducción es fundamentalmente sexual, pero puede ser asexual.

Resumen La taxonomía es la rama de la biología que se encarga de clasificar a los seres vivos. Para ello, los agrupa en categorías que son: reino, phylum o división, clase, orden, familia, género y especie. Los seres vivos se distribuyen en seis reinos: arqueobacterias, eubacteria, protista, fungi, vegetales y animales. La nomenclatura binomial, creada por Carlos Linneo, es la que permite nombrar a todos los seres, por medio de su nombre científico, que se forma con el género y la especie del organismo, por ejemplo, Mangifera indica es el nombre científico del mango. Con el nombre científico se evitan confusiones porque es un lenguaje universal.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 109


UNIDAD 4

Los organismos saprófitos, es decir, que se alimentan de desechos y cuerpos en descomposición son:

3

El reino fungi pertenene al grupo de:

4

En la clasificación de Carlos Linneo, la familia es el conjunto de: a) géneros. b) órdenes. c) especies. d) clases.

a)

moluscos. b) hongos. c) artrópodos. d) platelmintos.

La ciencia que tiene a su cargo la clasificación de los seres vivos se llama: a)

taxonomía. b) biología. c) fisiología. d) medicina.

2) a.

3) c.

2

a)

los protozoarios. b) las bacterias. c) los mohos. d) los crustáceos.

1) b.

1

Soluciones

Autocomprobación

4) a.

UN MILAGRO DEL REINO ANIMAL La jalea real es un milagro de la naturaleza por sus propiedades extraordinarias. Solo la abeja reina y las larvas de celdas reales son alimentadas con jalea real. Esto asegura la supervivencia de las abejas reinas, su mayor tamaño y su gran vitalidad para la reproducción. La jalea real actúa como estimulante del organismo humano, mejora el estado general; aumenta la capacidad física e intelectual; proporciona un estado de optimismo; mejora la vista y la memoria de las personas de edad avanzada y actúa de manera favorable sobre la anemia y los estados de depresión.

110 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Lección 2

Cuarta Unidad

Ecosistemas Motivación

C

uenta una leyenda de la Costa del Bálsamo, en El Salvador, que cierto día estaban dos indígenas atrapando cangrejos rojos de mar, de los que salen con las primeras lluvias y había tal abundancia de ellos que los indígenas pronto llenaron sus recipientes. Al regresar a sus casas, sintieron muy pesada la carga de los cangrejos y decidieron quemar algunos para disminuir el peso que llevaban. Pero el espíritu guardián se dio cuenta de lo que iban a hacer y llamó al dueño de los cangrejos, así: Ven a ver, aquí están quemando tus cangrejos. Espera, ya voy. Los indios oyeron esto, al mismo tiempo que vieron aparecer, al final de la playa, un hombre con un gran sombrero de palma, que llevaba un enorme palo y era seguido por un perro. Tal sujeto los llenó de miedo y emprendieron la huida para evitar la paliza que se habían ganado por la acción de quemar los cangrejos, que muy bien pudieron ser aprovechados por otras personas. ¿Por qué es importante esta leyenda? ¿Cómo la relacionas con el tema de esta lección? Indicadores de logro:

Identificarás y describirás adecuadamente los componentes bióticos y abióticos de los ecosistemas, reconociendo sus interrelaciones y la importancia de éstos en el correcto funcionamiento de los mismos.

Todo ser vivo necesita respeto y consideración, desde una bacteria hasta una ballena. Todos necesitan de ciertas condiciones para vivir, alimentarse y reproducirse. Ese conjunto de requisitos físicos, químicos y biológicos, además de las relaciones que se desarrollan entre ellos, es la primera idea de ecosistema. Alrededor de 1950, los ecólogos elaboraron la noción científica de ecosistema, definiéndolo como la unidad

Elaborarás y propondrás en forma responsable soluciones para recuperar y conservar los ecosistemas del país.

delimitada espacial y temporalmente, integrada por los organismos vivos y el medio físico y químico en que se desarrollan e interaccionan entre sí y con el medio. Es decir, el ecosistema es una unidad formada por factores bióticos (o integrantes vivos, como los animales y vegetales) y abióticos (los que no tienen vida, como los minerales y el agua) en la que existen interacciones vitales, fluye la energía y circula la materia.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 111


UNIDAD 4

Factores abióticos del ecosistema Los factores abióticos son los componentes inertes del ecosistema, como la luz, la temperatura, los productos químicos, el pH o potencial de hidrógeno, el agua y la presión atmosférica.

b)

La atmósfera contiene oxígeno y bióxido de carbono necesarios para realizar la respiración y la fotosíntesis, e indispensables en la mayoría de ecosistemas.

Luz

c)

La capa atmosférica regula la temperatura de toda la Tierra al impedir que todo el calor escape hacia el espacio. La temperatura es un factor importante para el normal desarrollo de la vida en el planeta.

La energía luminosa es convertida por las plantas en energía química gracias al proceso llamado fotosíntesis. Esta energía química es almacenada en las sustancias orgánicas producidas por las plantas. Sin embargo, la luz visible no es la única forma de energía que nos llega desde el Sol. La luz ultravioleta (UV) y la radiación infrarroja (calor) son también formas de radiación solar. ¿Cómo influye la luz solar en los seres vivos y sus procesos biológicos? La luz regula los ritmos biológicos de la mayor parte de las especies. Por ejemplo, es fundamental para el crecimiento de las plantas; además afecta su florecimiento y muchos procesos vitales, entre estos la fotosíntesis. En los animales, la luz del sol regula sus hábitos de alimentación, descanso, reproducción e incluso la migración. Temperatura Es útil para los organismos que no están adaptados para regular su temperatura corporal (peces, anfibios, reptiles). Las plantas usan una pequeña cantidad de calor para realizar el proceso fotosintético. La diferencia de temperaturas entre distintas masas de agua oceánica en combinación con los vientos y la rotación de la Tierra crea las corrientes marítimas. El desplazamiento del calor que es liberado desde los océanos o que es absorbido por estos permite que ciertas zonas atmosféricas frías se calienten, y que las regiones atmosféricas calientes se refresquen. Atmósfera Es una zona de protección para la vida en el planeta. Las funciones de la atmósfera que son importantes para los ecosistemas son las siguientes: a)

Evita que lleguen a la superficie terrestre las radiaciones solares que son perjudiciales para los seres vivos. El ozono absorbe los rayos ultravioleta que producen cáncer, cataratas y otros problemas de salud en el ser humano y en los animales.

112 Ciencias Naturales - Octavo Grado

Agua Forma parte de diversos procesos químicos orgánicos. Por ejemplo, las moléculas del agua se utilizan durante la fotosíntesis, liberando a la atmósfera los átomos de oxígeno del agua. Otra de sus funciones es actuar como termorregulador en los sistemas vivos. Cuando el agua se evapora desde la superficie de la piel, o de la superficie de las hojas de una planta, las moléculas de agua arrastran consigo calor. Ésto funciona como un sistema refrescante en los organismos. Suelo Es la cubierta superficial que cubre la Tierra. Está compuesto de minerales y partículas orgánicas que se producen por la acción combinada del viento, el agua y la temperatura. El suelo es el hábitat de microorganismos y pequeños animales. Los restos de animales y de plantas, luego de un proceso de descomposición, forman lo que se llama humus.


UNIDAD 4 La estructura física del suelo en un lugar dado está determinada por el tipo de material geológico del que se origina, por la cubierta vegetal, por la cantidad de tiempo en que ha actuado la meteorización, por la topografía y por los cambios artificiales resultantes de las actividades humanas.

El suelo es una parte fundamental de los ecosistemas terrestres. Contiene agua y elementos nutritivos que los seres vivos utilizan. En él se apoyan y nutren las plantas en su crecimiento y condiciona, por tanto, todo el desarrollo del ecosistema.

pH

De igual manera, situaciones que afecten el pH del suelo resultan negativos para el crecimiento y desarrollo de las plantas. A nivel atmosférico, la formación de lluvia ácida como resultado de la contaminación ambiental acaba también afectando a los seres vivos.

El pH es una medida del contenido de iones hidronio (H+) presentes en una solución. Un pH menor a 7 indica acidez, es decir una concentración mayor de iones H+ que la que se presenta en el agua. Mayor a 7 indica basicidad, es decir, menor concentración de H+ que la que se encuentra en el agua. El pH del ambiente de un ecosistema es crucial porque afecta el funcionamiento de casi todas las enzimas, hormonas y otras proteínas de los organismos que lo habitan. Por lo general, los seres vivos regulan su pH interno, pero cuando el pH del entorno es casi siempre bajo, a menudo supera esta capacidad regulatoria en muchas formas de vida; por ejemplo, si la rana grillo se expone a agua con un pH inferior a 4 se produce una mortalidad superior al 85%. La contaminación de las aguas por sustancias químicas que alteran su pH puede ocasionar cambios en las aguas de tal manera que los organismos no puedan sobrevivir.

Nutrientes Algunos nutrientes se encuentran disponibles en pequeñas concentraciones, tal es el caso del nitrógeno, pues aunque es el gas más abundante en la atmósfera, solo puede ser utilizado cuando se encuentra en forma de iones amonio (NH4+) y nitrato (NO3-). En general, la concentración de estos iones es baja en el suelo. Para solucionar este problema, muchas plantas tienen asociaciones con bacterias que son capaces de fijar nitrógeno atmosférico, el cual puede ser aprovechado por las plantas. A continuación, algunos de los nutrientes con su principal función dentro de los organismos vivos:

Octavo Grado - Ciencias Naturales 113


UNIDAD 4 Nutriente

Función

Carbono, Oxígeno, Hidrógeno Nitrógeno Fósforo Azufre Potasio Calcio

Forman parte de todas las biomoléculas

Magnesio Sodio

Es componente de las proteínas y los ácidos nucleicos Integra compuestos como fosfolípidos, ATP y ácidos nucleicos Forma parte de aminoácidos Es el ión en más alta concentración al interior de las células animales Constituyente de los huesos y el material leñoso de las plantas, juega papel primordial en la comunicación intercelular Componente de la clorofila, cofactor de enzimas Es el soluto de mayor concentración en el medio extracelular de las células animales

La humedad, el viento y la altitud también son factores abióticos que condicionan la aparición o permanencia de los factores bióticos en los ecosistemas.

Los elementos bióticos del ecosistema se dividen en: a)

Organismos productores o autótrofos: formados por los vegetales, los organismos especializados en captar la energía luminosa del sol y transformarla, mediante la fotosíntesis, en energía química y en alimentos.

b)

Organismos consumidores o heterótrofos: son aquellos incapaces de elaborar su propio alimento y tienen necesidad de conseguirlo en el medio en el que viven. Aquí se agrupan los animales herbívoros y los carnívoros.

c)

Descomponedores: son organismos que degradan la materia orgánica muerta, como troncos, hojas secas y restos de animales, entre otros. Entre ellos se encuentran los hongos y las bacterias.

La humedad es la cantidad de agua contenida en la atmósfera. Nos indica qué tipo de organismos pueden habitar en los ecosistemas. De acuerdo a las corrientes de viento que existen en la atmósfera, están determinadas la temperatura, la humedad y otras características abióticas del ecosistema y, por lo tanto, la distribución de los seres vivos. La altitud, es decir, la altura tomando como base el nivel del mar, condiciona la temperatura y la distribución de la flora y de la fauna. Para cada especie existen condiciones de luz, temperatura, altitud y humedad a las cuales puede sobrevivir. Si esas condiciones cambian, la vida de esas especies está en peligro. Por eso es necesario tomar conciencia de la urgente necesidad de proteger los ecosistemas. Factores bióticos del ecosistema Son todos los organismos que comparten un ambiente, incluidas las plantas, los animales y los microorganismos. Todos los seres vivos deben tener un comportamiento y características fisiológicas específicas que permitan su supervivencia y su reproducción en un ambiente definido. La condición de compartir un ambiente induce una lucha por la competencia y la sobrevivencia entre las especies, competencia que se da por el alimento y el espacio, entre otros factores.

114 Ciencias Naturales - Octavo Grado

Podemos decir 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.


UNIDAD 4

1

Actividad

Crea un ecosistema Plantar semillas de frijol en una serie de recipientes, haciendo variar el tamaño de ellos, así como el número de semillas plantadas, es una manera de observar cómo afecta la disponibilidad de recursos a los individuos de una población. Materiales a utilizar: Nueve recipientes (macetas, botellas desechables, Tamaño del recipiente Pequeño Mediano Grande

huacales o botes plásticos, entre otros). Deben ser tres pequeños, tres medianos y tres grandes. Una libra de frijoles Tierra negra suficiente para los nueve recipientes. Procedimiento: 1.

Siembra las semillas de frijoles en cada recipiente, de acuerdo al siguiente cuadro:

Número de semillas Maceta 1 Sembrar 5 semillas Maceta 4 Sembrar 5 semillas Maceta 7 Sembrar 5 semillas

Cada casilla corresponde a un recipiente o maceta de cierto tamaño, con una cantidad inicial dada de semillas. Representa una población experimental, donde podrá observarse qué sucede cuando poblaciones con la misma densidad crecen en hábitats (recipientes) de distintos tamaños; y lo que ocurre cuando en un hábitat de igual tamaño crecen poblaciones con muy distinta densidad. El tamaño del recipiente equivale a la disponibilidad de recursos, ya que el frijol, como cualquier planta, necesita de

Maceta 2 Sembrar 25 semillas Maceta 5 Sembrar 25 semillas Maceta 8 Sembrar 25 semillas

Maceta 3 Sembrar 100 semillas Maceta 6 Sembrar 100 semillas Maceta 9 Sembrar 100 semillas

nutrientes que están en la tierra, de tal forma que mientras más pequeño es el recipiente, menor será la disponibilidad de nutrientes, y mientras más grande sea una población, mayor será la cantidad de recursos que necesitará. 2. Cuida que todos los recipientes reciban luz solar y agua. 3. Toma fotos del desarrollo de las plantitas y anota tus observaciones diarias, al menos durante diez días o más. Compara tus observaciones con la explicación dada en el solucionario.

Clases de ecosistemas

el aire que circunda a un determinado espacio terrestre.

Los ecosistemas son sistemas complejos como un bosque, un río o un lago, formados por elementos físicos y biológicos que se interrelacionan y entre los cuales existe un flujo de materia y energía. En la Tierra existen dos grandes tipos de ecosistemas, determinados por el medio (agua o tierra) en que se desarrollan los seres vivos.

Dependiendo de los factores abióticos de cada ecosistema, existen distintos tipos de hábitats terrestres: desiertos, praderas y bosques, entre otros.

a)

Ecosistemas terrestres

Son aquellas zonas o regiones donde los organismos (animales, plantas) viven y se desarrollan en el suelo y en

b)

Ecosistemas acuáticos

Están formados por plantas y animales que viven en el agua. Los ecosistemas acuáticos (al igual que los terrestres) pueden variar ampliamente de tamaño yendo desde un océano hasta un charco de agua. Asimismo, existen ecosistemas acuáticos de agua salada y dulce. Los organismos bentónicos (que en su conjunto

Octavo Grado - Ciencias Naturales 115


UNIDAD 4 se denominan bentos) habitan el fondo del mar, ya sea desplazándose por este, adheridos al sustrato o inmersos en la arena o lodo marino. Por ejemplo las algas, esponjas y estrellas de mar. Los organismos pelágicos viven libremente en el agua y se dividen, a su vez, en dos grupos: el plancton y el necton. Se llama plancton a los diminutos seres que no tienen órganos natatorios activos y se desplazan a la deriva en las aguas superficiales. Al plancton vegetal se le conoce como fitoplancton y al animal, como zooplancton.

Hay otro tipo de sabana con terrenos quebradizos y pobres, con un rápido drenaje. En la actualidad, estos ecosistemas están deteriorados porque en ellos se cultiva mucho arroz, frijol, maíz, maicillo, se extrae leña o se construyen casas. Los árboles como el conacaste, el chilamate, el guarumo, la ceiba se observan principalmente a la orilla de los ríos. Ellos constituyen el hábitat de iguanas, garrobos, pericos, entre otros animales. Bosque caducifolio en época seca

Se conoce como necton a todos los organismos capaces de nadar y desplazarse libremente por el agua (peces, mamíferos acuáticos, entre otros). En el ecosistema de agua dulce (ríos, lagos, lagunas, etc.) se establecen relaciones similares a las marinas, ya que existe plancton y necton. Ejemplos de ecosistemas salvadoreños La distribución de la vegetación en El Salvador está condicionada por la altitud, el clima y el tipo de suelo. Bosque nebuloso Tiene una vegetación densa y compleja, distribuida desde los 1,000 hasta los 2,500 metros sobre el nivel del mar. Se ubica en las cimas de montañas, por ejemplo, en el Trifinio, en Chalatenango, en el Cerro Verde y en el volcán de Santa Ana. Esta vegetación es la más antigua del país, ya que los lugares donde hoy se encuentra fueron los primeros en emerger por movimientos tectónicos en Centroamérica. Abundan los pinares, los cipreses, los laureles, las orquídeas, entre otras. Sabana de morros Tiene pocos árboles y mucha hierba. En la época lluviosa, el suelo se vuelve fangoso y en la época seca se agrieta. Se observan sabanas en La Unión, Morazán, San Miguel, Usulután, Chalatenango y Sonsonate. El clima es cálido y oscila entre los 30 a 40 grados centígrados.

116 Ciencias Naturales - Octavo Grado

La sequía es severa en la parte baja del país, entre los 200 y 800 metros de altitud donde el clima es caliente. En esta zona se observan el laurel, el guayabo, el nance, el maquilishuat, el jocote y el jiote, además de muchos matorrales. Bosque de coníferas Se encuentran en las zonas altas de Santa Ana, Chalatenango, Morazán y La Unión. Los pinos, los robles, los cipreses crecen en las laderas de las montañas y en los picos fríos y húmedos. En ciertos lugares han sido sustituidos por plantaciones de café. Manglar o bosque salado Este bosque qué se encuentra entre los 0-200 metros sobre el nivel del mar y es relativamente abundante en San Vicente, La Paz, Usulután y La Unión, debido a la cantidad de ríos que desembocan en el mar y propician la mezcla de agua dulce con la salada. El flujo y reflujo del agua ha permitido la formación de un suelo fangoso, que resulta ser la condición adecuada para que se formen los manglares. Este ecosistema es muy valioso porque es el hábitat de muchas especies de animales, cangrejos, camarones y otros. Además del mangle, se observan el conacaste y el ujushte, entre otros árboles.


UNIDAD 4

2 a)

Actividad Contacta grupos ambientalistas de tu comunidad o ciudad. Ellos siempre necesitan voluntarios para realizar muchas actividades a favor de los ecosistemas.

Cambios que traen problemas Prácticamente todos los ecosistemas de la Tierra han sido contaminados o destruidos por las actividades humanas en los últimos 50 años. El siguiente cuadro resume esta situación:

Problemas

Causas

Posibles soluciones

-Desaparición de especies animales -Tala -Evitar quemar o talar plantas y vegetales -Desechos domésticos e industriales -Controlar el uso de fertilizantes y -Contaminación del agua pesticidas -Uso de pesticidas -Suelos contaminados -No botar basura en lugares inapropiados -Quema -Aumento de la temperatura -Regular el servicio de aseo urbano -Monóxido de carbono de los vehículos -Exceso de basura -Crear conciencia ciudadana -Liberación de aguas negras o -Escasez de agua contaminadas al mar o ríos -Controlar los derramamientos accidentales de petróleo -Comercio -Controlar más la pesca -Exceso de población -Construir viviendas de varios pisos -Pesca desmedida -Reutilización y reciclaje -Construcción de urbanizaciones

3

Actividad

Examina la tabla anterior y complétala con algunos problemas que observes en los ecosistemas que están a tu alrededor, así como las causas y las medidas que pueden tomarse para resolverlos.

Resumen Ecosistema es la unidad formada por factores bióticos y abióticos y las relaciones que se construyen entre ellos. Factores abióticos son la luz, la temperatura, la atmósfera, el agua, el suelo, el pH. Son factores bióticos los seres vivos que comparten un ambiente. Pueden ser productores o autótrofos, heterótrofos o consumidores y descomponedores. Los factores bióticos y abióticos se unen en ecosistemas terrestres y acuáticos. Por ejemplo: la selva, la sabana, el mar, un manglar. Los ecosistemas han sido contaminados o destruidos debido al uso indebido que el ser humano ha hecho de ellos. Por eso es importante conservar lo que todavía existe.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 117


UNIDAD 4

2

3

Un organismos es autótrofo?

4

Una de las acciones recomendable para el bienestar de los ecosistemas es: a) evitar comprar animales exóticos como mascotas (mono araña, garrobo, entre otros). b) adquirir más de lo que necesitas. c) hacer ejercicio tres veces por semana. d) comprar productos de especies en peligro de extinción (carne de iguana, huevos de tortuga).

a)

suelo. b) pH. c) calor. d) agua. Un ser heterótrofo es: a) un organismo productor de alimentos. b) un organismo herbívoro. c) un organismo que degrada la materia orgánica muerta. d) un organismo que no puede elaborar su alimento.

3) b.

El factor que es abiótico, aquel compuesto de minerales y partículas orgánicas, además de ser hábitat de pequeños animales y microorganismos es:

2) d.

a)

la vaca. b) la ceiba. c) la gallina. d) el hongo.

1) a.

1

Soluciones

Autocomprobación

4) a.

PECES ROBOTS CONTRA LA CONTAMINACIÓN El mar Cantábrico, que baña las costas de España, es el primer lugar beneficiado con el trabajo de cinco peces robots, creados por científicos británicos. Los robots, con forma de pez carpa, tienen sensores químicos que permiten localizar agentes contaminantes peligrosos como derrames de tuberías subterráneas o barcos. Al detectar algún riesgo, los peces transmitirán la información a tierra mediante el uso de tecnología inalámbrica, lo que les permite navegar independientes de la interacción humana.

118 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Lección 3

Cuarta Unidad

Conoce más de los ecosistemas Motivación

Quien comienza a escalar el volcán de Izalco, en

Sonsonate, observa unas florecillas rojas alargadas, que parecen salir de las rocas. Son compañeras de la escasa vegetación que está apareciendo en el volcán. El volcán de Izalco es muy joven. Su primera erupción fue en 1770. Otra muy recordada es la que tuvo lugar en 1932 y la última, en 1966, con dos correntadas de lava. Esta coincidió con la inauguración del Hotel de Montaña en el Cerro Verde. Cuando un volcán hace erupción, el suelo queda cubierto con lava y ésta no permite que se reproduzcan las plantas pero ¿qué sucede con el paso de los años con los animales, las plantas y el suelo?

Indicadores de logro:

Analizarás, representarás y diferenciarás las sucesiones primarias de las secundarias, valorando el papel de éstas en la recuperación de los ecosistemas.

En un terreno sin vegetación, como las laderas del Izalco, llega un momento en el que los líquenes comienzan su lento y efectivo trabajo: descomponer la roca volcánica, lo cual es favorecido además por la acción del agua y del viento. Esto permite que luego lleguen helechos y gramíneas, que van poblando de verde el lugar. Tienen que pasar muchos años para que se observe un árbol, pero ese momento llega y luego habrá muchos más. Los animales también llegarán. Es lo mismo que sucede cuando se derriba una casa y el terreno queda abandonado. Pronto llegan los primeros habitantes vegetales y, con el

Construirás con creatividad cadenas y redes tróficas para diferentes comunidades ecológicas, describiendo con interés su importancia en la transferencia de energía de los autótrofos a los heterótrofos.

tiempo, dicho predio, si no se tocara, volvería a su estado original, pero necesitaría miles de años. La sucesión ecológica es la serie de cambios que de manera natural se produce en un ecosistema por su propia dinámica interna. Su característica esencial es la sustitución de unas especies por otras. La sucesión produce ecosistemas cada vez más estables y más resistentes a las perturbaciones, así que se describe como un proceso de maduración hasta alcanzar su equilibrio o clímax. Se conocen dos tipos de sucesión: primaria y secundaria.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 119


UNIDAD 4 Sucesión primaria La sucesión primaria es la que ocurre en áreas como roca desnuda, lava y arenas depositadas por las mareas. Nunca ha habido plantas ni animales en ese lugar y los líquenes son los primeros seres vivos que aparecen.

y el aporte de desechos acarreados por el viento, produce con el tiempo un medio que puede mantener suficiente agua y nutrientes para el crecimiento de grama, plantas y luego arbustos. Estos arbustos crean condiciones para que varias especies de árboles puedan crecer y desarrollarse.

Es el caso del volcán de Izalco.

Observas en la imagen cómo las comunidades se suceden unas a otras en el tiempo y preparan el camino para la siguiente. La sucesión primaria puede durar cientos o miles de años.

En estas sucesiones primarias, los líquenes son generalmente los primeros organismos colonizadores o pioneros. Recuerda que los líquenes son asociaciones simbióticas entre alga y hongo. El hongo del liquen secreta sustancias químicas que disuelven algunos de los minerales contenidos en la roca, y que también permiten que el liquen permanezca adherido al sustrato y absorba la humedad requerida por el alga. Esta realiza la fotosíntesis y suministra los carbohidratos necesarios para los dos organismos. Las porciones no disueltas de la roca son el hábitat de pequeños insectos y microorganismos que se alimentan de la materia orgánica muerta y a través de sus actividades enriquecen el suelo en formación y permiten que lleguen otros organismos. El aumento de la profundidad del suelo y su enriquecimiento con la muerte de las especies pioneras

120 Ciencias Naturales - Octavo Grado

Sucesión secundaria Se produce en sitios que ya han sido ocupados por algún tipo de cobertura vegetal. Sucede, por ejemplo, cuando se tala un bosque. Ese terreno queda sin vegetación, pero con un potencial florístico (semillas, esporas) que comienza pronto a germinar. Otro ejemplo es el de la sucesión de especies que se da en un predio que fue talado para la agricultura o la ganadería y luego se abandonó.


UNIDAD 4 Los incendios naturales, el viento, las tormentas, las caídas de árboles por enfermedades o muerte son factores naturales que pueden dar origen a una sucesión en un lugar determinado. Por supuesto, el ser humano es el mayor agente perturbador y provocador de sucesiones ecológicas.

Flujo de energía en los ecosistemas Las relaciones más importantes que se establecen entre las poblaciones de un ecosistema tienen como finalidad principal obtener alimento. Estas relaciones reciben el nombre de cadenas alimenticias. ¿Qué es una cadena alimenticia? Una cadena alimenticia es una representación de la interacción que se establece en la naturaleza de la acción de comer, en la cual la materia y la energía se van pasando de un organismo a otro.

Tanto en la sucesión primaria como en la secundaria se busca un mismo fin y es el de alcanzar el clímax. Comunidad clímax Es el estado final y completamente estable de un ecosistema en el que han ocurrido una serie de sucesiones. Para alcanzar este estado es necesario que en el ecosistema no ocurra ningún tipo de cambio adicional y se encuentre en buenas condiciones. Es casi un estado perfecto. Por ejemplo, un bosque caducifolio o un nebuloso. Dos ejemplos en nuestro país son el bosque nebuloso de Montecristo y el bosque El Imposible.

Punto de apoyo La diferencia entre la comunidad primaria y la secundaria es que la sucesión primaria ocurre en lugares donde no han existido organismos. Por ejemplo, aquellos lugares que han experimentado una erupción volcánica, es decir el ecosistema nuevo parte de cero. En cambio, una sucesión secundaria es aquella que se da en comunidades que han sufrido algún tipo de disturbio, por ejemplo los campos de cultivos abandonados, bosques deforestados y bosques incendiados.

En el funcionamiento de los ecosistemas primarios no ocurre ningún desperdicio. Todos los organismos, muertos o vivos, son fuente potencial de alimento para otros seres. Un conejo se alimenta de una hoja, una serpiente se come al conejo y ésta, a su vez, es devorada por un ave rapaz. Los eslabones La cadena alimenticia tiene distintos eslabones. Cada una de las poblaciones que forman una cadena alimenticia es un eslabón de dicha cadena. Cada uno de estos eslabones recibe un nombre de acuerdo al rol que realiza. El primer eslabón corresponde a los vegetales ya que son organismos autótrofos, porque son capaces de fabricar su propio alimento por medio de la fotosíntesis. Por eso se llaman también productores. Estos seres vivos preparan sus alimentos con la energía solar, las sales minerales del suelo y el agua. Durante la fotosíntesis, se absorbe el bióxido de carbono y se libera oxígeno. El carbono absorbido es utilizado para preparar los nutrientes básicos que permiten el

Octavo Grado - Ciencias Naturales 121


UNIDAD 4 crecimiento de las plantas. La energía orgánica almacenada en la planta se transfiere a los animales que la consumen y éstos devuelven el CO2 a la atmósfera a través de su respiración. De esta forma el carbono y el oxígeno regresan al aire en un ciclo sin fin que permite la vida en todo el planeta. El segundo eslabón corresponde a los animales herbívoros, es decir, aquellos que consumen vegetales. Como son los primeros animales que se alimentan en la cadena, se les llama consumidores primarios. Ejemplos de consumidores primarios son las tortugas, las vacas, los calamares, los conejos, las cebras, los venados.

1 a)

El tercer eslabón está formado por los organismos carnívoros o depredadores. Estos animales se alimentan de otros animales, por lo general, herbívoros. Se llaman depredadores porque deben cazar su presa para sobrevivir. Ejemplos de depredadores son el tigre, el gato, el león y las serpientes, entre otros. Para cerrar la cadena y asegurar el flujo de energía, existe un eslabón muy importante: los descomponedores, como los hongos y las bacterias, organismos que viven en el suelo y que se encargan de descomponer o degradar a los organismos muertos o los restos de ellos, para reintegrar al ambiente las sustancias que los forman.

Actividad Escribe en tu cuaderno una lista de los cinco principales depredadores de la zona donde vives y averigua su estado de conservación, es decir, si están amenazados y por qué. Piensa en una posible solución a esa problemática. Utiliza la siguiente tabla para presentar tus datos. Especie

122 Ciencias Naturales - Octavo Grado

Estado de conservación

Solución posible


UNIDAD 4 Flujo de energía Corresponde a la energía que se va transportando desde los vegetales hacia los otros seres vivos, animales herbívoros y de aquellos carnívoros que se alimentan a su vez de los herbívoros.

2

Actividad

¿Me ves? Materiales a utilizar: 20 fósforos pintados de rojo, 20 pintados de azul, 20 de verde y 20 de amarillo. Un trozo de tela verde de 1 metro por lado. Un cronómetro

1

2

Procedimiento: El cuadrado de tela verde hace las veces de grama, los palos de fósforo son insectos y tú eres un ave en busca de alimento. Coloca el trozo de tela extendido en el suelo o en una mesa grande.

3

Riega los fósforos sobre la tela. Durante 10 segundos, el ave (tú) busca los insectos y los toma uno por uno.

Cantidad de fósforos rojos

Cuenta cuántos fósforos de cada color recogiste. Anota tus datos en un cuadro como el siguiente:

Cantidad de fósforos azules

Cantidad de fósforos amarillos

Cantidad de fósforos verdes

Experiencia 1 Experiencia 2 Experiencia 3 Repite, al menos dos veces, la experiencia. Haz un gráfico de barras con los datos obtenidos. a)

¿De qué color fue el fósforo más difícil de encontrar?

b)

¿Qué color ocultaría mejor a un insecto sobre el pasto?

c)

¿Y si la grama se pusiera amarilla? ¿Qué concluyes?

Esto mismo sucede en una cadena alimenticia. Compara tus comentarios con los dados en el Solucionario.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 123


UNIDAD 4 Red trófica Es la serie de cadenas alimenticias o tróficas muy relacionadas por las que circula la energía y los materiales nutritivos en un ecosistema. Una cadena alimenticia es cada una de las relaciones

La red trófica se puede definir no solo como una red de cadenas alimenticias, sino también como un conjunto de niveles tróficos (nutricionales).

Pirámide Trófica

Pirámide trófica Es la representación gráfica por medio de rectángulos sobrepuestos de toda la biomasa de una red alimentaria. La base de la pirámide la ocupan los productores, es decir, las plantas verdes en los ecosistemas terrestres y las algas microscópicas y macroscópicas en los medios acuáticos. Es el primer nivel trófico.

alimentarias que se establecen de forma lineal entre organismos que pertenecen a diferentes niveles tróficos.

Necrófagos o carroñeros

Carnívoros Herbívoros

Los herbívoros, que son los consumidores primarios porque consumen plantas verdes, corresponden al segundo nivel trófico. Las vacas, las ovejas, la oruga, el caballo, el conejo están aquí.

124 Ciencias Naturales - Octavo Grado

Productores


UNIDAD 4 Los carnívoros, consumidores secundarios, que son los depredadores de los herbívoros, pertenecen al tercer nivel trófico.

Punto de apoyo

Los omnívoros, que consumen tanto plantas como animales, los grandes carnívoros y los carroñeros se integran en el escalón superior.

Biomasa es la cantidad de materia viva que se encuentra en un ecosistema en un momento dado.

De unos niveles a otros En esta sucesión de etapas en las que un organismo se alimenta y es devorado, la energía fluye desde un nivel trófico a otro. Las plantas verdes u otros organismos que realizan la fotosíntesis utilizan la energía solar para elaborar carbohidratos para sus propias necesidades. La mayor parte de esta energía química se procesa en el metabolismo y se pierde en forma de calor en la respiración. Las plantas convierten la energía restante en biomasa, sobre el suelo como tejido leñoso y herbáceo y bajo éste como raíces. Luego, este material, que es energía almacenada, se transfiere al segundo nivel trófico que comprende los herbívoros que pastan, los descomponedores y los que se alimentan de detritos o desechos. Si bien la mayor parte de la energía asimilada en el segundo nivel trófico se pierde de nuevo en forma de calor en la respiración, una porción se convierte en biomasa. En cada nivel trófico los organismos convierten menos energía en biomasa que la que reciben. Por lo tanto, cuantos más pasos se produzcan entre el productor y el consumidor final, la energía que queda disponible es menor. Rara vez existen más de cuatro eslabones, o cinco niveles, en una red trófica. Con el tiempo, toda la energía que fluye a través de los niveles tróficos se pierde en forma de calor. Gracias a las pirámides tróficas, se ha podido afirmar que el ciclo de la energía es abierto.

Actividad

3

a)

Elabora una pirámide alimenticia con animales propios de El Salvador. b) Coloca en la base, por supuesto, a los vegetales, luego a los principales animales herbívoros; a continuación a los carnívoros menores (que pueden ser presa de otros), después a los depredadores mayores y, finalmente, a los carroñeros o descomponedores, al tope de la pirámide.

Resumen Las relaciones más importantes que se establecen entre las poblaciones de un ecosistema tienen como finalidad principal obtener alimento. Estas relaciones son las cadenas alimenticias. La cadena alimenticia tiene distintos eslabones. Cada uno recibe un nombre diferente, dependiendo del rol que cumple en ella. Así tenemos productores, consumidores y descomponedores. Una serie de cadenas alimenticias forma una red trófica, que permite ver el flujo de energía en todo el ecosistema y sus poblaciones. La pirámide trófica, por su parte, permite representar la biomasa de una red alimenticia. Es importante considerar el proceso de sucesión natural porque, en muchos casos de restauración de áreas degradadas, resulta ecológica y económicamente más viable que realizar programas de reforestación.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 125


UNIDAD 4

Los organismos que inician una sucesión ecológica son:

a)

2

arbustos. b) líquenes. c) animales carnívoros. d) animales depredadores.

Los herbívoros, los primeros en alimentarse en la cadena alimenticia, son: a) consumidores primarios. b) consumidores secundarios. c) consumidores terciarios. d) consumidores integrales.

3) d.

La definición de red trófica es:

4

Se encuentran en la base de una pirámide trófica:

a) los animales carroñeros o necrófagos.

b) los hongos.

c) los animales carnívoros.

2) a.

3

a)

es el almacenamiento de energía. b) es la unión de biomasas de una red alimenticia. c) estado final de un ecosistema. d) serie de cadenas alimenticias, por las que circula energía.

d) los vegetales.

1) b.

1

Soluciones

Autocomprobación

4) d.

MAIZ MARINO Información recabada por satélites de la NASA indica que hay una relación estrecha entre el calentamiento del agua, derivado del fenómeno meteorológico El Niño o del calentamiento global, y una disminución en la producción de fitoplancton en los océanos. El fitoplancton es una planta microscópica de la que se alimentan numerosos animales marinos. Es el maíz del mundo oceánico. “Toda la cadena de alimentos va a ser afectada”, afirmó el oceanógrafo Scott Doney, del Instituto Oceanográfico Woods Hole. “Lo que preocupa es que cambios pequeños en la base pueden tener efectos dramáticos en ciertas especies al tope de la cadena alimenticia”.

126 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Cuarta Unidad

Lección 4 Ciclos biogeoquímicos

Motivación

L

a materia viva está formada por un pequeño número de átomos diferentes que no llegan a 30 en su conjunto. Algunos de esos átomos son abundantes; otros, escasos. Es evidente que existen formas de hacer que esos átomos se usen una y otra vez. Es posible que los átomos de carbono que en estos momentos forman parte de tu rodilla, hayan estado antes en un árbol, o quizás formado parte de una roca, o haber sido parte de la piel de un animal extinto. Recuerda que la materia no se crea ni se destruye, solo se transforma. ¿Cómo sucede este fenómeno? ¿Por qué y cómo se conservan estos átomos que forman parte de la materia?

Indicador de logro:

Representarás y describirás con creatividad diagramas de los ciclos del nitrógeno, del carbono, del fósforo y del azufre, a partir de explicaciones proporcionadas.

Los seres vivos necesitamos alrededor de 40 elementos químicos para crecer y reproducirnos. Se les llama nutrientes a los elementos necesarios para vivir. Hay elementos químicos que se necesitan en grandes cantidades, por ejemplo, el carbono, el oxígeno, el hidrógeno, el nitrógeno, el fósforo, el azufre, el calcio, el magnesio y el potasio, que forman más del 95% de la masa de los organismos, por eso se les llama macronutrientes. De otros elementos solo se necesitan trazas, por lo que reciben el nombre de micronutrientes; entre ellos se encuentran el hierro, el zinc, el cloro, el yodo y el cobre, entre otros.

Los ciclos de los nutrientes, que les permiten pasar del ambiente a los seres vivos y de regreso al ambiente, tienen lugar en los llamados ciclos biogeoquímicos, que están activados por la energía solar. Ciclo biogeoquímico se le llama al movimiento de grandes cantidades de carbono, nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, calcio, sulfuro, fósforo y otros elementos entre los componentes vivos y no vivos del ambiente (atmósfera y sistemas acuáticos), mediante una serie de procesos de producción y descomposición de la materia.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 127


UNIDAD 4 Hay 3 tipos de ciclos biogeoquímicos interconectados: a)

Ciclos gaseosos o atmosféricos

Los nutrientes circulan entre la atmósfera y los organismos vivos. En la mayoría de estos ciclos los elementos se reciclan con rapidez.

Los principales ciclos gaseosos son los del carbono, oxígeno y nitrógeno.

b)

Ciclo hidrológico

Muestra la circulación del agua entre el océano, el aire, la tierra y los seres vivos.

También se encarga de distribuir el calor del sol sobre la superficie del globo terráqueo.

c)

Ciclos sedimentarios

Se refieren a aquellos nutrientes que circulan en la corteza terrestre (suelo, roca y sedimentos), la hidrósfera y los organismos vivos.

Los elementos se reciclan con lentitud, debido a que los retienen las rocas y no tienen una fase gaseosa. A veces pasan miles de años formando parte de una roca. El fósforo y el azufre se reciclan de esta manera.

Ciclo del carbono El carbono (C) es un elemento químico que se encuentra en todas las moléculas orgánicas, también en el bióxido de carbono. Además, está en el aire y en el agua. El CO2 de la atmósfera lo utilizan las plantas para elaborar compuestos orgánicos, como los carbohidratos, mediante el proceso llamado fotosíntesis, que requiere la energía de los rayos solares. Cuando el Sol se esconde, se detiene la fotosíntesis, pero la respiración continúa, por lo que cerca del suelo aumenta la concentración de CO2 . Este gas está disponible en cantidades abundantes en el aire. Las etapas principales del ciclo del carbono son las siguientes: Las plantas toman el carbono del CO2 del agua (plantas acuáticas), del aire o del suelo (plantas terrestres) y con la energía solar producen alimentos (glucosa, sacarosa, almidón, celulosa) y liberan oxígeno (O2) al aire, al agua o al suelo. Este proceso químico se denomina fotosíntesis. En el ciclo del carbono las plantas juegan el rol más importante y una gran parte de la masa de las plantas está conformada por compuestos de carbono: azúcares, almidones, celulosa, madera o lignina y compuestos diversos. Los animales herbívoros se alimentan de las plantas y utilizan los compuestos orgánicos para vivir y formar su propia materia. Los carbohidratos son descompuestos por los herbívoros por procesos químicos en las células y forman el combustible de su

128 Ciencias Naturales - Octavo Grado


UNIDAD 4 cuerpo. Este proceso se inicia con la respiración, o sea la toma de oxígeno del aire o del agua. Con el oxígeno se descomponen los azúcares y se emite CO2 al aire o al agua. Por el proceso de la respiración, los herbívoros emiten bióxido de carbono al aire o al agua. Los animales carnívoros obtienen la materia de otros animales por la alimentación. Absorben los componentes de los animales por el proceso digestivo y los descomponen en las células con ayuda del oxígeno que respiran (del aire o del agua) y emiten CO2 al aire o al agua.

Punto de apoyo El exceso de bióxido de carbono en la atmósfera promueve el calentamiento global, tú puedes ayudar al ahorrar energía y practicar el reciclaje.

La descomposición de las plantas y de los animales al morir restituye el carbono al aire y al suelo en forma de CO2 y materia orgánica, respectivamente, que son aprovechados por otras plantas para reiniciar el ciclo. Los organismos vivos, que se encargan de la descomposición, proceso también denominado putrefacción, se denominan descomponedores y están conformados esencialmente por bacterias y hongos. El ciclo del carbono es fundamental, porque de él depende la producción de materia orgánica, que es el alimento básico de todos los seres vivos. Las siguientes imágenes ilustran el ciclo del carbono en ambientes terrestres y acuáticos: En los bosques tropicales lluviosos o de crecimiento acelerado, fijan anualmente entre dos y cuatro libras de carbono en forma de bióxido de carbono por metro cuadrado de superficie.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 129


UNIDAD 4

1 a)

Actividad Explica con tus palabras cuál es el papel principal que juegan las plantas en el ciclo del carbono.

En la tundra ártica y desiertos se absorbe el 1% de la cantidad fijada en los bosques de lluvia. Los dos grandes sistemas, la atmósfera y el océano, están íntimamente ligados entre sí por la transferencia del bióxido de carbono a través de la superficie de los océanos. Cada año se disuelven en el mar unos 100 000 millones de toneladas de CO2, que es reemplazado por una cantidad equivalente de CO2 oceánico.

Ciclo del nitrógeno ¿Cuál es la importancia del nitrógeno?

proteínas. La leche y los huevos son ricos en proteínas, así como el frijol, la lenteja y el garbanzo, entre otros. La fijación biológica del nitrógeno se debe a la bacteria del género Rhizobium, la que toma el nitrógeno directamente del aire, se multiplica y crece en los nódulos de las raíces, principalmente de las leguminosas.

Actividad

2

Explica con tus palabras: a) ¿cuál es la importancia de las bacterias nitrificantes como las del género Rhizobium, para las leguminosas como el frijol. b) ¿Qué pasaría con la cosecha de frijoles si las plantas llegaran a carecer de esas bacterias en sus raíces?

Los organismos vivos necesitan átomos de nitrógeno para la fabricación de moléculas orgánicas esenciales para la vida, tales como las proteínas y los ácidos nucleicos que son el ADN y el ARN, por lo tanto el nitrógeno es uno de los elementos indispensables para el desarrollo de los seres vivos. ¿Y dónde se encuentra nuestra fuente de nitrógeno? Se ha comprobado que el aire de la atmósfera contiene hasta un 78% de nitrógeno, por lo tanto, se puede afirmar que la atmósfera es un gran depósito de reservas de nitrógeno. La energía contenida en un relámpago rompe las moléculas de nitrógeno de la atmósfera y con ello, el elemento logra que se combine con el oxígeno del aire. Sin embargo, y a pesar de su abundancia en el aire, pocos son los organismos capaces de absorberlo directamente para utilizarlo en sus procesos vitales. Por ejemplo, las plantas para elaborar sus proteínas necesitan el nitrógeno en su forma fijada, es decir cuando ya ha sido incorporado en algunos compuestos, la mayoría en forma de nitrato, NO3- , o amonio, NH4+1. Los animales obtienen el nitrógeno que necesitan consumiendo plantas u otros animales. El nitrógeno (N2) es importante para las plantas y para la producción de proteínas, esenciales para la vida de los animales y del ser humano. La carne (los músculos, por ejemplo) son

130 Ciencias Naturales - Octavo Grado

También existen otras bacterias de vida libre que fijan nitrógeno, entre ellas Nitrobacter, Azotobacter y Clostridium; algunas algas verde azules cumplen la misma función en los ecosistemas acuáticos. El nitrógeno es excretado por los seres vivos en sustancias como amonio, urea y ácido úrico. Las bacterias desintegradoras descomponen los tejidos muertos en amonio u otro compuesto nitrogenado, para incorporarlo al suelo.


UNIDAD 4 Las bacterias nitrificantes oxidan los nitritos y los transforman en nitratos, luego estos compuestos de nitrógeno orgánico son utilizados nuevamente por las plantas verdes.

Ciclo del fósforo El fósforo es un elemento esencial para los seres vivos, ya que forma parte de la estructura de los ácidos nucleicos y de las moléculas productoras de energía (ATP). El fósforo es un nutriente sólido que forma parte del suelo; se le encuentra en forma de fosfatos disueltos en agua, cuyo origen es la corteza terrestre. Las plantas absorben el fósforo del suelo y lo integran al ADN, ARN y ATP de todas sus células. Los animales lo obtienen al ingerir vegetales u otros animales. Los restos de animales y vegetales muertos, así como los materiales de desecho, sufren la acción de bacterias, las cuales liberan los fosfatos y los incorporan al suelo. El agua arrastra la mayoría de los fosfatos del suelo y los lleva a ríos, lagos, mantos acuíferos y el mar. El fósforo también es consumido por la flora y la fauna acuáticas. Las aves marinas recuperan un poco del fosfato que llega al océano, cuando consumen productos acuáticos. Otra cantidad es utilizada por las plantas acuáticas, tal como lo observas en la siguiente imagen. Los productos marinos, al ser ingeridos por las personas o animales, incorporan el fosfato nuevamente al ciclo del fósforo. Se considera que casi todo el fósforo que circula es producto de lo que aporta el sustrato geológico.

Punto de apoyo Fosfato es una sal que proviene de una sustancia química llamada ácido fosfórico. Se utiliza como fertilizante en la agricultura.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 131


UNIDAD 4

Punto de apoyo En ciertas zonas de la Tierra se encuentran acumulaciones de compuestos de fósforo, que son explotados para fertilizar los suelos agrícolas y mejorar su contenido en fósforo.

Ciclo del azufre El azufre se encuentra en las proteínas y eso lo hace esencial para todos los seres vivos. Circula en la biosfera en dos ciclos. El primero comprende su traslado desde el suelo o desde el agua hacia las plantas y los animales, quienes lo asimilan y luego lo retornan al suelo o al agua, según el

132 Ciencias Naturales - Octavo Grado

lugar en el que viven. El segundo ciclo comprende el hecho de que algunos de los compuestos sulfúricos presentes en el suelo son llevados al mar por medio de los ríos. Para no perderlo y regresarlo a la tierra, la naturaleza lo convierte en compuestos gaseosos, como el ácido sulfhídrico (H 2S) y el dióxido de azufre (SO2). Estos compuestos viajan a la atmósfera y luego retornan a la tierra. Generalmente son lavados por las lluvias, aunque parte del dióxido de azufre lo absorben directamente las plantas desde la atmósfera. Las bacterias descomponen los compuestos de azufre y producen sulfatos, ácido sulfhídrico (gas con olor a huevos podridos) y el sulfuro de dimetilo, (CH3)2S. En la atmósfera, los dos últimos gases se oxidan y luego se convierten en ácido sulfhídrico y sulfatos y regresan a los ecosistemas terrestres.


UNIDAD 4 Ciclo del oxígeno Casi todo el oxígeno de la atmósfera satisface las necesidades de los organismos terrestres que respiran, y de los organismos acuáticos cuando se disuelve en agua. Constituye un 20% de la composición del aire, pasando del agua a la atmósfera por medio de la fotosíntesis y la respiración. Por cada molécula de oxígeno utilizada en la respiración celular, se libera una molécula de bióxido de carbono. A diferencia de la fotosíntesis, en la que por cada molécula de bióxido de carbono absorbida en la fotosíntesis, se libera una molécula de oxígeno.

Fotosíntesis 6 CO2 + 6 H 2O → C 6 H12O6 + 6 O2 Respiración

C 6 H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H 2O + 38 ATP

Cuando se realiza el proceso fotosintético, parte del oxígeno que se libera es utilizado por los seres vivos durante la respiración en la formación de bióxido de carbono. Una parte se mezcla con el monóxido de carbono para formar bióxido de carbono y otra parte se integra en la formación de la capa de ozono.

Resumen Se da el nombre de ciclo biogeoquímico al movimiento de cantidades masivas de carbono, nitrógeno, oxígeno, fósforo, azufre, y otros elementos entre los componentes vivientes y no vivientes del ambiente (atmósfera y sistemas acuáticos) mediante una serie de procesos de producción y descomposición de la materia. Hay ciclos biogeoquímicos gaseosos, hidrológicos y sedimentarios. El carbono se encuentra en la atmósfera como bióxido de carbono gaseoso. Las plantas toman el bióxido de carbono directamente del medio donde viven y con él fabrican carbohidratos y algunos lípidos durante la fotosíntesis. Al alimentarse de plantas, los animales ingieren los compuestos complejos elaborados a partir de bióxido de carbono y agua. El bióxido de carbono regresa a la atmósfera a través de la respiración de los seres vivos por desintegración bacteriana o

como residuo de las combustiones. El nitrógeno atmosférico no puede ser utilizado en forma natural por los seres vivos, sino que tiene que ser transformado en compuestos absorbibles por las plantas. Las bacterias (Rhizobium) fijan el nitrógeno del aire, lo transforman en compuestos aprovechables (amoníaco y nitratos), y la planta los absorbe para formar proteínas. Los seres vivos al morir son descompuestos por procesos de putrefacción en el que intervienen bacterias y hongos, y se restituyen al medio los compuestos a base de nitrógeno que contienen, para un aprovechamiento posterior por las plantas. En cuanto al oxígeno, el azufre y el fósforo, son elementos que necesitan los seres vivos y que también tienen un proceso que les permite circular en la biósfera.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 133


UNIDAD 4

Los siguientes elementos son macronutrientes:

a)

2

3

El guano, excremento de cierto tipo de aves, es rico en:

4

Las plantas utilizan el CO2 para realizar el proceso de: a) absorción de nutrientes. b) fotosíntesis. c) floración. d) respiración.

oxígeno y zinc. b) carbono y cobre. c) fósforo y nitrógeno. d) cloro y azufre.

Las bacterias del género Rhizobium intervienen en el ciclo biogeoquímico del:

a) fósforo.

b) nitrógeno.

c) azufre.

d) carbono.

a)

Fósforo b) Oxígeno c) Azufre d) Agua

1) c.

1

Soluciones

2) b.

3) a.

Autocomprobación

4) b.

GUANO, UN FERTILIZANTE NATURAL Guano es una palabra que proviene del quechua “wanu” y es el nombre que se le da a los excrementos de las aves marinas del guanay, el piquero y el alcatraz. El guano de las aves es utilizado como abono eficaz en la agricultura debido a sus altos niveles de nitrógeno y fósforo. Además su materia orgánica mejora la estructura del suelo. El guano está compuesto de amoníaco, ácido úrico, fosfórico, nitrógeno, ácidos carbónicos, sales e impurezas de la tierra. Hoy en día la producción de guano es menor debido a una reducción en la cantidad de aves. Se extrae cada seis años cuando la capa es suficiente para que su extracción sea rentable.

134 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Lección 5

Tercera Unidad

El agua y la vida Motivación

T

¿ e imaginas como sería el mundo sin agua? Si observas a tu alrededor notarás que hay agua por todas partes: en los ríos y lagos, los mares, en las nubes, en el aire que nos rodea, en nuestro cuerpo, la saliva, la sangre, en las frutas, los alimentos y en los mantos subterráneos, entre otros. Como ya sabes, el agua es necesaria para la vida del ser humano, los animales y las plantas. Además, el agua es parte importante de la riqueza de un país; es por eso que debemos aprender a no desperdiciarla. Es tan necesaria e importante para la vida, que si un día faltara se acabaría la vida sobre la Tierra en muy poco tiempo.

Indicadores de logro:

Ilustrarás, interpretarás y explicarás con seguridad el ciclo hidrológico, utilizando esquemas, demostrando valoración por la importancia del agua en la vida de los seres humanos.

Identificarás, compararás y ubicarás con seguridad, ejemplos de las principales cuencas de El Salvador, haciendo referencia a su ubicación.

Ciclo hidrológico El agua es la sustancia más abundante en la biosfera. Los océanos, los casquetes polares, los lagos, los ríos, el suelo y la atmósfera contienen millones de kilómetros cúbicos de agua. El movimiento del agua en el ciclo hidrológico es mantenido por la energía radiante del Sol y por la fuerza de la gravedad. Los océanos conservan el 97% del agua de nuestro planeta; alrededor del 3% se encuentra en los continentes (ríos, lagos, lagunas, aguas subterráneas, glaciares) y una ínfima cantidad se desplaza en la atmósfera, en forma de vapor. Cada día se evaporan del mar, de los océanos y de los lagos y ríos ciertas cantidades de agua que van a la atmósfera en forma de vapor de agua.

La cantidad de vapor de agua no es la misma en todas partes; es mayor cerca del Ecuador, en los trópicos. El vapor de agua entra en la atmósfera por la evaporación y abandona la atmósfera como lluvia o nieve. El tiempo que demora el agua en caer desde el momento de su evaporación oscila entre unas pocas horas a unas semanas, un promedio sería de 9 a 10 días. Cada molécula de agua repite, de esta manera, un proceso natural conocido como ciclo hidrológico. El ciclo hidrológico es una serie de sucesivas transformaciones del estado físico del agua que se produce en la naturaleza.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 135


UNIDAD 4

Punto de apoyo La hidrósfera es la capa de agua que cubre las tres cuartas partes de la superficie de la Tierra. El agua puede encontrarse en sus tres estados: sólido, líquido y gaseoso. Dos de esos estados puedes observarlos al realizar la siguiente experiencia.

1

Actividad

Un mini ciclo hidrológico Materiales a utilizar: Frasco de vidrio grande con tapa Plantas de tamaño pequeño Recipiente pequeño con agua (un vasito plástico) Tierra Arena Piedras pequeñas Procedimiento:

Tapa el frasco y colócalo en un lugar donde reciba luz del sol, cuidando de que ésta no llegue en forma muy directa. Anota tus observaciones durante una semana. a)

¿Qué te llama más la atención?

b)

¿Cuál es la relación entre el frasco tapado que contiene a la planta, el planeta Tierra y el ciclo hidrológico?

Pon en el fondo del frasco una capa de piedrecitas.

c)

¿Has observado el ciclo del agua en el desarrollo de la actividad?

Coloca una capa de arena sobre las piedrecitas y luego una capa de tierra.

d)

¿Qué relación tiene este experimento con los cambios de estado del agua en el ciclo hidrológico?

e)

Compara tus respuestas con las que están en el Solucionario.

Siembra las plantitas dentro del frasco, ten cuidado de no partir las raíces, cúbrelas con suficiente tierra. A la par de las plantitas, siempre dentro del frasco, pon el recipiente con agua. 1

2

3

¿Cómo comienza el ciclo hidrológico? Inicia con la energía que se recibe del Sol. Los continentes y océanos pierden agua por evaporación, el vapor se eleva a la atmósfera y se condensa en forma de nubes que originan la precipitación.

136 Ciencias Naturales - Octavo Grado


UNIDAD 4 Las precipitaciones pueden ser lluvias, nieve o granizo, las cuales llegan de nuevo al suelo, y por lo tanto, a los ríos y océanos. Un porcentaje de las precipitaciones circula por la superficie, otra porción se evapora y una tercera se infiltra en la tierra, para alimentar las aguas subterráneas. El ciclo hidrológico es un agente modelador de la corteza terrestre debido a la erosión y al transporte y deposición de sedimentos por el agua. Asimismo, condiciona la cobertura vegetal y, de una forma más general, la vida en la Tierra. Debajo de la superficie de la tierra hay espacios de diferente tamaño en los que se acumula agua, dentro de los poros y grietas, entre las partículas del suelo, arena, grava y rocas. El agua subterránea más profunda puede permanecer oculta durante miles de años, pero la mayor parte de los yacimientos están a poca profundidad y desempeñan su función dentro del ciclo hidrológico. Esta reserva de agua es esencial para mantener el caudal de los ríos y la humedad del suelo.

La gran importancia del agua subterránea es el papel que juega en el abastecimiento de agua potable a las ciudades; aunque esto nos lleva a problemas tales como el agotamiento de las reservas, el deterioro de la calidad del agua y los consiguientes impactos económicos, sociales y ambientales que tal situación genera.

Actividad

2

Observa las dos ilustraciones siguientes. a) La primera muestra un manto acuífero y un arroyo en condiciones naturales; la segunda imagen es del mismo lugar, pero señala los efectos ambientales producidos por el uso del agua subterránea. b) Encuentra las diferencias entre las dos ilustraciones y coméntalas con tus compañeras y compañeros.

Puede aparecer en la superficie en forma de manantiales o nacimientos, o puede ser extraída mediante pozos. Aunque, en general, estos mantos acuíferos están menos contaminados que el agua superficial, la contaminación de este recurso es ya una preocupación en muchos países. La siguiente ilustración te muestra una de las maneras como puede dañarse un manto acuífero.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 137


UNIDAD 4

3

Actividad Condensación Aire Húmedo

Desarrolla la siguiente actividad: a) Todo lo que has leído sobre el ciclo del agua se resume en el siguiente esquema. Trata de explicarlo y, si lo necesitas, vuelve a las páginas anteriores.

Evaporación de ríos suelos, lagos Transpiración Precipitación

Desagüe Evaporación de océanos

Intersección Infiltración

Humedad de suelos Filtración

4

Corriente subterránea Agua subterránea

Actividad

Para sobrevivir en el desierto Materiales a utilizar: Una cuchara sopera grande Un pedazo de plástico transparente de 50 centímetros por lado Cuatro piedras grandes Cuatro piedras pequeñas Un vaso plástico grande Procedimiento Busca en el patio o jardín de tu casa un lugar donde puedas hacer un agujero. Cava en el suelo un agujero cónico de unos 40 centímetros de diámetro. En la tarde, coloca el vaso plástico en el fondo del agujero. Luego, pon sobre el agujero el plástico y asegúralo con las piedras grandes en las cuatro esquinas. Sobre el plástico, dispón las cuatro piedrecitas, de manera que queden cerca de la boca del vaso. Al día siguiente, en la mañana, destapa el agujero y observa con cuidado qué ocurrió durante la noche. Escribe tus observaciones.

138 Ciencias Naturales - Octavo Grado

Una vez escritas las observaciones, vacía el vaso y mantén el agujero abierto durante el día. Cada tarde, vuelve a colocar el plástico y el vaso en su lugar, es decir, repite los pasos del 3 al 7. 9. Repite durante tres días, al menos. a) ¿Qué podrías hacer con el recolector de humedad en el desierto? b) ¿De dónde proviene el agua que se obtiene en el vaso? c) Compara tus respuestas con el Solucionario.


UNIDAD 4

¿Qué es una cuenca hidrográfica? Es un área de terreno que drena agua en un punto común, como una quebrada, un río, una laguna, o un lago cercano. Cada cuenca pequeña drena agua en una cuenca mayor que, a su vez, puede desembocar en un río principal, en un depósito natural de aguas, en un pantano o bien directamente en el mar.

Cuenca hidrográfica no es lo mismo que cauce o margen de un río. Cuenca implica cierta superficie de terreno, de hecho, el lugar en el que te encuentras pertenece a una determinada cuenca, ¿sabes cuál es?

La cuenca hidrográfica es un “río”. “Laguna” se define también como una unidad territorial en la cual el agua que cae por precipitación se reúne y escurre a un punto común. En esta área viven personas, animales y plantas, que utilizan el agua de la cuenca para producir alimentos, generar electricidad y para beber, entre otras actividades.

Si no lo sabes, busca en el mapa. El término cuenca también incluye desde la parte más alta de los árboles o vegetación de la zona hasta los estratos geológicos bajo tierra. ¿Cuáles son algunas de las funciones de una cuenca?

Octavo Grado - Ciencias Naturales 139


UNIDAD 4 Captar las precipitaciones para que alimenten los ríos, lagos y otros cuerpos de agua 2. Generar electricidad 1.

Almacenar agua 4. Diluir contaminantes 3.

5. Contribuir a la conservación de la flora y de

la fauna

6. Hacer fluir el agua por la superficie o por

las capas subterráneas 7. Evitar el deterioro y erosión de los suelos 8. Regular la recarga hídrica

¿Cómo se protege una cuenca? Con actividades como las siguientes:

Manteniendo la flora de la región

Evitando la contaminación del agua subterránea

Cuidando el suelo del uso excesivo de la ganadería

Haciendo un uso racional de los recursos de la zona.

Evitando prácticas agrícolas inadecuadas.

Protegiendo a la fauna.

Nuestro país cuenta con 360 ríos, los cuales se agrupan en 11 regiones hidrográficas. Ellas son: 1.

Paz

La comparte con Guatemala. 2.

Cara Sucia-San Pedro

Esta cuenca tiene a la ganadería, la agricultura y la pesca como sus principales actividades económicas. 3.

Lempa

Es la mayor cuenca del país, con una extensión de 10,082 kilómetros cuadrados, es decir, más o menos el 48% del territorio nacional. El área total de la cuenca es de 17,790 kilómetros cuadrados, que El Salvador comparte con Guatemala y Honduras. A lo largo de los más de 360 kilómetros que tiene el río Lempa en nuestro país, se encuentran las centrales hidroeléctricas 5 de Noviembre, 15 de Septiembre y Cerrón Grande. La construcción de estas presas modificó el paisaje natural de la cuenca. 4.

Grande de Sonsonate-Banderas

En la zona occidental de El Salvador es una zona agrícola y ganadera. 5.

Mandinga-Comalapa

Abarca terrenos al sur de La Libertad, Sonsonate y San Salvador. 6.

Jiboa

Las precipitaciones en la época lluviosa, especialmente en las partes alta y media de la cuenca, vuelven un área de riesgo la región baja, por las inundaciones.

140 Ciencias Naturales - Octavo Grado


UNIDAD 4 7.

Estero de Jaltepeque

Desemboca en el mar. 8.

Bahía de Jiquilisco

Cuenta con zonas de bosque salado (manglares). 9.

Grande de San Miguel

Es la cuenca de mayor tamaño comprendida totalmente en territorio salvadoreño. 10.

Goascorán

Se observa poco caudal, debido a la pérdida de vegetación y a la contaminación, la cual es más evidente en zonas de El Sauce, Concepción de Oriente, Anamorós, Nueva Esparta y Pasaquina. 11.

Siramá

En la zona del golfo de Fonseca. Tipos de cuencas Exorreicas Son las que drenan sus aguas al mar o al océano. El Salvador tiene 58 cuencas exorreicas, todas drenan al Pacífico. Endorreicas Desembocan en lagunas y lagos que no tienen comunicación al mar. Nuestro país tiene varias cuencas endorreicas; la de mayor área pertenece al lago de Coatepeque.

Resumen El ciclo hidrológico es una serie de sucesivas transformaciones (evaporación, condensación, precipitación, circulación, infiltración) del estado físico del agua. El ciclo hidrológico permite la reutilización del agua. Esta reutilización se evidencia en la cuenca hidrográfica, que es un área de terreno que drena agua en un punto común, que puede ser un río, una laguna, una quebrada. Algunas de las funciones de las cuencas hidrográficas son: almacenar agua, contribuir a la conservación de la flora y la fauna y generar electricidad, entre otras. El Salvador tiene su territorio distribuido en 11 cuencas, de las que la cuenca del Lempa es la de mayor tamaño.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 141


UNIDAD 4

a)

2

evaporación-condensación precipitación-infiltración. b) condensación-infiltración precipitación-evaporación. c) evaporación-infiltración precipitación-condensación. d) precipitación-condensación infiltración-evaporación. Una función de las cuencas es: a) tener suficientes árboles.

b) almacenar agua.

c) evaporar bastante agua.

d) estimular las precipitaciones.

3

La cuenca de mayor tamaño comprendida totalmente en territorio salvadoreño es:

4

Una de las cuencas que El Salvador comparte con Guatemala se llama:

a) Goascorán.

b) Jiboa.

c) Cara Sucia-San Pedro.

d) Paz.

2) b.

El orden correcto del proceso del ciclo hidrológico es:

a)

Siramá. b) Mandinga-Comalapa. c) Grande de San Miguel. d) bahía de Jiquilisco.

1) a.

1

Soluciones

3) c.

Autocomprobación

4) d.

PARA LIMPIAR EL AGUA Investigadores del Centro Interdisciplinario de Ciencias Marinas del Instituto Politécnico, La Paz, Baja California Sur, desarrollaron una tecnología a partir algas marinas, que permite eliminar los principales contaminantes de aguas residuales, como el amonio y el fósforo, para utilizar aquellas en el riego de hortalizas. Utilizaron alginatos, compuestos naturales que se encuentran en la pared celular de las algas cafés, para formar pequeñas esferas en las que encapsularon microalgas y bacterias que logran absorber los residuos tóxicos en el agua.

142 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Solucionario Lección 1 Actividad 1 1. El nombre científico de un organismo puede tener un nombre para el género y uno para la especie. 2. El nombre científico de un organismo está formado por dos términos latinos, el primero corresponde al género y el segundo, a la especie. Investiga el nombre científico del caballo: Equus caballus Actividad 3 Descomponedores Tú observas que el plátano con la levadura se descompone más rápido y en mayor extensión que el que no tiene levadura. Eso sucede porque la levadura es uno de los miles de hongos conocidos. Estos son organismos unicelulares o pluricelulares que se alimentan mediante la absorción directa de nutrientes, ya que carecen de clorofila y, por lo tanto, no realizan fotosíntesis. Además, junto con las bacterias, los hongos son los causantes de la descomposición y posterior putrefacción de toda la materia orgánica. Es esto lo que ocurre con el trozo de plátano al que le agregaste levadura seca, ya que la levadura obtiene su alimento del plátano y lo descompone en partes más pequeñas. En el plátano sin levadura este proceso no ocurre de manera tan veloz, ya que los descomponedores están en menor cantidad. La particularidad fundamental que tienen los hongos es descomponer la materia orgánica, como trozos de piel, plumas, hojas, cadáveres, heces, entre otros, dividiéndola en partes más pequeñas; de esta manera, las sustancias que componían el tejido regresan al medio y al suelo para ser utilizados, nuevamente, por los productores.

Lección 2 Actividad 1 Crea un ecosistema En esta actividad observamos a diversas poblaciones de frijoles en recipientes de distintos tamaños. Los envases en los que crecieron poco fueron los que tenían poblaciones con una densidad muy alta, es decir, en aquellos frascos donde las semillas eran muchas y el espacio, poco. En cambio, los recipientes con crecimiento satisfactorio del frijol fueron los que tenían menos semillas. Para que las plantas (factor biótico) puedan desarrollarse necesitan los nutrientes (factores abióticos) que les proporciona el ambiente. En los frascos donde hay un número mayor de semillas es más difícil que éstas crezcan, ya que hay competencia por obtener los nutrientes del suelo, y estos son insuficientes para todas. En los envases en que hay pocas semillas y mucho espacio, es posible que cada una tenga la tierra necesaria para consumir los nutrientes que necesita sin competir con el resto.

Lección 3 Actividad 2 ¿Me ves? El fósforo insecto más difícil de encontrar es el verde, porque se confunde con el pasto; es decir que pasa inadvertido. Entonces, el mejor color para ocultar a un insecto es el mismo que el de la grama, por lo tanto, si el césped fuese amarillo, el color del insecto debería ser amarillo también. Una de las conclusiones de la actividad es que los fósforos verdes son los más difíciles de encontrar, le sigue el azul, luego el rojo y por último, el amarillo que es el más vistoso y por eso es más fácil de ver en la tela verde. Lo que está claro es que mientras más parecido o igual sea el color del insecto con la grama, es más fácil esconderse o mimetizarse. Es lo que sucede cuando un animal caza a otro, al igual que lo hizo el ave con el insecto. Si la presa logra mimetizarse en el medio le es más fácil sobrevivir.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 143


Solucionario Lección 4 Actividad 1: Las plantas toman el CO2 del aire y lo usan en el proceso de la fotosíntesis, que al final produce glucosa, que es una carbohidrato, y oxígeno. Actividad 2: Las bacterias nitrificantes ayudan a las leguminosas a obtener el nitrógeno que necesitan. Sin estas bacterias, la cosecha de frijol no sería posible.

Lección 5 Para sobrevivir en el desierto La actividad es una forma de obtener agua, que no es potable, pero puede servir en una emergencia. Por la baja temperatura de la noche, en el plástico se condensan el vapor de agua del suelo y del aire, los que caen en el vaso. Este experimento tiene relación directa con el ciclo del agua, pues muestra con claridad cómo el agua pasa de un estado a otro, de gas a líquido. Un mini ciclo hidrológico En el frasco tapado se hizo una especie de ciclo hidrológico y la relación que tiene con la Tierra, como con la planta del frasco, es que ambas necesitan el agua para vivir y mantenerse. Además, necesitan aire. En este ciclo del agua, la planta representa a los seres vivos, el agua del recipiente es el agua contenida en el mar, ríos y lagos. Las paredes del frasco se empañaron porque por efecto del sol, el agua comenzó a subir, como para formar nubes, luego caía en cantidades casi imperceptibles para mojar la planta y también la tierra y con esto mantener la vida. El agua en las paredes del frasco representa el estado de vapor, ya que con el calor del sol, comenzó a elevarse y con el frío de las paredes del frasco, las gotitas se condensaron para luego caer en forma más líquida. Así se observan los cambios de estado del agua.

144 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Proyecto Tú puedes hacer mucho Propósito

Máquina de coser

El estado crítico del planeta requiere crear conciencia entre la población y convocarla a un cambio de hábitos y actitudes frente a los problemas que generamos con nuestras costumbres y nuestras comodidades. El proyecto te muestra cuatro hábitos que, al ser practicados por ti, luego por tu familia y después por la comunidad pueden marcar la diferencia en el estado del medio ambiente.

Los cuatro hábitos son: 1.

2.

Sembrar un árbol y cuidarlo, tener varias macetas con las plantas que prefieras o cuidar un arriate en las inmediaciones de tu casa. La finalidad es que se logre más producción de oxígeno. Comprar o confeccionar una bolsa de tela u otro material, de manera que sustituyas gran parte de las bolsas plásticas que te dan en el supermercado. Esta es una manera de evitar producir más contaminación y, además, se disminuye la cantidad de desperdicios.

3.

Apaga todas las luces que no utilices.

4.

Evita lanzar basura a las aceras, parques y carreteras.

Hilo

Procedimiento: 1.

Seleccionar un lugar para sembrar el árbol o para colocar las macetas.

2.

Siembra el árbol, pero antes busca la asesoría de los expertos (en un vivero, por ejemplo) para que escojas las especies que más convienen según el lugar elegido.

3.

Cuida adecuadamente las plantas. Riégalas en la mañana o en la noche y protégelas de las plagas.

4.

Confecciona la bolsa, hazla de un tamaño adecuado para ti.

5.

Usa la bolsa en tus compras.

6.

Acostumbra llevar una bolsa de papel para que eches allí algún papel o envoltorio, en vez de lanzarlo a la calle.

7.

Apaga las luces que no se utilicen en tu casa o tu centro de trabajo.

Centro teórico Se trata de acciones muy sencillas que cualquier persona puede realizar en su hogar o lugar de trabajo, pero la suma de ellas supone una mejora ambiental.

Cierre del proyecto Comienza a practicar estos cuatro hábitos y luego, poco a poco, involucra a los miembros de tu familia para que también los practiquen.

Desarrollo Materiales: Árbol o plantas

Macetas o latas

Tierra negra Retazos de tela (de ropa que ya no se use)

Octavo Grado - Ciencias Naturales 145


Recursos Marrero, Leví. La Tierra y sus recursos. Editorial Cultural, México, D.F. 1975. E ambiental. org: Cadenas alimenticias http://www.eambiental.org/index.php?option=com_content&task=view&id=62&Itemid=224 Evolución y sucesión ecológica http://www.scribd.com/doc/13261337/Sesion-5-EVOLUCION-Y-SUCESION-ECOLOGICA Los animales.com: Taxonomía de los animales http://www.los animales.com/taxonomia-animales.html 2009 Página oficial del Ministerio del Medio Ambiente y recursos Naturales http://www.marn.gob.sv/?categoria=5 The drive Zone: Los arrecifes de coral http://www.e-travelware.com/zdive/dvcoral.htm 2009 Vieras León, Henner A. Ciclos Biogeoquímicos http://www.monografias.com/trabajos45/ciclos-biogeoquimicos/ciclos-biogeoquimicos.shtml

146 Ciencias Naturales - Octavo Grado


CIENCIAS NATURALES Unidad 5 NUESTRO MUNDO

Objetivos de la unidad Analizarás y reconocerás los principales problemas ambientales relativos al agua y el suelo, valorando las distintas formas en que el ser humano influye sobre estos recursos, con el propósito de identificar acciones individuales o colectivas necesarias para evitar su deterioro. Analizarás y representarás con interés la estructura y formación de los suelos, identificándolos y clasificándolos para valorar su importancia y realizar prácticas apropiadas para su protección. Indagarás y explicarás con curiosidad el origen y estructura de algunos cuerpos celestes, representando y describiéndolos con el propósito de comprender sus relaciones e influencia en la vida de la Tierra.


La vida en la Tierra

Influenciado por

clave para la Cuerpos celestes

Factores terrenales

fuerza del cuadro

el Agua

Suelo tiene

Disponibilidad

Contaminación

Ciclo de formación

Sol sufre

es una

Estrella

proporciona Erosión Producción agrícola base de la Seguridad alimentaria y nutrición

relacionada con las

Energía a la Tierra produce Eclipses

En esta unidad se estudia la problemática de la disponibilidad y contaminación del agua , así como también el proceso de formación y erosión del suelo como sustrato en el que existen los organismos vivos, además de su papel estratégico en la nutrición y alimentación de los seres humanos y el de otros seres vivos. Finalmente en esta unidad se abordarán fenómenos relacionados con la relación que existe entre la Tierra, la Luna y el Sol.

Introducción al proyecto Los temas vistos en esta unidad se integran en el proyecto de un huerto casero, porque éste permite colaborar con el bienestar del ambiente, hacer un uso correcto del agua y del suelo, al mismo tiempo que se mejora la salud con la ingestión de una dieta alimenticia adecuada que incluya los productos cosechados en el huerto.

102 Ciencias Naturales - Octavo Grado

Satélite natural

Mareas


Lección 1

Quinta Unidad

El agua y el suelo Motivación

Los pipiles salvadoreños invocaban al dios Tlaloc

con la siguiente oración “Señor de las verduras, las frescuras y las yerbas temporales, que haces brotar las semillas que son como piedras preciosas: que alegren y regocijen también los animales como las plantas, y que las aves de preciosas plumas vuelen y canten y chupen el néctar de las flores...” Era una plegaria frecuente al inicio de la época lluviosa, hace unos 600 años, en lo que hoy es territorio salvadoreño. Los pipiles sabían la importancia del agua para obtener cosechas abundantes y por eso rogaban para tenerla siempre en cantidad suficiente. Hoy en día no guardamos el mismo respeto a este líquido, que sigue siendo esencial para nuestra vida. ¿Cómo se puede proteger el recurso agua? Indicadores de logro:

Identificarás, describirás e investigarás las distintas causas de escasez y contaminación del agua y propondrás responsablemente acciones para la prevención del problema.

Describirás con responsabilidad distintas acciones humanas que conducen a la pérdida de la fertilidad del suelo.

Una de las principales problemáticas de nuestro país es el deterioro y pérdida de nuestras fuentes de agua. Como resultado de la acelerada pérdida y destrucción de los bosques, los caudales de los ríos en todo El Salvador han sufrido una considerable disminución, a tal punto que algunos de los ríos en la zona norte (Chalatenango, Cuscatlán y Cabañas) ya están casi secos. Sin embargo, en cada época lluviosa caen millones de metros cúbicos de agua sobre el territorio nacional; pero lamentablemente, mucha de esa agua se escurre por el suelo y ocasiona inundaciones en diferentes lugares, pérdida de nutrientes del suelo, desastres y más pobreza, antes de desembocar en el mar. Otro problema relacionado con el agua lo constituye la contaminación de los mantos acuíferos, lo que significa que hasta las aguas del subsuelo pueden llegar a

Octavo Grado - Ciencias Naturales 103


UNIDAD 5 contaminarse, principalmente por el uso de letrinas de fosa, el uso de abonos químicos e insecticidas en la agricultura, disposición inadecuada de basuras, compuestos orgánicos industriales como disolventes, pinturas, barnices e incluso gasolina, derrames de sustancias peligrosas encerradas en tanques de almacenamiento subterráneo deteriorados o mal construidos, entre otras. Por lo anterior, las aguas del subsuelo pueden ser potencialmente peligrosas a la salud y se necesita un tratamiento para convertirlas en potables.

¿Cómo se contamina el agua? Para responder la pregunta vamos a considerar las siguientes causas de la contaminación de las aguas en nuestro país: Aguas residuales. Los ríos, lagos y otros recursos acuíferos se pueden contaminar por la presencia de aguas residuales, que son las que provienen de lugares en los que el agua ha sido utilizada para el uso doméstico o industrial. Esta agua está infectada por sustancias fecales y orina, detergentes y partículas sólidas, entre otros contaminantes. Residuos de materiales como los abonos, usados en la agricultura, y arrastrados por la lluvia. que agotan el oxígeno disuelto. También producen olores desagradables. Residuos industriales como los plaguicidas y diversos productos usados en los procesos de producción industrial, tales como el teñido de telas y curtido de cueros, así como las sustancias que forman parte de los detergentes, y otras que resultan de la descomposición de compuestos orgánicos. Entre los productos químicos se incluyen también el mercurio, el plomo y el petróleo. Agentes patógenos: bacterias, virus, protozoarios y parásitos que llegan a las aguas y que provienen de desechos orgánicos. Los desechos orgánicos son todos aquellos residuos de origen biológico que alguna vez estuvieron vivos o formaron parte de un ser vivo, por ejemplo: hojas, ramas, residuos de la fabricación de alimentos, heces, orina, entre otros. La presencia de minerales en el agua, entre ellos, plomo, mercurio, nitratos, nitritos y fósforo. La acumulación de sedimentos formados por partículas del suelo y minerales arrastrados por las tormentas y escorrentías, desde las tierras de cultivo y los suelos sin protección, hacia los ríos y luego al océano. Agua caliente, que disminuye el contenido de oxígeno.

104 Ciencias Naturales - Octavo Grado


UNIDAD 5

1

Actividad

¿Cómo se contamina el agua subterránea? Materiales a utilizar: La mitad inferior de una botella de plástico de 2 litros Un vaso plástico lleno de agua Una varilla de madera, de 20 a 25 centímetros de longitud Un pedazo de tela de mosquitero, como para envolver la varilla de madera Un atomizador de agua Piedras pequeñas (para cubrir las ¾ partes de la botella cortada) Un poco de tierra Cinta adhesiva impermeable Dos gotas de colorantes para alimentos (opcional) Procedimiento: 1. Envuelve el atomizador con la tela del mosquitero y asegúralo con la cinta adhesiva. 2.

Colócalo dentro de la botella cortada, asegurándote de que llegue hasta el fondo. 3. Llena la media botella con las piedritas hasta sus ¾ partes, manteniendo la varilla en posición vertical.

4.

Coloca sobre las piedrecitas una capa delgada de tierra.

5.

Vacía, con cuidado, el agua del vaso plástico dentro de la media botella, por uno de sus costados. El agua solo debe cubrir las piedras, no la tierra.

6.

Acciona el atomizador para sacar agua, como si la extrajeras de un pozo y colócala en el vaso que estaba vacío. Observa cómo sale el agua. 7. Luego disuelve el colorante en el vaso y agrégalo de nuevo a la botella por uno de sus costados, como lo hiciste con el agua limpia. 8.

Saca de nuevo agua del “pozo” que has construido. Compara tus observaciones con las dadas en el solucionario.

Punto de apoyo

¿Cuáles son algunas de las enfermedades que produce el agua contaminada?

Según ANDA, El Salvador cuenta con 6 mil 155 millones de metros cúbicos de agua subterránea, renovables cada año en la época de invierno, convirtiéndose en la principal fuente de abastecimiento de agua potable en el país. Su explotación se realiza a través de la perforación de pozos y mediante la captación de manantiales.

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), alrededor de cuatro mil personas mueren al día por la ingesta de aguas contaminadas, no potabilizadas. Estas aguas son el caldo de cultivo de microorganismos peligrosos que atacan a la salud de la población causando graves enfermedades que incluso pueden llegar a convertirse en epidemias. Entre estas enfermedades se pueden mencionar: el cólera, la fiebre

Octavo Grado - Ciencias Naturales 105


UNIDAD 5 tifoidea y la paratifoidea, la disentería bacilar y amebiana, la hepatitis infecciosa, la malaria o paludismo, el dengue, la oncocercosis y la ascariasis, entre otras. Además de la ingestión de agua contaminada, los organismos patógenos que causan estas enfermedades se transmiten al comer alimentos contaminados por las aguas residuales o que han sido manipulados por personas enfermas, que se bañan o nadan en aguas contaminadas. Incluso el agua de las piscinas puede transmitir enfermedades como el pie de atleta e infecciones de oído y ojos si es utilizada por individuos con estas afecciones.

Agua potable Es la que está apta para el consumo humano. Los requisitos para que el agua sea potable son los siguientes: Incolora, no tiene ningún color y es totalmente transparente. Por lo tanto, tampoco puede tener partículas disueltas. Inodora, es decir, sin ningún olor. Sabor agradable. No debe contener gérmenes. Carecer de sustancias químicas tóxicas en cantidades que superen los límites admisibles. Existen varias técnicas para potabilizar el agua, por ejemplo: Filtración: Se hace pasar el agua a través de un filtro, de manera que las sustancias contaminantes queden atrapadas allí. Sedimentación: Al dejar reposar el agua en un recipiente se permite que las sustancias disueltas busquen el fondo del envase. Ebullición: Hervir el agua durante unos 3 minutos por lo menos. Desinfección química con tintura de yodo o con cloro. Luz ultravioleta, útil para eliminar bacterias y virus. Ozonificación, que consiste en hacer circular ozono (O3) en el agua que se va a purificar. Este proceso, además de eliminar bacterias y virus, prolonga la calidad bacteriológica del agua embotellada, lo que garantiza su pureza por mayor tiempo.

Suelo El suelo es un recurso natural, que recibe y aporta energía de la atmósfera y las aguas, pero su inadecuada utilización por las personas lo ha degradado, esto se refiere a toda modificación que conduzca al deterioro de este recurso. La degradación es el proceso que disminuye la capacidad actual y potencial del suelo para producir bienes y servicios (agricultura, ganadería, construcciones).

106 Ciencias Naturales - Octavo Grado


UNIDAD 5

Punto de apoyo Investigaciones del Ministerio de Agricultura y Ganadería de El Salvador (2008) manifiestan que el 80% del territorio salvadoreño sufre de erosión, pérdida de humedad y baja fertilidad.

¿Qué degrada al suelo? La incorrecta utilización del suelo por parte del ser humano, ya sea por malas prácticas agrícolas, actividades industriales, eliminación de residuos, actividades ganaderas, entre otras. El suelo sufre muchas interacciones, por lo que se modifica con facilidad. Tipos de degradación del suelo La degradación del suelo puede ser de naturaleza física, química o biológica. a)

La degradación física

Se produce por la pérdida de estructura, la disminución de la permeabilidad y la disminución de la capacidad de retención de agua. Esta situación afecta la germinación de la semilla y la penetración de las raíces, ya que necesitan suficiente porosidad para asegurar el agua que debe consumir la nueva planta y que el suelo no sea muy duro para que las raíces puedan penetrar hacia abajo. Este tipo de degradación física se evidencia por la erosión, que es la pérdida selectiva de materiales del suelo. El viento (erosión eólica) o el agua (erosión hídrica) arrastran los materiales de las capas superficiales. En el caso del agua, arrastra grandes cantidades de humus, que es la parte nutritiva del suelo, lo que provoca cosechas menos abundantes y empobrecimiento del mismo. El suelo también sufre la erosión natural o geológica, que es muy lenta, y responsable del modelado de los continentes. Es importante mencionar que este es un fenómeno útil a largo plazo para la fertilidad de los suelos porque continuamente se incorporan materiales frescos. b)

La degradación química

Se debe a la pérdida de nutrientes, la acidificación, la salinización y el aumento de la toxicidad por liberación o concentración de algunos elementos químicos. Puede suceder como consecuencia de las actividades humanas, pero también ocurrir de manera natural. La falta de rotación de cultivos y la excesiva explotación a que se ven sometidos, incide en el estado de degradación química del suelo. c)

La degradación biológica

A causa de su manejo equivocado, el suelo tiene menos materia orgánica incorporada. Los dos grandes tipos de procesos que causan la degradación biológica de los suelos

Octavo Grado - Ciencias Naturales 107


UNIDAD 5 son la reducción de materia orgánica (que implica pérdida de nutrientes) y la contaminación (por desechos sólidos y aguas residuales, entre otras). En el suelo se produce la mayor parte de los alimentos, fibras y maderas que utilizamos. Es decir, que su cuidado es esencial para la supervivencia de todos los seres vivos que pueblan el planeta. ¿Cuáles son las consecuencias de la degradación de los suelos? Son muchas, entre las que se pueden mencionar las siguientes: Pérdida de nutrientes (N, P, S, K, Ca, Mg, entre otros) al ser arrastrados por las aguas o por la erosión.

Evitar la tala y quema por los daños en cuanto a erosión y muerte de microorganismos del suelo. Evitar el monocultivo, que consiste en sembrar siempre el mismo tipo de cultivo en el mismo terreno, por ejemplo, caña de azúcar, maíz o soya. Construir terrazas y sembrar en contornos, cuando se siembra sobre terrenos con pendiente. Las barreras vivas son cultivos de protección del suelo en terrenos inclinados, evitan que el agua corra por la pendiente, arrastrando la capa fértil del suelo. Se puede usar zacate vetiver, zacate limón, izote, chipilín, piña, piñuela, leucaena, madrecacao, entre otros.

Deterioro de la estructura. La compactación del suelo produce una disminución de la porosidad, lo que origina una reducción del drenaje y una pérdida de la estabilidad, lo que aumenta la escorrentía. Pérdida física de materiales. Aumento de la toxicidad. A corto plazo, las situaciones anteriores producen una disminución de la producción y la necesidad de mayor cantidad de abono. A largo plazo se tendrá una infertilidad total y la desertización del territorio.

Evitar el sobre pastoreo, es más conveniente llevar a los animales de un lugar a otro, para permitir que el pasto vuelva a crecer. Preferir abonos orgánicos. Sembrar árboles.

Punto de apoyo

Obras de conservación: a)

Los elementos considerados como macronutrientes del suelo son: Nitrógeno (N), Fósforo (P), Potasio (K), Calcio (Ca ), Magnesio (Mg) y Azufre (S). De estos elementos las plantas toman grandes cantidades, principalmente de los primeros tres. Conservación del suelo Algunas de las medidas que se recomiendan para evitar el deterioro o pérdida de los suelos son las siguientes: Evitar la erosión ocasionada por el agua, el aire o el ser humano

108 Ciencias Naturales - Octavo Grado

Barreras muertas: son muros de piedra que siguen las curvas a nivel. No deben construirse si el terreno tiene mucha pendiente. Las barreras muertas pueden hacerse de cualquier material natural, como palos, troncos, pasto seco, tierra o paja. Todas ellas dejan pasar el agua, pero retienen suelo y materia orgánica.


UNIDAD 5 b)

Acequias: canales angostos que reducen la erosión porque le quitan velocidad al agua y, al almacenarla, hacen que se consuma poco a poco.

2

Actividad

Autoexamen Copia e imprime el siguiente cuadro o hazlo en tu cuaderno y marca día a día lo que estás haciendo por el bien del agua y del suelo. Este ejercicio se basa en la sinceridad. Cuando hayan pasado varias semanas y tengas varios cuadros, fíjate en tus progresos, así sabrás qué hábitos estás adquiriendo y cuáles necesitas trabajar un poco más. Lunes

Martes

Miércoles

Jueves

Viernes

Sábado

Domingo

Báñate en menos de 10 minutos. Enjabona los trastos con la llave del chorro cerrada. Utiliza la mínima cantidad de detergente; requiere menos agua para enjuagar y la ropa dura más. Riega las plantas en la noche o muy temprano. No eches basura en la calle, ríos y otros lugares

Resumen La contaminación ambiental altera desfavorablemente las condiciones naturales y causa que los animales desaparezcan y que los recursos se terminen. Las principales causas de la contaminación se deben al aumento constante de la población y su concentración en las grandes ciudades. Y es que más de la mitad de la población del mundo vive en las zonas urbanas, en las cuales se acumula la basura y se contamina el ambiente. La situación anterior influye en la contaminación del agua, que se debe, principalmente, a la diseminación de aguas servidas o

negras o a la infección por patógenos de los mantos acuíferos. Beber agua contaminada es un atentado contra la salud. Por otra parte, el suelo es contaminado por el uso descontrolado de plaguicidas, abonos, basura no tratada y materiales tóxicos expuestos. En la mayoría de los casos, los suelos pierden fertilidad y se erosionan, lo que ocasiona la desertificación. Para disminuir la pérdida de suelos se puede construir barreras vivas o muertas, acequias y practicar la rotación de cultivos, entre otras medidas.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 109


UNIDAD 5

¿Cómo se llama a la pérdida selectiva de materiales del suelo a causa del viento? a) erosión hídrica. b) erosión geológica. c) erosión eólica. d) erosión natural.

3

Tipo de degradación del suelo que implica perdida de nutrientes: a) química. b) biológica. c) física. d) máxima.

4

Es uno de los cultivos que se usan para construir una barrera viva: a) izote. b) papaya. c) sandía. d) girasol .

2) c.

3) b.

2

Dos cualidades del agua potable son: a) ser inodora y tener sabor dulce. b) contener gérmenes patógenos y ser incolora. c) estar tibia y no tener turbiedad. d) ser incolora e inodora.

1) d.

1

Soluciones

Autocomprobación

4) a.

ORO NEGRO AGRÍCOLA Los científicos aseguran que el “biocarbón” posee gran capacidad para mejorar la fertilidad del suelo, superando de esta forma al compost, el estiércol animal, y todos los otros productos bien conocidos para la mejora de tierras de cultivo. Afirman que empleando este “oro negro agrícola” como una nueva técnica, se podría contar con una estrategia eficiente y barata para reducir los gases de efecto invernadero atrapándolos en suelos enriquecidos con este carbón. Este estudio pionero llevado a cabo por la Universidad Estatal de Delaware, Estados Unidos, muestra cómo los suelos que recibieron el carbón producido a partir de desechos orgánicos absorbieron de manera significativa más agua y nutrientes y produjeron cultivos con mayor rendimiento.

110 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Lección 2

Quinta Unidad

Producción agrícola y alimentación Motivación

L

a dependencia de la agricultura de los pueblos de Centroamérica data de los tiempos más remotos. Ya los pueblos precolombinos subsistían de los frutos que la tierra les daba y mantenían una estrecha armonía con la naturaleza, pues reconocían que los elementos de la naturaleza eran su principal fuente de alimento. Fue así como en aquellos remotos tiempos. los nativos habitantes de las tierras centroamericanas rendían culto al maíz, a tal punto que una de sus culturas, la maya, afirma en el Popol Vuh, su libro sagrado, que el ser humano fue hecho de maíz. En la actualidad, los centroamericanos dependen mucho, al igual que sus antepasados, del maíz y de otros cultivos básicos. La planta de maíz sigue siendo el centro de atención, ahora ya no solo de los agricultores sino de la gran industria de los energéticos. ¿Por qué es tan importante el maíz? ¿Y qué relación tiene, en la actualidad, con los biocombustibles? Indicadores de logro:

Investigarás y analizarás críticamente los beneficios económicos de cultivos tradicionales y no tradicionales en El Salvador.

Explicarás con interés la composición de una dieta balanceada, distinguiendo entre alimentos con bajo y elevado valor energético y nutritivo.

Los recursos naturales de El Salvador son básicamente agrícolas y forestales. Cerca de una tercera parte del territorio es cultivable. El café, el algodón y la caña de azúcar son sus principales productos agrícolas. El café, que se exporta a Estados Unidos y a Europa occidental, es de excelente calidad y se cultiva en las laderas volcánicas. Los cultivos de caña de azúcar y algodón se localizan en las tierras bajas. Maíz, arroz, frijoles, maicillo y frutas tropicales son los principales productos para el consumo interno que forman parte de nuestra dieta alimenticia; además de ser un sector a desarrollar en la economía nacional.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 111


UNIDAD 5 En El Salvador hay miles de pequeños agricultores que cultivan maíz y frijol, más para el autoconsumo que para el comercio internacional. La baja producción de estos cereales está muy ligada a los principales determinantes de la pobreza: el aislamiento geográfico, la falta de acceso a los servicios públicos, bajo nivel de educación, el deterioro ambiental y la falta de una estrategia alimentaria a nivel nacional. En consecuencia, se importa maíz y frijol de varios países: Estados Unidos, Honduras, Nicaragua y otros. Muchos cultivos no logran satisfacer la demanda nacional, entre ellos las hortalizas y los frutales como el banano, mango, piña, aguacate, coco, entre otros. Incluso hay que importarlos para el consumo local.

Cultivos no tradicionales La producción de cultivos no tradicionales de exportación ha sido promovida en Centroamérica tanto

para captar más divisas, como para ofrecer al agricultor una alternativa de mayores ingresos. Sin embargo, el campesino de la región enfrenta serias dificultades para la supervivencia de su modo de producción, porque compite con el maíz y el frijol traídos desde el extranjero. Esto ha hecho difícil la producción de alimentos para el consumo doméstico. Por otra parte, el ámbito de los cultivos no tradicionales es un ambiente extremadamente competitivo. Factores como el acceso a la tierra, el crédito, el mercado y la tecnología trabajan muchas veces en contra del pequeño productor. Existen ciertos programas que impulsan la competitividad agrícola en los mercados locales e internacionales, la seguridad alimentaria y la prosperidad rural, desarrollando fortalezas y conocimientos en los agricultores. Pero falta mucho todavía, de parte del Estado y de la empresa privada, para que se brinde todo el apoyo que necesita este sector de la población.

Algunos de los cultivos no tradicionales en nuestro país son los siguientes:

Cultivo

Usos

Noni

Pulpa y jugo de la fruta, té de hojas y semilla y aceites esenciales de la semilla. Neutraliza la acidez, mejora condiciones como la hipoglucemia, el colesterol, la diabetes, la hipertensión, entre otras.

Morinda citrifolia L

Existen al menos 80 variedades de noni. En El Salvador la variedad predominante es la Panatica, aunque hay algunas manzanas sembradas con semilla originaria de Hawai y Tahití.

Originaria del sudeste asiático Higuerillo Ricinos communis Originario de África

Ha sido utilizado como sombra temporal en el establecimiento del cultivo del café en nuestro país. La semilla de higuerillo es rica en aceite y puede utilizarse mezclado con diesel para el funcionamiento de vehículos automotores y motores industriales. Además se pueden obtener subproductos de gran valor comercial como la torta que resulta después de extraer el aceite. Posee alto contenido de proteína, y podría ser utilizada como materia prima en la elaboración de concentrados para ganado bovino, al desintoxicar la torta. El higuerillo contiene glicerina muy utilizada en la industria de jabones y cosméticos, plásticos biodegradables y aceite de ricino líquido, entre otros.

112 Ciencias Naturales - Octavo Grado


UNIDAD 5 Cultivo Achiote Bixa orellana L Originario de América tropical

Chipilín Crotalaria longirostrata

Usos El colorante que produce es de gran interés comercial ya que su uso está exento de certificación y puede ser empleado en la industria alimentaria, en la de cosméticos y la farmacéutica, en el mercado nacional e internacional. Actualmente se encuentra cultivado en las zonas de Morazán, La Paz y Metapán, como parte del Proyecto Agroindustrial del cultivo del Achiote. La extensión sembrada no supera las 200 manzanas, sin embargo existen expectativas por ser uno de los colorantes naturales de importancia en la industria alimenticia. La semilla de achiote contiene minerales que pueden utilizarse en la alimentación animal. Sus hojas son ricas en hierro, calcio y betacarotenos. Es un alimento común en las cocinas centroamericanas y mexicanas. Las hojas pueden comerse frescas, secas y usarse para hacer tamales.

Originario de América tropical Izote Yuca elephantipes

Alcanza hasta diez metros de altura. Sus hojas tienen fibras resistentes que son utilizadas en textilería.

Originaria de América

Sus flores blancas, preparadas en ensaladas o encurtidos, son uno de los platos más gustados por los salvadoreños.

Fresa

Contiene gran cantidad de ácidos orgánicos, vitamina C, sustancias minerales y azúcares.

Fragaria vesca Originaria de América Melón Cucumis melo Originario del sur de Asia Papaya Carica papaya Originaria de Centroamérica Pepino Cucumis sativus Originario del sur de Asia

Es una planta anual, con un fruto delicioso, delicado y apetecido, especialmente en la época de mucho calor. En El Salvador se siembra en zonas principalmente costeras. Su fruto contiene vitaminas A, B1, B2 y C, y si se aprieta su corteza, exuda un látex (leche) blanquecino cuyo principio activo es la papaína, fermento activo que ayuda a la buena digestión, ya que tiene la propiedad de digerir las proteínas. Puede cultivarse todo el año, pero con fines de exportación la época va de noviembre a enero. Es importante tomar en cuenta las épocas de cosecha de mango verde, jícama y jocote, debido a que estos productos son sustitutos del pepino.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 113


UNIDAD 5

Combustible versus alimento En El Salvador se ha estudiado la posibilidad de la creación de una planta piloto de etanol, como una opción ante los altos precios del petróleo. También se planea usar 500 manzanas de terreno para sembrar higuerillo, a fin de contar con la materia prima para generar biodiesel, un tipo de biocombustible. Sin embargo estos proyectos aún no se han ejecutado y se considera que, de hacerlo, habría un impacto negativo en la disponibilidad de alimento humano en el país, pues las tierras serían ocupadas para esos cultivos en detrimento de la agricultura del frijol y maíz para consumo. ¿Qué son los biocombustibles? Son combustibles que no son derivados del petróleo, sino que tienen origen orgánico. El etanol, por ejemplo, es un tipo de alcohol que puede obtenerse de la caña de azúcar y luego mezclarse con gasolina para ser usado como combustible. El biodiésel se obtiene de plantas como el higuerillo, rico en aceites, y puede usarse en vehículos sin necesidad de que a éstos se les hagan ajustes mecánicos ni cambios en el motor. La industria, los gobiernos y científicos impulsores de los biocombustibles afirman que servirán como una alternativa al petróleo que se acaba, mitigando el cambio climático por medio de la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero, aumentando los ingresos de los agricultores y promoviendo el desarrollo rural. Sin embargo, rigurosas investigaciones y análisis realizados por respetados ecologistas y cientistas sociales sugieren que el desarrollo de la industria de biocombustibles a gran escala será desastrosa para los agricultores, el medio ambiente, la preservación de la biodiversidad salvadoreña y mundial y para los consumidores, particularmente los pobres.

Afirman que el cultivo masivo de maíz, caña de azúcar, soja, palma y otros cultivos destinados a generar biocombustibles, no reducirán las emisiones de gases de efecto invernadero, pero sí desplazarán a miles de agricultores, disminuirán la seguridad alimentaria de muchos países y acelerarán la deforestación y la destrucción del medioambiente. Se basan en lo siguiente: La escala de producción necesaria para alcanzar la proyección en masa de granos, promoverá la implementación del monocultivo industrial del maíz y la soja, con drásticas consecuencias ambientales (no rotación de cultivos, mayor erosión del suelo, debilidad ante las plagas, mayor uso de pesticidas). El maíz necesita grandes cantidades de nitrógeno químico como fertilizante. El uso ineficiente de fertilizantes de nitrógeno por parte de los cultivos conduce al escurrimiento de residuos altamente nitrogenados, sobre todo hacia aguas superficiales y subterráneas. Los altos niveles de nitratos son peligrosos para la salud humana. El cultivo intensivo de soja lleva a un masivo agotamiento de los nutrientes del suelo. El avance de los cultivos para biocombustibles significa menos terrenos para sembrar alimentos y un incremento en el costo de éstos. Mientras los bosques, que captan bióxido de carbono, continúen siendo eliminados para abrir camino a los cultivos destinados a biocombustibles, las emisiones de CO2 aumentarán, en vez de disminuir.

Actividad

1

Responde en tu cuardeno a) Busca en los periódicos o Internet notas relativas a la producción de biocombustibles. Saber más al respecto te hará tener una opinión más certera respecto a este tema. El siguiente gráfico es una proyección de la Universidad de Iowa en los Estados Unidos, que muestra cómo la demanda futura de etanol en ese país influirá en el destino del maíz que se producirá en dicha nación. La demanda de etanol (biocombustible) va a crecer en todo el mundo.

114 Ciencias Naturales - Octavo Grado


UNIDAD 5 Alimentación animal 340 320 300 280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

Etanol

Dieta balanceada

Otros

Una dieta balanceada significa obtener los tipos y cantidades de alimentos necesarios con el fin de proporcionar nutrición y energía para el mantenimiento de órganos, tejidos y células del cuerpo, al igual que para apoyar el crecimiento y desarrollo normales.

06-07

07-08

08-09 09-10

10-11

11-12

12-13 13-14

14-15

15-16

16-17

Seguridad alimentaria La seguridad alimentaria existe cuando todas las personas tienen, en todo momento, acceso físico y económico a suficientes alimentos inofensivos y nutritivos para satisfacer sus necesidades alimenticias y poder llevar así una vida activa y sana. La definición es de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO).

La palabra “balanceada” significa que es una dieta que satisface los requerimientos nutricionales, sin proporcionar demasiada cantidad de algunos nutrientes o deficiencia de otros. En este sentido, es importante que revises la Guía de alimentación para la familia salvadoreña, del Ministerio de Salud Pública y Asistencia Social. Para disfrutar de una dieta alimenticia nutritiva o balanceada debes consumir alimentos de cada uno de los grupos básicos que se exponen en la siguiente pirámide:

El retardo del crecimiento físico, el desarrollo mental deficiente, la baja productividad y los altos índices de enfermedades y mortalidad infantil y preescolar, son algunas de las manifestaciones de la mala alimentación y nutrición de la población salvadoreña. Las causas básicas de estos problemas están directamente relacionadas con el estado de inseguridad alimentaria en que viven grandes grupos de población y el que a su vez está determinado por limitaciones en la disponibilidad y el acceso a los alimentos, por la educación y la cultura alimentaria de la población y por las condiciones sanitarias en las cuales se desarrolla. Los cuatro problemas principales son: Disponibilidad alimentaria insuficiente Baja capacidad adquisitiva de las familias (pobreza) Comportamiento alimentario inadecuado (desconocimiento del valor nutritivo de los alimentos) Condiciones sanitarias insuficientes (hábitos higiénicos inadecuados, mala calidad del agua y disposición de excretas entre otros)

Tal como observas, los grupos básicos de alimentos se organizan en bandas verticales. Entre más ancha es la banda, mayor es la cantidad de alimentos de ese grupo que debes consumir. La pirámide también te indica que el ejercicio físico es tan importante como alimentarse bien. La siguiente tabla es muy importante en lo que respecta a formas de preparar alimentos de los diferentes grupos, además de ofrecerte algunas recomendaciones que te permiten aprovecharlos mejor.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 115


UNIDAD 5 Grupo de alimentos

Propiedades

Recomendaciones

Granos, raíces y plátanos

Proporcionan vitaminas (A, B), proteínas, grasas, minerales.

Los puedes ingerir como sopas, tortillas, atol, tamales, macarrones, cereal para niños, refresco, puré, dulces, asados, empanadas.

Evitan el estreñimiento, fortalecen el sistema inmunológico.

Prefiere las frutas de temporada porque son más baratas. Lávalas bien y cómelas frescas, de preferencia.

Maíz, arroz, avena, trigo, frijol, yuca, papa, camote, Son importantes porque proporcionan al organismo plátano, guineo majoncho, carbohidratos que se convierten en energía. Las raíces y plátanos, si se van a consumir entre otros salcochadas o en puré, conviene cocinarlas con cáscara y en poca agua, para evitar perder sus nutrientes. Frutas Fuente de vitaminas (A, C), minerales (potasio, Puedes consumirlas frescas, en jugos, purés, calcio, hierro), agua y fibra. jaleas, conservas.

Verduras y hojas verdes Zanahoria, cebolla, remolacha, espinaca, mora, chipilín, lechuga, brócoli, chile verde, tomate, pipián, ejotes, pitos, entre otros

Carnes, aves y mariscos

Proporcionan vitaminas (A, C, K), hierro, ácido fólico, potasio, sodio, agua, fibra. Ayudan a fortalecer las defensas del cuerpo y la formación de los huesos. Evitan enfermedades de la piel, la vista y previenen la anemia.

Acostumbra a los niños a consumir frutas en vez de golosinas. Puedes aprovecharlas en ensaladas, salcochadas, al vapor, en sopas o mezcladas con otros alimentos. Evita la excesiva cocción de los vegetales. Usa poca agua para cocerlas, a fin de evitar que pierdan sustancias nutritivas.

Prepara la ensalada justo antes de comerla para evitar que los vegetales pierdan parte de sus vitaminas. Fuente de hierro y vitaminas (A, B), grasas saturadas Cocina bien estos alimentos, especialmente y colesterol; son fuente importante de proteínas. la carne de cerdo. Los mariscos contienen yodo. Las carnes, menudos e hígado evitan la anemia.

Prefiere las preparaciones guisadas o en salsa para conservar los nutrientes de las carnes. Guarda en refrigeración la leche líquida y sus derivados, ya que se descomponen con facilidad.

Huevos, leche y derivados (queso, cuajada, requesón, yogurt, sorbete, entre otros)

Proporcionan proteínas, hierro, vitaminas (A, D, riboflavina), calcio.

Grasas y azúcares

Proporcionan energía.

Usa de preferencia aceites vegetales.

Manteca, crema, aceites vegetales, mantequilla de maní, aguacate, azúcar, dulce de atado, miel de abeja y de caña, dulces, jaleas, mermeladas

Las grasas facilitan la absorción de las vitaminas A, D y E.

Limita el consumo de estos alimentos.

El organismo los utiliza para el crecimiento, formación y reparación de tejidos.

Cuando compres azúcar, busca la que contiene vitamina A. Protege el azúcar de insectos y roedores.

Fuente: Guía de alimentación para la familia salvadoreña. Ministerio de Salud Pública y Asistencia Social.

116 Ciencias Naturales - Octavo Grado


UNIDAD 5

2

Actividad

Para todos los días Lee las diez recomendaciones básicas para una buena nutrición, escritas a continuación, y luego, en familia, cópialas en una cartulina o cartoncillo, ilústralas con recortes alusivos y ubica el cartel en la cocina o en un lugar en el que puedas leerlo todos los días, a fin de aprovechar las sugerencias. a) Desayuna siempre. b) Incluye granos, raíces y plátano en todos los tiempos de comida. c) Toma abundante agua todos los días.

d) e) f) g) h) i) j)

Come a diario tortillas y frijoles, por lo menos una cucharada de frijoles por cada tortilla. Come huevos y leche y sus derivados tres veces a la semana. Haz un poco de ejercicio todos los días. Procura ingerir verduras y hojas verdes todos los días. Compra sal yodada. Incluye frutas de estación en tu alimentación diaria. Come carnes, menudos o hígado por lo menos una vez a la semana.

Valor energético de los alimentos El valor energético o valor calórico de un alimento es un término que se relaciona con la cantidad de energía que puede proporcionar al quemarse en presencia de oxígeno. Esta energía se expresa en calorías. Las dietas de los humanos adultos contienen entre 2,000 y 5,000

Alimento

Calorías

Arroz blanco hervido 160 g 52 Cebolla cruda 30 g 12 Lechuga cruda 2 hojas 2 pequeñas, 20 g Puré de papas, con leche 70 g 89 Fresas 100 g 43 Melón 100 g 28 Bistec a la plancha 100 g 380 Pollo asado 100 g 151 Sardina en lata, con aceite 30 g 83 Huevo de gallina cocido 45 g 70 Fuente: Alimentación y nutrición Salvat.

Punto de apoyo Las calorías son el combustible que necesita el cuerpo para poder funcionar en forma correcta. Estas calorías se obtienen de los alimentos. Si se consumen más calorías de las que se usan a diario, estas se almacenan en el tejido adiposo.

kilocalorías (1 Kcal = 1,000 calorías) diarias, según la Organización Mundial de la Salud (OMS). A continuación, tienes información detallada de varios alimentos que forman parte de nuestra dieta habitual, para que puedas elaborar tu menú sin cometer excesos.

Alimento

Calorías

Manzana pequeña 100 g Cebolla frita 30 g Papas fritas 90 g

56 95 304

Tomate crudo 110 g Limón mediano 100 g Naranja, 1 mediana 130 g Jamón 60 g Atún enlatado en aceite 100 g Leche de vaca entera 150 ml Requesón 19 g

24 29 50 227 276 85 15

Resumen En El Salvador hay cultivos tradicionales, como los cereales y frutales; y otros, no tradicionales. En nuestro país se busca desarrollar la industria de biocombustibles, pero la desventaja es que se pone en riesgo la seguridad alimentaria, el medio ambiente y la salud de los salvadoreños.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 117


UNIDAD 5

1

Es un cultivo no tradicional del que se extrae un colorante de gran interés comercial? a) noni. b) achiote. c) fresa. d) papaya.

3

El grupo de alimentos que tiene menor valor energético es: a) vaso de leche entera, papas fritas y melón. b) pollo asado, arroz blanco, cebolla. c) lechuga cruda, requesón, tomate crudo. d) sardina en aceite, jamón y tomate.

2

Una condición que facilita el logro de la seguridad alimentaria es: a) el desconocimiento del valor nutritivo de los alimentos. b) las aceptables condiciones sanitarias. c) la inadecuada capacidad adquisitiva familiar. d) el vivir en zonas rurales.

4

¿Cuál es el grupo de alimentos que contiene más proteínas? a) Verduras y hojas verdes b) Grasas y azúcares c) Carnes, aves y mariscos d) Granos, raíces y plátano

2) b.

3) c.

1) b.

Soluciones

Autocomprobación

4) c.

¡QUEREMOS FRESAS! Luego de ser cosechadas, las fresas deben comerse en un período no mayor a 5 días, antes de que se echen a perder. Pero eso puede cambiar gracias a la investigación de las ingenieras en alimentos Carla Pérez y Karen Ramos del Centro de Asimilación Tecnológica de la Universidad Nacional Autónoma de México. Ellas elaboraron un recubrimiento comestible, a base de gelatina transparente, que alarga la vida útil de la fresa hasta 10 días. Esta capa las protege también del daño al que se ven expuestas durante su manejo y almacenamiento, por lo que hay menos pérdida de su firmeza estructural.

118 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Lección 3

Quinta Unidad

Ciencia de la Tierra Motivación

Los seres humanos hemos aprovechado el suelo

desde hace miles de años. Cuando los primeros habitantes del planeta abandonaron el nomadismo y comenzaron a labrar la tierra, se dieron cuenta de que ciertas plantas podían ser útiles para obtener de ellas alimento, medicina e incluso materias primas. Así nació la agricultura. Con este avance de la humanidad, surgió también el uso de herramientas para trabajar la tierra y con ello también empieza un problema: la deforestación cada vez más acelerada y más grave de amplios bosques para usar la tierra para sembrar. Con la expansión de la revolución tecnológica en los últimos tiempos, el desarrollo y perfeccionamiento de la agricultura declinó en muchas partes del mundo, lo que también puede repercutir en la escasez de alimentos para la población. En todo lo anterior, el recurso básico para la subsistencia en la Tierra es el suelo. ¿Sabes cómo se forma este recurso? ¿Existen distintas clases de suelos?

La presente lección te ayuda a contestar estas interrogantes. Indicadores de logro:

Describirás adecuadamente los factores formadores de suelo: roca, clima, relieve, organismos y tiempo, valorando la necesidad de protegerlo.

El suelo es la capa superficial de la Tierra sobre la que nos encontramos todos los seres vivos. Desde el siglo XIX se reconoce que el suelo está formado por varias capas y se pone de manifiesto la relación que existe entre sus propiedades y los factores ambientales, especialmente el clima y la vegetación, ya que es un soporte y fuente de nutrientes para cultivos o masas forestales. No debe olvidarse tampoco que el suelo es un

Identificarás y describirás con seguridad las distintas etapas del ciclo de las rocas: formación de rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas.

ecosistema, ya que lo forman componentes bióticos y abióticos, interrelacionados. Todo lo anterior, entonces, converge en la siguiente definición de suelo: “Un sistema complejo órgánico-mineral, no renovable a corto plazo, situado entre la atmósfera y la litósfera, capaz de permitir la vida y la existencia de todos los ecosistemas terrestres y de las actividades asociadas.”

Octavo Grado - Ciencias Naturales 119


UNIDAD 5

Punto de apoyo Una composición ideal del suelo sería la siguiente: 45% de materia mineral, 25% de agua, 25% de aire y 5% de materia orgánica.

1

Actividad

Identificación de carbonatos Material a utilizar: Muestra de suelo seco Un vidrio plano 50 ml de jugo de limón o un poco de vinagre La reacción que se produjo es 2CH3COOH + CaCO3

Vinagre (acido acético) carbonato de calcio

Procedimiento: 1. Coloca un poco de suelo sobre el vidrio 2. Agrega unas gotas de vinagre 3. Observa si hay desprendimiento de gas en forma de burbujas CO2

¿Qué producto es la burbuja? ¿Cuál de los productos desprendió burbujas? Compara tu respuesta con la del Solucionario.

Veamos los principales en detalle: a)

Material original

Sobre el suelo actúan otros factores que lo transforman. y le aportan los minerales. Puede ser una roca o un suelo preexistente. Los vegetales, los vertebrados, los microorganismos y el ser humano transforman la materia orgánica en humus que determinan las características de las capas formadas. b)

Clima

El clima tiene una acción directa sobre la humedad y la

120 Ciencias Naturales - Octavo Grado

+

bióxido de carbono

H2O

agua

+

Ca (CH3COO)2

acetato de calcio (ácido acético)

¿Cuáles son los factores formadores del suelo? Los principales factores que intervienen en la formación del suelo son los siguientes: El material original El clima La topografía El tiempo. Aunque también hay que mencionar el papel desempeñado por la erosión, los factores hidrológicos, el ser humano y la contaminación. temperatura del suelo y otra acción, indirecta, a través de la vegetación. Interviene en la formación del sustrato al controlar el tipo y la intensidad de los procesos. Así, la precipitación condiciona el lavado y la infiltración de sustancias, y la temperatura incide directamente en la cantidad de energía que recibe el sistema. c)

Topografía

El relieve influye en la formación de los suelos porque afecta la cantidad de agua absorbida por el suelo, y controla la erosión superficial.


UNIDAD 5 d)

Tiempo

La formación de un suelo es un proceso muy lento que requiere miles o millones de años. Por ejemplo, un tipo de suelo vertisol, que tiene más de un 30% de arcilla en sus estratos, tarda en formarse entre 3,000 y 18,000

años; un suelo ultisol, propio de climas templados, tardaría más de un millón de años y, finalmente, un oxisol, que es un suelo rojo, formado de cuarzo, caolinita, óxidos de hierro y aluminio, con poca materia orgánica, demora entre 1 y 2 millones de años en formarse.

Tipos de suelo Como lo dice el párrafo anterior, los suelos no son iguales, difieren en color, en textura, en composición,

entre otras características, que los hacen fértiles o no. Los principales son:

Tipo de suelo

Características

Ubicación

Uso

Aluvial

Formados por materiales depositados recientemente en las planicies, cerca del océano o en valles interiores.

Puede usarse para toda clase de cultivos por su gran productividad.

Latosoles arcillo-rojizos

Debido a que contienen mucho hierro, presentan un color rojizo, en tonos café. Son arcillosos.

Áreas de poca inclinación, a la orilla de ríos o lagos y con un escaso drenaje. Se encuentran en la parte central del departamento de La Libertad y en el sur de La Paz y San Vicente. Lomas y montañas de grandes pendientes y quebradas profundas.

Latosoles arcillosos ácidos Andisoles

Litosoles

Grumosoles

Halomórfico

Regosoles

Se parecen a los latosoles arcillo-rojizos, pero son más antiguos y contienen mayor acidez, lo que disminuye su contenido de nutrientes. Provienen de las cenizas volcánicas. Su horizonte superficial es oscuro y granulado, de unos 30 cm de espesor. Suelos poco profundos, que descansan sobre roca. La mayoría sin horizontes superficiales, debido a la erosión. La textura oscila desde arena y grava hasta rocas.

Comprenden grandes extensiones en Usulután, San Miguel, Morazán y La Unión. Tierras altas y montañosas de la zona norte de Santa Ana, Chalatenango y Morazán. En varias áreas del país y a diversas alturas, por ejemplo en la zona central de La Libertad, San Salvador, Usulután, San Miguel; también al norte de Sonsonate. Terrenos planos hasta muy accidentados.

Buenos para casi todos los cultivos.

Excelente para reforestación. Agricultura intensiva

Escasa productividad

Suelos litosoles se ubican al norte de Santa Ana, Sonsonate y San Vicente, lo mismo que en Chalatenango y Cabañas y al sur de San Salvador. Muy arcillosos. Si están mojados son pegajosos Terrenos planos o con limitada Poco rendimiento; al secarse y y se rajan al secarse. Tienen coloración de gris a pendiente, que se observan en la rajarse rompen las raíces de los negro, pero con poco humus. Lenta absorción zona central de La Unión y al sur de cultivos. de la lluvia. Morazán, Cabañas y Sonsonate. Tienen mucha sal, son de color gris porque se Terrenos costeros con manglares, por Útiles en la transición de inundan con frecuencia. ejemplo, al sur de los departamentos manglares a terrenos aluviales de Ahuachapán, La Paz, Usulután y tierra adentro. zonas de La Unión. Suelos profundos, jóvenes, de material arenoso, Litoral de Ahuachapán, Sonsonate, la Para vegetación permanente gris. Paz y Usulután. (cocotero, marañón o pasto). Su horizonte superficial, de unos 20 cm, tiene gran cantidad de material orgánico.

Fuente: MARN

Octavo Grado - Ciencias Naturales 121


UNIDAD 5

2 a)

3

Actividad Observa e identifica en el mapa los tipos de terreno que corresponden a tu comunidad.

Actividad

Capacidad de retención de agua según el tipo de suelo Material a utilizar: 4 recipientes iguales 4 embudos iguales Papel filtro (del que se usa en las cafeteras) Sustratos que se van a probar (arena, arcilla, tierra de jardín, grava) Agua Taza medidora Procedimiento: 1. Coloca el filtro en cada uno de los embudos. 2. Sobre el filtro coloca una porción de suelo de cada tipo (la cantidad de cada tipo de suelo debe ser similar). 3. Coloca los embudos que contienen suelo en la boca de cada uno de los recipientes. 4. Agrega una cantidad conocida de agua (un vaso es conveniente) a cada embudo y trata de humedecer bien cada superficie de suelo.

122 Ciencias Naturales - Octavo Grado

5.

Permite que escurra toda el agua por el embudo. 6. Recoge el agua filtrada y vuelve a verterla sobre el suelo que contiene el embudo. Hazlo con cada uno de los cuatro recipientes. 7. Repite la operación tres veces en cada caso. 8. Mide la cantidad de agua que se filtró y quedó en el fondo de cada recipiente. 9. Anota los resultados y compara. ¿Cuáles son tus conclusiones?


UNIDAD 5

¿Qué son los horizontes del suelo? La edafología, ciencia que estudia los suelos, explica que el suelo tiene varias partes u horizontes, capas o estratos; ellos constituyen el perfil del suelo. Cada horizonte tiene características distintivas, obsérvalos en la siguiente ilustración:

A B C

Horizonte O. Compuesto por material orgánico en la superficie, está saturado de agua pocos días en el año y posee más de 35% de materia orgánica. Horizonte A. Formado por material mineral y por pequeñas porciones de materia orgánica organizada en partículas finas, constituyendo lo que se conoce como humus.

La materia orgánica que posee este horizonte se encuentra generalmente en su superficie o por debajo del horizonte O. Aquí se enraiza gran parte de la vegetación. Horizonte B. Se encuentra generalmente debajo del horizonte A, posee un color claro a diferencia del anterior y tiene poco contenido de materia orgánica. Horizonte C . Compuesto por minerales de rocas que no están lo suficientemente firmes, Este horizonte también se conoce como material parental y se extiende hasta la roca consolidada (roca madre).

Etapas del ciclo de las rocas Es llamado también el ciclo litológico y es una de las formas de explicar y comprender los procesos que permiten la formación de los tres grandes grupos de rocas: ígneas, metamórficas y secundarias.

¿Cuáles son los procesos que originan la formación de las rocas?

Proceso

Características

Meteorización

Es la alteración, degradación, desintegración o desgaste (físico o químico) de los materiales que se encuentran a la intemperie.

Erosión Sedimentación

Metamorfismo

Vulcanismo

Origina partículas muy pequeñas que se llaman sedimentos. Los sedimentos, por efecto de la gravedad, las aguas de escorrentía y el viento, son arrastrados o llevados a lugares más bajos del terreno. Los residuos se van depositando y, poco a poco, forman estratos horizontales. Los materiales que están abajo se compactan debido a la presión que ejerce el fango de la parte superior. También dentro de las rocas hay minerales que actúan como cementos naturales y unen el sedimento. A esto se le llama mitificación. A pesar de que el proceso de formación de estas rocas tiene lugar en ambientes muy próximos a la superficie, en algunos casos, ciertos grupos de piedras no logran salir del interior de la corteza y quedan atrapadas allí durante varios millones de años, por lo cual son sometidas a temperaturas muy altas y a fuerzas de compresión, lo que origina en ellas una transformación que las convierte en otro tipo de laja, completamente distinta a la anterior. Este proceso que las transforma se denomina metamorfismo. Si estos peñascos se elevan y pliegan pueden formar sistemas montañosos. En el interior de la corteza, las piedras metamórficas por efecto de grandes temperaturas y de la presión pueden llegar a fundirse (fusionarse), dando origen a un material viscoso conocido como magma, dando a las rocas ígneas que, a veces, son expulsadas en forma de lava.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 123


UNIDAD 5

4

Actividad

Erosión de las rocas Materiales a utilizar: Trozos pequeños de ladrillos Un frasco plástico con tapa Agua Procedimiento: 1. Observa los trozos de ladrillo pequeño. Después, coloca varios de ellos dentro del frasco.

5

2. 3. 4. a) b)

Agrega abundante agua dentro del frasco y tápalo. Sacúdelo unas 200 veces. Este paso se puede realizar por más de una persona. Abre el frasco y observa lo que ha pasado con los bordes de los pedazos de ladrillos. ¿Qué sucede? ¿Cómo lo explicas? Compara con la respuesta del solucionario.

Actividad

¿Afecta el tamaño de las partículas cuando se erosiona el suelo? ¿Por qué? Materiales a utilizar: Arena Tierra Grava Piedras Recipiente plástico Regadera para jardín Procedimiento: 1. Une la arena, la tierra, la grava y las rocas. 2. Apila la mezcla en un extremo del contenedor plástico. 3. Derrama agua sobre la parte superior del cúmulo, con la ayuda de la regadera para jardín o con un recipiente con agujeros, de manera que parezca una lluvia.

4.

Riega uniformemente a través de la mezcla y observa los movimientos de las partículas de diversos tamaños. 5. Describe cómo luce la pila de tierra, a medida que agregas agua en su parte superior. Anota cuáles partículas se movieron primero, cuáles lo hicieron a continuación y así, sucesivamente. a) ¿Afecta el tamaño de las partículas a la velocidad de la erosión? b) ¿Influye el agua en la rapidez con que se desgasta un terreno, ya sea por su volumen o por la fuerza con la que cae? c) Si quisieras controlar la erosión de un cerro, ¿qué tipo de partículas usarías para hacerlo?

Tipos de rocas Las rocas ígneas Son aquellas que se obtienen de la solidificación o enfriamiento del magma. La composición mineral de una roca ígnea está determinada por la composición química del magma a partir del cual se formó. El magma se compone fundamentalmente de ocho elementos

124 Ciencias Naturales - Octavo Grado

químicos que son: aluminio, calcio, sodio, potasio, magnesio, hierro, oxígeno y silicio, lo cual constituye aproximadamente el 98% de su peso además de algunas trazas de ciertos elementos, entre ellos, el titanio y el manganeso e incluso elementos más raros, en muy pocas cantidades, como oro, plata y uranio.


UNIDAD 5 Las rocas ígneas pueden ser intrusivas si se solidifican dentro de la corteza terrestre y extrusivas, si lo hacen fuera de ella.

¿Cuál es la diferencia entre una roca y un mineral? La diferencia entre las rocas y los minerales reside en que un mineral es una sustancia inorgánica, un elemento químico o una combinación química, que puede tener una forma característica y es parte de la corteza terrestre, mientras que una piedra está compuesta por más de un mineral, de manera que, al partirla, sus fragmentos pueden estar integrados por distintos minerales. El término piedra o roca se aplica a agregados de distinto tamaño, desde la arena y la arcilla hasta las grandes rocas.

La minería La minería es la obtención de algunos minerales de la corteza terrestre que le interesan al ser humano. Es una actividad que arroja beneficios económicos, pero que también puede causar mucho daño a los ecosistemas en los que se encuentran las minas, por ejemplo:

Las rocas sedimentarias Se forman por la acumulación de sedimentos. Su formación se produce gracias a la precipitación química o por la intervención de restos orgánicos. Gracias a ello, los estratos que las originan registran la naturaleza del ambiente en el cual se depositó el material y pueden dar a conocer la historia de la Tierra. Las rocas metamórficas Resultan de la alteración de otras rocas, que experimentan un cambio físico o químico en su forma, a causa de las variaciones de presión, temperatura y de los fluidos. Los cambios se presentan a grandes profundidades de la corteza terrestre. Para explicar los procesos que permiten la formación de este tipo de rocas, se analizan sus características. Dentro del grupo de las rocas metamórficas se encuentran las pizarras, el mármol y la cuarcita, entre otras.

Graves problemas de salud debido, principalmente, al uso de cianuro en grandes cantidades para la extracción de oro y plata. Otros contaminantes comunes en esta actividad son mercurio, arsénico, zinc, aluminio, hierro y cobre. Contaminación de aguas del subsuelo, que implica graves consecuencias a la flora, fauna, agricultura, ganadería y pesca. Escasez de agua.

Resumen La economía salvadoreña se basa, en parte, en el sector agrícola. Hay cultivos tradicionales, como los cereales y frutales y otros no tradicionales que surgen como una manera de incrementar las divisas y mejorar la calidad de vida. En nuestro país, al igual que en otros, se busca desarrollar la industria de biocombustibles, pero la desventaja es que se pone en riesgo la seguridad alimentaria, el medio ambiente y la salud de los salvadoreños. La seguridad alimentaria se refiere al acceso a la cantidad suficiente de alimentos que tiene cada persona para gozar de una vida activa y normal.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 125


UNIDAD 5

Autocomprobación

La siguiente oración verdadera es: a) la formación de un suelo se facilita en

los terrenos en pendiente. b) las lluvias aportan humedad al suelo y favorecen su maduración. c) las temperaturas bajas facilitan la formación de humus. d) las raíces de las plantas no favorecen la formación de suelos.

3) d.

3

4

Los suelos latosoles arcillosos ácidos se caracterizan porque : a) tienen manglares. b) pueden usarse para toda clase de cultivos. c) al secarse y rajarse, rompen las raíces de los cultivos. d) son excelentes para reforestarlos.

Las rocas que se forman por la solidificación del magma se denominan:

a) solidificadas.

b) sedimentarias.

c) metamórficas.

d) ígneas.

2) b.

2

¿Cuál de los siguientes factores es formador de suelo? a) la cantidad de volcanes. b) las ciudades. c) el clima. d) la fuerza de gravedad.

1) c.

1

Soluciones

4) d.

EXCESO PELIGROSO La acumulación de nitrógeno en el suelo de los países industrializados tiene como resultado una pérdida gradual de especies vegetales, según un estudio publicado en la revista científica “Nature”. El incremento de esas concentraciones de nitrógeno, superior a las naturales, se debe a la actividad humana, sobre todo al uso de fertilizantes agrícolas y a la quema de combustibles fósiles. Se estima que dentro de 50 años, el ritmo de crecimiento de la deposición de nitrógeno en los países asiáticos y latinoamericanos en vías de desarrollo habrá alcanzado el actual de los países ricos.

126 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Lección 4

Quinta Unidad

Viaje a las estrellas Motivación

Desde que apareció en la Tierra, el ser humano

comenzó a admirar a esos puntitos brillantes en el cielo, las estrellas. Lleno de curiosidad, poco a poco buscó la forma de ir conociéndolas mediante la observación, primero a simple vista y posteriormente utilizando aparatos muy sofisticados. Tanto fue el interés y la curiosidad por los fenómenos del cielo que a algunos astros, como el Sol, incluso se les llegó a considerar como dioses en muchas culturas antiguas. El conocimiento de las estrellas ha mejorado en los últimos tiempos con la invención de telescopios espaciales como el Hubble y las sondas que pueden viajar a lugares tan lejanos como Marte, el planeta rojo. Con estos avances, hoy se conoce la distancia a la que están muchas estrellas con bastante aproximación. Aunque tuvieron que trascurrir miles de años más para que el ser humano comenzara a conocer algunos de los secretos que guardan los astros, a medida que aumentó el conocimiento sobre ellos es mayor el asombro. Esta lección es, precisamente, para que conozcas cómo nacen y mueren las estrellas, cuál es su estructura y otras cosas interesantes. Indicadores de logro:

Describirás y representarás correctamente la estructura de los diferentes tipos de estrellas. Explicarás y describirás con interés el ciclo de vida de las estrellas.

Identificarás y explicarás con claridad la estructura y funcionamiento de las distintas regiones que componen el Sol y utilizarás estos conocimientos para clasificarlo dentro de uno de los grupos de estrellas. Analizarás y reconocerás la importancia del aprovechamiento de la energía solar en diversas aplicaciones que facilitan la vida del ser humano.

¿Qué es una estrella? ¿Por qué brilla? Una estrella es un cuerpo enorme, de gas caliente, que emite su propia luz y produce su propia energía mediante un proceso llamado fusión nuclear, el cual consiste en la conversión de elementos más ligeros en materiales más pesados y es, precisamente, esa conversión la que produce la energía y brillantez de la estrella. En nuestro Sol, por

Octavo Grado - Ciencias Naturales 127


UNIDAD 5 ejemplo, los átomos de helio se forman a partir de la fusión de átomos de hidrógeno. Esta fusión ocurre cuando los átomos de Hidrógeno, que se mueven con una velocidad inmensa debido al enorme calor del Sol, chocan unos con otros con un impacto tal que la presión generada hace que los núcleos se unan formándose los átomos de helio y liberándose una gran cantidad de energía. Esto es lo que ocurre en nuestro Sol, la estrella más cercana a la Tierra. Los astrónomos estiman que cada segundo, dentro del Sol, 600 millones de toneladas de hidrógeno son fusionadas y se transforman en 595 millones de toneladas de helio. Luego, los 5 millones de toneladas de masa restante son las que se convierten en una energía equivalente a un millón de bombas de hidrógeno, cada una con una energía equivalente a un millón de toneladas (1 megatón) y que son expulsadas hacia el espacio, una parte de la cual nos llega a la Tierra. Eso ocurre en el Sol a cada segundo. Aunque el Sol es una gigantesca estrella, existen otras frente a las cuales el Sol se vería como una pelota de tenis, es decir, extremadamente pequeña. También hay estrellas enanas, que no superan el tamaño del planeta Júpiter. Algunas, incluso, pueden tener un tamaño menor que la Tierra. La clasificación más común de las estrellas según los astrónomos es la que se hace de acuerdo al color. Para designar cada tipo, se usan las letras O, B, A, F, G, K y M. Estas observaciones proporcionan datos de las edades de las diferentes estrellas y de sus grados de desarrollo. Super gigantes -10

TA M

-5 0

ZA

MS

+5 +10 +15

Gigantes rojas

S

B

A

Enanas marrones

F

G

La de tipo A son menos luminosas, con predominio de hidrógeno, de color blanco, con temperaturas entre los 10,000 a 12,000 grados centígrados. Las A son las más comunes, observables a simple vista. Sirio es una estrella representativa de este grupo.

Las G son amarillas como el Sol y alcanzan los 6,000 grados centígrados de temperatura. Las K son anaranjadas y más frías. Sus espectros indican la presencia de calcio y algunos metales. Algunas son estrellas gigantes como Antares. Las F son ricas en calcio e hidrógeno. Tienen color blanco amarillento. Las estrellas M son de color rojo, con una temperatura entre los 3,000 y 3,500 grados centígrados. Presentan moléculas de cuerpos compuestos en su atmósfera. Las demás estrellas solo contienen elementos simples. La clase M es la que más estrellas tiene. Para designar cada tipo, se usan las letras O, B, A, F, G, K, M, L, T, C y S.

Sol

Enanas blancas

O

Como tienen una enorme masa, consumen su energía en forma mucho más rápida que otros tipos de estrellas; por eso viven solo unos millones de años. Contienen helio, oxígeno y nitrógeno.

K

M

C S

L

T

Las estrellas tipo O y B son las más luminosas y de color azul. En la superficie pueden llegar a temperaturas entre los 25,000 y 30,000 grados centígrados.

128 Ciencias Naturales - Octavo Grado

Las C son estrellas de carbono, muy rojas y gigantes donde el óxido de titanio (TiO) se ve reemplazado por compuestos como C2, CH y CN. Las S son estrellas gigantes rojas (van paralelas a las clase M) que también presentan más carbono que las gigantes normales y donde el TiO se ve reemplazado por el ZrO (óxido de zirconio) y también presentan itrio y bario.


UNIDAD 5 Nacimiento de una estrella Como tú ya sabes, las estrellas se forman en nubes de gas y moléculas que se concentran por efecto de su propia gravedad. El proceso es violento y lleva consigo la formación de discos, que proporcionan materia a la estrella naciente (o protoestrella), así como también expulsiones de materia a cientos de kilómetros por segundo. La temperatura y densidad en el centro de la protoestrella aumentan conforme se acumula la materia, hasta permitir que los átomos de hidrógeno, el elemento más abundante del Universo, se fusionen para formar átomos de helio en un proceso que libera grandes cantidades de energía. Cuando ocurre esta situación, puede afirmarse que se ha formado una nueva estrella: una enorme esfera gaseosa cuya parte más externa, la atmósfera, es invisible en forma directa. Hidrógeno y helio son los gases más comunes en una estrella. Las estrellas tienden a formarse en cúmulos. Todas las estrellas de un cúmulo se forman al mismo tiempo pero, aunque coinciden en edad, no todas evolucionan al mismo ritmo: los procesos internos son lentos en las estrellas con poca masa -que pueden vivir miles de millones de años- y más rápidos en las estrellas de mayor masa, que completan su ciclo vital en pocos millones de años.

Estrellas adultas La vida de una estrella ya formada, como el Sol, tiene procesos físicos internos que dan como resultado fenómenos observables en su atmósfera: vientos estelares, llamaradas, manchas frías y campos magnéticos. En algunas estrellas, las inestabilidades internas se traducen en pulsaciones y convulsiones, similares a un terremoto, cuyo estudio proporciona valiosa información sobre sus procesos internos. Muerte de la estrella El agotamiento del hidrógeno en el centro marca el principio del fin en la vida de una estrella. Cuando se acaba el hidrógeno, la estrella empieza a fusionar también el helio y esto le prolonga por cierto tiempo su existencia, pero su fin es irreversible. Para mantener su equilibrio, ella crece en forma masiva y se convierte en una gigante roja. En esta etapa, la estrella expulsa lentamente la atmósfera, que forma una envoltura gaseosa alrededor del núcleo. La masa inicial de la estrella desempeña un papel importante en su final. Los modelos teóricos y las observaciones indican que si la masa estelar no alcanza unas siete veces la masa del Sol, la estrella expulsará toda su atmósfera y dejará al descubierto un núcleo caliente que ilumina la envoltura. Se forma entonces una nebulosa planetaria cuyo núcleo, una enana blanca con temperaturas de decenas de miles de grados y tamaño similar al de la Tierra, es incapaz de producir energía y se enfría lentamente hasta perderse de vista. Las estrellas que superan en unas siete veces la masa del Sol explotan como supernovas. Estas son uno de los fenómenos más violentos del Universo: lanzan la materia estelar al espacio a velocidades de miles de kilómetros por segundo y sólo queda el núcleo central, de pocos kilómetros de diámetro. Este núcleo puede desarrollarse como una estrella de neutrones que gira rápidamente, un púlsar, si su masa es mayor que 3.2 veces la del Sol como un agujero negro, una concentración de materia tal que ni la luz puede escapar de la acción de su gravedad. La materia que expulsan las estrellas, principalmente al final de su vida, retorna al medio interestelar donde, tras largos procesos dinámicos, se agrupará y desencadenará la formación de una siguiente generación de estrellas.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 129


UNIDAD 5

El Sol Es una inmensa esfera incandescente de 1,392,000 kilómetros de diámetro. Los análisis de sus espectros han permitido detectar en él prácticamente todos los elementos conocidos en la Tierra, sobre todo hidrógeno y helio. Pero, ¿cómo se mantiene esa incesante fuente de energía? Una combustión normal no puede explicar la energía solar ni su casi indefinida duración. La explicación es la fusión del hidrógeno en helio, mediante la presencia del carbono y del nitrógeno. Actualmente, hay en el Sol cuatro veces más hidrógeno que helio, por lo cual y tomando en cuenta que la reacción tiende a acelerarse, si nuestra gran estrella lleva ardiendo unos cinco mil millones de años, se calcula que todavía tiene reservas para otros cinco mil o diez mil millones más. El Sol es una estrella normal del tipo G, que si vemos que brilla más que las otras, es porque solo se encuentra a unos ocho minutos-luz de la Tierra, mientras que los puntitos que vemos en la noche están a varios o muchos años-luz. ¿Cómo es la estructura del Sol? Los elementos fundamentales de la estructura solar son los siguientes:

Protuberancia

Fotósfera Núcleo Zona radiactiva

Cromósfera

Zona convectiva

130 Ciencias Naturales - Octavo Grado

Núcleo o parte interna del Sol El Sol está formado en la actualidad por un 75% de hidrógeno y un 25% de helio; el resto (metales) solo alcanza un 0,1%. Estas proporciones cambian lentamente, a medida que el Sol convierte el hidrógeno en helio, en su núcleo. El interior del Sol es conocido gracias a cálculos teóricos: se cree que su composición es homogénea, y que la temperatura en su centro puede llegar a los quince o veinte millones de grados centígrados; a partir de ese punto disminuye. En la parte interna del Sol se fusionan 700 millones de toneladas de hidrógeno cada segundo. A ese ritmo, tardará más de 6 000 millones de años para consumir el 10% del hidrógeno que posee. La parte interna se compone del núcleo, la zona de radiación y la zona convectiva. Fotósfera Es la superficie visible del Sol. En ella se observa las manchas solares. En la superficie o fotósfera, la temperatura es de unos 6 300 ºC, pero lo que convierte al Sol en fuente tan poderosa de energía no es su calor superficial, sino su enorme tamaño. En la superficie se desarrollan tempestades que originan las fáculas y las manchas; la ebullición es continua y bastan unos minutos para observar cómo una especie de burbujas o gránulos brillantes se suceden unos a otros, cada uno de cientos de kilómetros de extensión. Cromósfera Se extiende sobre la fotósfera y se llama así debido a su color rojo. Está formada de hidrógeno, helio y algunos metales. Se caracteriza por la presencia de espículas solares, que son proyecciones enormes de gas, con apariencia de hojas de grama, que se dirigen a la fotósfera. El espesor de la cromósfera se calcula en unos 12,000 km, aunque es muy variable, debido a su gran turbulencia.


UNIDAD 5 Corona solar Es una enorme nube brillante de átomos ionizados (aquellos que han dejado de ser neutros eléctricamente por la pérdida o ganancia de un electrón), que no podemos ver por el propio deslumbramiento de la luz solar. Solo es visible a simple vista durante los eclipses totales del Sol. Protuberancias Son chorros de gas caliente (hidrógeno y helio con trazas de calcio y sodio) de miles de kilómetros de longitud. Parecen gigantescas llamaradas, que se

1

levantan como lenguas ardientes en la superficie solar. Se producen por el variable campo magnético del Sol. Estos fenómenos a gran escala pueden afectar el entorno de la Tierra causando perturbaciones magnéticas.

Punto de apoyo Nunca mires directamente al Sol. También es extremadamente peligroso usar binoculares o un telescopio para observar el Sol (sin filtros especiales), ya que podría causar ceguera permanente.

Actividad

Radiación solar La radiación solar calienta la Tierra en forma distinta, y tú lo puedes demostrar: Materiales a utilizar: Globo terráqueo Mapamundi Un pedazo de cartón negro de 20 x 20 cm Una lámpara Un trípode Tijeras, compás, brújula Procedimiento: 1. Corta un agujero redondo en el cartón negro. 2. Fija el cartón entre la lámpara y el globo con la ayuda de un soporte, de manera tal que la luz de la lámpara forme un círculo o un óvalo en el globo. 3. Es importante mantener igual la distancia entre la lámpara, el cartón y el globo todo el tiempo. En contraste con una lámpara o un cono de luz, los rayos del Sol son casi paralelos, debido a que es mucho más grande que la Tierra. 4. Si cambiamos de altura la lámpara y el cartón respecto al globo, el rayo de luz golpeará el globo en áreas diferentes. Lo podemos mover del ecuador a los polos. Debido

a que la dirección de los rayos es todavía la misma, su inclinación en el globo cambia. Entre más cerca estamos de los polos, más grande es el área iluminada por la misma energía. ¿Por qué la radiación solar no tiene la misma intensidad a las 5 de la tarde que al mediodía? En el mes de marzo, ¿por qué el Sol calienta más en El Salvador que en Irlanda?

Octavo Grado - Ciencias Naturales 131


UNIDAD 5

Energía solar Es la producida por el Sol y es convertida en energía útil por el ser humano, ya sea para calentar o para producir electricidad. Su potencial es prácticamente ilimitado. Esta energía renovable se usa principalmente para calentar comida o agua, y esconocida como energía solar térmica. También se usa para generar electricidad, que es la energía solar fotovoltaica. Los principales aparatos que se usan con energía solar térmica son los calentadores de agua y las estufas solares. Para generar la electricidad se usan las celdas solares que constituyen el alma de lo que se conoce como paneles

2

solares. Las celdan son las encargadas de transformar la energía solar en eléctrica. Otros usos de la energía solar son: potabilizar agua estufas solares secado evaporación destilación refrigeración

Actividad

Una cocina solar sencilla Materiales a utilizar: Una caja de cartón, similar a las cajas en las que venden los zapatos. Papel de aluminio Cartón Cuchilla o tijera para cartón Gancho metálico Cinta adhesiva Procedimiento: 1. Selecciona una caja larga y estrecha. Entre más larga es, más calor recogerá. Luego dibuja sobre la caja, tal como se ve en la figura, una curva con una longitud entre 5 y 10 pulgadas, a cada lado de las paredes más largas de la caja. 2. Después corta siguiendo la línea de la curva. Trata de hacerlo con exactitud. Usa una regla para medir y cortar un pedazo de cartón que se alineará y ajustará contra la abertura de la caja. 3. Sujeta el pedazo de cartón a la abertura de la caja con cinta adhesiva. Comienza a pegar en el centro y ve hacia los bordes. Luego cubre la parte curva con pegamento

132 Ciencias Naturales - Octavo Grado

blanco y pega papel de aluminio, con el lado brillante hacia el exterior. Comienza en el medio y alisa mientras avanzas hacia los bordes. Trata de no arrugar o doblar el aluminio para que te quede lo más liso posible. 4. Corta dos pedazos de cartón y pégalos a cada lado de la caja para que sirvan como soporte. Fíjate en la ilustración. Para experimentar usa la luz del Sol o una lámpara para observar el punto focal, que es la mancha brillante que se observa allí donde la luz se concentra. 5. Perfora agujeros en los cartoncitos para colocar el pincho (guíate por la ilustración). Puedes usar una sección de un gancho metálico para ropa, a la que se le ha removido la pintura. Finalmente, ¡disfruta tu hot dog!


UNIDAD 5

Resumen La vida de las estrellas oscila entre millones y miles de millones de años. Las estrellas nacen, evolucionan y mueren. La clasificación más común de las estrellas es la que se hace de acuerdo al color que se observa en su espectro. En cuanto a su estructura, se componen de núcleo, zona de radiación, zona convectiva, fotósfera, cromósfera y protuberancias. El Sol es la estrella más cercana a la Tierra y el mayor elemento del Sistema Solar. Las estrellas son los únicos cuerpos del Universo que emiten luz. El Sol es también nuestra principal fuente de energía que se manifiesta, sobre todo, en forma de luz y calor. Sin ella no podría haber vida sobre nuestro planeta. Contiene más del 99% de toda la materia del Sistema Solar. Ejerce una fuerte atracción gravitatoria sobre los planetas y los hace girar a su alrededor. En las últimas décadas se ha incrementado el uso de la energía solar.

Glosario Año luz: Unidad de medida equivalente a la distancia que recorre la luz

en un año. Fácula: Cada una de las partes más brillantes del disco solar.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 133


UNIDAD 5

Autocomprobación

1

2

La parte del Sol en la que se observan las manchas se llama: a) fácula. b) corona. c) núcleo. d) fotósfera.

3

Los elementos más abundantes en el Sol y las demás estrellas son: a) hierro y helio. b) helio e hidrógeno. c) hidrógeno y sodio. d) sodio y helio.

La brillantez de las estrellas se explica por: a) su cercanía con la Tierra.

4

Una estrella naciente recibe el nombre de: a) protoestrella. b) cúmulo. c) adulta. d) solar.

b) su enorme tamaño. c) la fusión nuclear que ocurre

constantemente.

d) las explosiones de átomos de carbono

en su núcleo.

Soluciones

1) d.

2) c.

3) b.

4) a.

GUARDERÍA ESTELAR En este mismo instante están naciendo estrellas en la constelación de Orión, el cazador. Las estrellas se forman a partir del gas, así que cuando son jóvenes pueden ser encontradas en grandes nubes de gas llamadas nebulosas. La nebulosa de Orión es una de estas guarderías estelares. La energía que contienen es lo que hace que la nebulosa brille. La nebulosa de Orión es aproximadamente circular y brilla con un color rojo característico. Todas las guarderías estelares tienen este color. En el disco de nuestra galaxia hay gran cantidad de este tipo de nebulosas con estrellas jóvenes.

134 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Lección 5

Quinta Unidad

Nuestros vecinos Motivación

Y si la Luna no existiera?

¿

Uno de los astros más admirados por la humanidad desde los tiempos más antiguos es la Luna. En la mitología maya, por ejemplo, a la diosa Luna le llamaban Ixchel y gobernaba sobre las mareas y los alumbramientos de las mujeres embarazadas, porque ya habían observado cierta influencia del astro sobre algunos fenómenos de la naturaleza. Para los griegos, la Luna era la diosa Selene y posteriormente Artemisa. Al igual que los mayas, ya habían asociado fenómenos naturales con su influencia sobre la Tierra. La Luna ha sido fuente de inspiración de músicos, poetas y filósofos a lo largo del tiempo, incluso algunos se han preguntado: ¿Cómo sería la vida en la Tierra, si la Luna no existiera? ¿Cómo cambiaría nuestra forma de vida? Sin embargo, la mayoría de personas desconocen la importancia de

la Luna y es más común que se le agradezca más al Sol por sus beneficios. Esta lección llama la atención hacia la incidencia que tienen la Luna y el Sol en la vida de todo ser humano.

Indicadores de logro:

Explicarás con interés la relación entre la Luna y las mareas, valorando su importancia en la industria pesquera y la navegación.

Representarás y describirás críticamente el proceso de formación de los eclipses y sus implicaciones sobre la vida del ser humano.

¿Qué es la Luna? Es el único satélite natural de la Tierra. Si comparamos su diámetro con el de nuestro planeta, podemos notar que el diámetro de la Tierra mide 12,800 kilómetros aproximadamente y el de la Luna casi llega a los 3,500 kilómetros; es decir, que la Tierra tiene un diámetro de casi cuatro veces superior al de la nuestro satélite. La observación del astro se puede hacer a simple vista ya que solo hay una distancia 38,4000 kilómetros entre la Tierra y la Luna. Aunque para observarla con más detalle se necesitan aparatos especiales.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 135


UNIDAD 5 La superficie de la Luna nos presenta dos tipos de paisaje característicos, a los que se les llama tierras y mares.

que ha hecho pensar en procesos geológicos distintos a los de nuestro planeta.

Las tierras son de color gris claro y están formadas por zonas montañosas y grandes aglomeraciones de rocas. Estas rocas son diferentes a las que hay en la Tierra, lo

Los mares son de color oscuro: son llanuras tapizadas de polvo meteórico. Esta capa de polvo solo mide unos centímetros y es consistente. Debajo del polvo hay capas de lava. Mares de la luna Lago de la Muerte

Mar del Frío

Mar de los Sueños Mar de las Lluvias

Mar de las Crisis

Mar de los Vapores

Mar de las Olas Mar de la Tranquilidad

Copérnico Oceano de las Tempestades

Mar Espumoso Mar de la Fecundidad

Mar de los Humores Mar de las Nubes

Aunque en la Luna se levantan montañas, las formas más frecuentes del relieve son los cráteres y los circos. Los volcanes son montañas con un pequeño cráter central. Los circos lunares son grandes huecos o llanuras, rodeadas de un anillo montañoso. En su mayoría, no son de origen volcánico, sino el resultado del impacto de grandes meteoritos que se estrellaron en la superficie lunar.

Mar del Néctar Mar Austral

¿Cuál es el origen de la Luna? Aunque la Luna es el astro más cercano a la Tierra, no se sabe a ciencia cierta cuál fue su origen. Los científicos han debatido algunas hipótesis para dar una explicación. Es así como han surgido algunas teorías como: 1.

La Luna era un astro que existía en forma independiente pero, al pasar cerca de la Tierra, quedó atrapado en la órbita terrestre.

2.

Tanto la Tierra como la Luna se originaron a partir de la misma masa de materiales que giraban alrededor del Sol.

3.

La luna es un astro formado por material desprendido de la Tierra por acción de una fuerza centrífuga que los expulsó hacia el espacio.

En la actualidad se admiten dos nuevas teorías: la primera sostiene que en el periodo de formación de la

136 Ciencias Naturales - Octavo Grado


UNIDAD 5 Tierra, hubo un choque con un gran cuerpo espacial y parte de la masa del planeta salió expulsada y se aglutinó para formar nuestro satélite.

vuelven a formar ángulo recto, por lo que se puede observar en el cielo la otra mitad de la cara lunar.

La segunda teoría trata de explicar que la Luna se formó a partir de los materiales que los enormes volcanes de la época primitiva lanzaban a grandes alturas.

Fases de la Luna La Luna no posee luz propia. Brilla al reflejar la luz solar. Como en la Tierra, una mitad de la Luna recibe la luz del día y la otra mitad permanece en oscuridad (noche). Algunas veces vemos toda la cara diurna, lo que se conoce como ‘Luna Llena’. Otras veces vemos sólo una delgada curva de luz, llamada ‘Cuarto Creciente’. Otras veces no podemos ver la Luna, porque estamos mirando su lado nocturno. Esta es la ‘Luna Nueva’. Desde tiempos remotos los pueblos han observado con curiosidad cómo la Luna parece cambiar de forma desde un delgado cuarto creciente a su forma completa y viceversa. Estas ‘fases’ son el resultado del movimiento de la Luna alrededor de la Tierra una vez cada 29.5 días. A lo largo de miles de años este ‘mes’ se ha usado para medir el tiempo en todo el mundo. Los aztecas lo llamaron mes lunar y en Teotihuacan, los antiguos habitantes construyeron la Pirámide de la Luna. Como tarda en dar una vuelta sobre su eje, el mismo tiempo que en dar una vuelta alrededor de la Tierra, siempre nos muestra la misma cara. Aunque parece brillante, sólo refleja en el espacio el 7% de la luz que recibe del Sol. Las fases de nuestro satélite natural resultan de las posiciones relativas del Sol, de la Tierra y de la Luna. La Luna Nueva o novilunio es cuando la Luna está entre la Tierra y el Sol y por lo tanto no la vemos. En el Cuarto Creciente, la Luna, la Tierra y el Sol forman un ángulo recto, por lo que se puede observar en el cielo la mitad de la Luna, en su período de crecimiento. La Luna Llena o plenilunio ocurre cuando la Tierra se ubica entre el Sol y la Luna; ésta recibe los rayos del sol en su cara visible, por lo tanto, se ve completa. Finalmente, en el Cuarto Menguante los tres cuerpos

Punto de Apoyo Para observar la Luna con un telescopio es preferible escoger las fases de Cuarto Creciente o Cuarto Menguante porque ofrecen más horas de exposición. La Luna en Cuarto Creciente comienza a verse desde el mediodía, llega a su punto más alto al atardecer y se oculta a medianoche. En la fase de Cuarto Menguante, la Luna aparece a medianoche, logra su punto más alto al amanecer y se pone al mediodía.

Actividad

1

Haz tu propio telescopio Materiales a utilizar: 1 lente de relojero (lo venden en las relojerías, también se le llama lupa de relojero) 1 botella plástica de 600 ml 1 lupa Cinta aislante Tijeras Procedimiento: Para construir este sencillo microscopio, procede de la siguiente manera: 1. Ajusta la lente de relojero a la boca de la botella. Asegura con la cinta. Si no tienes un lente de relojero puedes usar

Octavo Grado - Ciencias Naturales 137


UNIDAD 5

2. 3. 4. 5.

cualquier lupa pequeña que se ajuste a la boquilla de la botella Haz un círculo en la base de la botella. Corta el fondo a partir de ese círculo Marca el centro de la botella y córtala por la mitad En una mitad está instalado el lente de relojero y en la otra mitad instalarás la lupa Ensambla las partes de modo que una se pueda deslizar en la otra para ajustar la visión. Listo, ya tienes un telescopio sencillo con el que puedes observar algunos detalles generales de la Luna

la Tierra) como resultado de la rotación del planeta. El nivel de marea que se produce es, por tanto, el resultado de la combinación de estas dos fuerzas (centrífuga + gravitatoria). Así, cuando la Luna está justamente encima de un punto dado de la Tierra, la combinación de estas fuerzas hace que el agua se eleve sobre su nivel normal. Esto se conoce como marea alta o pleamar. Las mareas altas y bajas se alternan en un ciclo continuo. Luna (cuarto creciente o menguante)

Marea solar

Marea lunar Marea solar

Marea lunar

Luna (llena o nueva)

Cuando la Luna y el Sol se sitúan en línea (lo que ocurre con la luna llena y la luna nueva ) se suman sus fuerzas de atracción sobre los océanos y entonces se produce el fenómeno que denominamos mareas vivas. Estas mareas son aquellas que suben mucho y que bajarán también mucho.

Las mareas Se le llama marea al ascenso y descenso periódico de todas las aguas oceánicas, incluyendo las del mar abierto, los golfos y las bahías. Estos movimientos se deben a la atracción gravitatoria de la Luna y el Sol sobre el agua y la propia Tierra. Esta atracción gravitacional provoca una oscilación rítmica de estas masas de agua debido a la órbita de la Tierra alrededor del Sol y la órbita de la Luna alrededor de la Tierra.

Después, a medida que transcurren los días, la marea se tornará cada vez más muerta o pequeña, esto es, con menor desnivel o diferencia entre la pleamar y la bajamar, hasta que, alcanzado un punto, comienza a ser un poco más viva cada día, a medida que nos acercamos otra vez a una luna nueva o a una luna llena, y vuelvan a quedar en línea los astros.

La Luna, por estar mucho más cerca de la Tierra que el Sol, es la causa principal de las mareas.

Debes saber también que la marea sube y baja dos veces cada día pero, como el día lunar es más largo que el día solar, (aproximadamente unos 50 minutos más) la pleamar y la bajamar se producirán cada día un poco más tarde (por esos 50 minutos de diferencia). Por eso, si una bajamar de un día determinado fue a las 21:00 horas, debemos interpretar que una de las bajamares del día siguiente del mismo año, será a las 21.50 horas y la otra bajamar habrá tenido lugar 12 horas antes.

Las masas de agua, así como todo en la Tierra, están expuestas, además, a la fuerza centrífuga (hacia fuera de

La marea ejerce un efecto directo únicamente sobre dos cosas en el agua marina: controla la profundidad

Existen mareas causadas tanto por el Sol como por la Luna.

138 Ciencias Naturales - Octavo Grado


UNIDAD 5 del agua, sobre todo en puntos donde los peces acostumbran comer, y también controla el flujo de pececillos presentes en un espacio dado del fondo y que sirven de alimento a los de mayor tamaño. Esta información la toman muy en cuenta los pescadores y las compañías pesqueras.

Eclipses Un eclipse solar consiste en el oscurecimiento total o parcial del Sol, que se observa por el paso de la Luna entre el Sol y la Tierra. Un eclipse de Sol solo es visible en una estrecha franja de la superficie de la Tierra. Cuando la Luna se interpone entre el Sol y la Tierra, proyecta sombra en una determinada parte de la superficie terrestre, y un punto establecido de la Tierra puede estar inmerso en el cono de sombra o en el cono de penumbra. Luna

Sol

Umbra Eclipse total de sol

Tierra

Penumbra Tierra

Luna

Sol Eclipse anular de sol

Aquellos que se encuentren en la zona en la cual se proyecta el cono de sombra verán el disco de la Luna superponerse íntegramente al del Sol, y en este caso se tendrá un eclipse solar total. Quienes se encuentren en una zona interceptada por el cono de penumbra, verán el disco de la Luna superponerse sólo en parte al del Sol, y se tiene un eclipse solar parcial.

Cono de sombra

Cono de penumbra

Eclipse parcial

Se da también un tercer caso, cuando la Luna nueva se encuentra en el nodo a una distancia mayor con respecto a la media. Entonces su diámetro aparente es más pequeño con respecto al habitual y su disco no alcanza a cubrir exactamente el del Sol. En estas circunstancias, sobre una cierta franja de la Tierra incide no el cono de sombra sino su prolongación, y se tiene un eclipse solar anular, pues alrededor del disco lunar queda visible un anillo luminoso. A causa del movimiento de la Luna alrededor de la Tierra y del movimiento de la Tierra alrededor de sí misma, la sombra de la Luna sobre la superficie terrestre se mueve a unos 15 km/s. La fase de totalidad para un determinado punto geográfico no supera por tanto los ocho minutos. Un eclipse lunar consiste en el paso de un satélite planetario, como la Luna, por la sombra proyectada por el planeta, de forma que la iluminación directa del satélite por parte del Sol se interrumpe. Tienen lugar únicamente cerca de la fase de luna llena, y pueden ser observados desde amplias zonas de la superficie terrestre, particularmente de todo el hemisferio que no es iluminado por el Sol, siempre y cuando la Luna esté por encima del horizonte. Penumbra

Sol Tierra

Luna

Anti-cono de Eclipse anularidad anular

Sombra terrestre

Octavo Grado - Ciencias Naturales 139


UNIDAD 5 Normalmente la desaparición de la Luna no es total; su disco queda iluminado por la luz dispersada por la atmósfera terrestre y adquiere un halo rojizo. La sombra total, o umbra, producida por la Tierra queda rodeada por una región de sombra parcial llamada penumbra. En las etapas iniciales y postreras del eclipse lunar, la Luna entra en penumbra.

¿Qué significan? Los intentos de los pueblos antiguos por explicar el fenómeno de los eclipses dieron lugar a una variada mitología. En China creían que se producían cuando el Sol o la Luna eran comidos por un dragón celestial. Para ahuyentarlos, gente le gritaba y hacía ruidos con utensilios de metal. Los aztecas ya sabían que los eclipses de Luna eran producidos por la sombra de la Tierra, sin embargo los representaban como una serpiente que se tragaba a la Luna. Por el supuesto origen sobrenatural los eclipses han tenido una influencia considerable en ciertos acontecimientos históricos, como antiguas batallas griegas o encuentros entre conquistadores y nativos americanos.

Los eclipses totales de Luna ocurren cuando el satélite se sumerge completamente en la zona de umbra. La duración máxima de los eclipses totales de Luna es de 3.5 horas.

2

Actividad

¿Has observado algún eclipse? ¿Cómo lo describirías? Si no has sido testigo de ninguno, pregunta entre tu familia y amigos, si ellos han disfrutado de algún eclipse de Sol o de Luna.

Pero los eclipses también han permitido lograr avances en la ciencia y conocer mejor a la Tierra. Un excelente ejemplo es el de Aristóteles (350 a.C.), quien después de observar que en cada eclipse se proyectaba una sombra curva sobre la Luna, y creyendo que esa era la sombra de la Tierra, afirmó que la Tierra era redonda. Una verdad que sería aceptada muchos siglos después. En la actualidad, el estudio de los eclipses de Luna, además de permitir medidas astronómicas como la verificación de los momentos de contacto entre el disco de nuestro satélite natural y el cono de sombra, es útil para analizar de forma indirecta las condiciones de la atmósfera terrestre, pues la densidad y coloración de los conos de umbra y penumbra están muy influidos por la presencia de ozono y polvo en suspensión en los diversos estratos de la atmósfera.

Eclipse de la luna

140 Ciencias Naturales - Octavo Grado


UNIDAD 5

3

Actividad

¿Cuánto pesas? La gravedad es una fuerza natural y universal que atrae los objetos unos a otros. La gravedad es la atracción que sobre todos los cuerpos ejerce la Tierra hacia su centro. Cuando te pesas, mides la cantidad de atracción gravitatoria que ejerce la Tierra sobre ti. La Luna tiene una atracción gravitacional más débil que la Tierra. De hecho, la gravedad de nuestro satélite natural es solo la sexta parte de la de este planeta. Por eso pesarías menos en la Luna. ¿Cuál sería tu peso en la Luna o en los otros planetas, si pudieras visitarlos?

Materiales a utilizar: Báscula Calculadora Tabla de pesos espaciales Procedimiento: 1. Averigua tu peso 2. Para un planeta diferente o la Luna, multiplica tu peso por el número respectivo dado en la tabla siguiente 3. Por ejemplo, una persona que tenga un peso de 150 libras, haría el siguiente cálculo: Para Mercurio: 150 lbs. × 0.4 = 60 lbs Sigue el ejemplo y averigua tu peso en los diferentes planetas y la Luna.

Tabla de pesos espaciales

Planeta o satélite

Multiplica tu peso terrestre por

Mercurio Venus Tierra Luna Marte Júpiter Saturno Urano Neptuno

0.4 0.9 1 0.17 0.4 2.5 1.1 0.8 0.01

Tu nuevo peso

Resumen La Luna es el único satélite natural de la Tierra. No tiene luz propia. Brilla porque refleja la luz del Sol. Las fases de nuestro satélite resultan de las posiciones relativas del Sol, de la Tierra y de la Luna. Las mareas son producto de la atracción gravitatoria de la Luna y del Sol sobre las aguas oceánicas. En este fenómeno también participa la fuerza centrífuga (por efecto de la rotación del planeta) que actúa sobre las aguas.

Con el Sol y la Luna también se produce otro fenómeno: el eclipse. Un eclipse solar es el oscurecimiento total o parcial del Sol por el paso de la Luna. Un eclipse lunar consiste en el paso de la Luna por la sombra proyectada por la Tierra, de manera que no se pueda iluminar.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 141


UNIDAD 5

Cuando la Luna se coloca entre la Tierra y el Sol se produce la fase llamada: a) luna llena. b) cuarto menguante. c) luna nueva. d) cuarto creciente.

3

El nivel que alcanzan las mareas se debe a dos fuerzas llamadas:

a) centrífuga y gravitatoria.

4

b) centrífuga y química.

c) gravitatoria y cinética.

d) potencial y gravitatoria.

2

3) c.

2) a.

El eclipse que ocurre cuando la Luna se interpone entre la Tierra y el Sol se llama: a) solar. b) anular. c) lunar. d) parcial.

Los paisajes característicos de la superficie lunar se denominan: a) cráteres y volcanes. b) montañas y volcanes. c) tierras y mares. d) volcanes y mares.

1) c.

1

Soluciones

Autocomprobación

4) c.

CARRERA HACIA LA LUNA Más de 500 satélites artificiales orbitan alrededor de la Tierra en este instante. Algunos para transmitir señales de radio, televisión y teléfono. Otros se utilizan para informar sobre la atmósfera, el estado del tiempo y realizar investigaciones espaciales, como los de la NASA. Pronto, también el espacio alrededor de la Luna estará ocupado. Japón y China ya llegaron a nuestro satélite. Estados Unidos, India y Rusia llegarán después de 2010. Todos tienen como objetivo construir mapas de la superficie lunar, buscar agua congelada en cráteres profundos y estudiar la posibilidad de obtener materiales que sirvan en la construcción, entre otros. La NASA examinará un plástico equivalente a tejido humano para evaluar el daño que provoca la radiación en la piel.

142 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Solucionario Lección 1 Actividad 1:

¿Cómo se contamina el agua subterránea? La primera vez que se extrajo el agua, ésta salió más o menos clara, solo con pequeñas partículas de tierra. La segunda vez, luego de agregar el colorante azul, el agua ya no salió tan limpia como la anterior, tenía un tono claro de azul, debido a que parte del color quedó en las piedras. La media botella con las piedrecitas y tierra simula un pozo excavado en el suelo; el cilindro de tela y el atomizador hacen las veces de la bomba extractora. Al extraer agua la primera vez, ésta sale limpia, pero al colocar el agua con colorante, lo que se extrae es agua con color o sucia. Es lo mismo que sucede cuando se contamina el agua subterránea. Obtengamos agua potable El pasar el agua de un envase a otro es la aireación que adiciona aire al agua, es decir, le agrega oxígeno y permite que los gases atrapados en ella puedan escapar. La aireación es la primera etapa del proceso de potabilización del agua. El siguiente paso es la coagulación, mediante el cual la suciedad y otras partículas sólidas suspendidas se “pegan” químicamente en grupos y así se pueden remover del agua con facilidad. Para eso se usa el sulfato de aluminio. La sedimentación ocurre cuando la gravedad atrae las partículas agrupadas hacia el fondo del recipiente. Necesita tiempo, por eso la dejaste reposar durante horas. La filtración a través del filtro de arena y piedras pequeñas remueve gran parte de las impurezas que se mantiene todavía en el agua después de que la coagulación y la sedimentación hayan ocurrido.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 143


Solucionario El agua sucia que dejaste al comienzo no sufrió cambios apreciables.

Este fenómeno se puede observar comúnmente en los ríos, mares y arroyos, en donde el continuo chocar del agua (de olas y corrientes marinas en caso de los mares y de corrientes fluviales en el caso de los ríos y arroyos) con las rocas provoca que estas últimas disuelvan diferentes materiales y alisen sus bordes.

Una de las erosiones de rocas más reconocidas es el “Gran Cañón”, en Estados Unidos, con más de dos kilométros de profundidad. Este cañón se creó debido a un millón de años de erosión del río Colorado, del viento y de las temperaturas extremas.

El agua que pasó por todo el proceso sale con un color algo turbio, pero es la que está más limpia, pues ha pasado por casi todos los procesos para su purificación, aunque todavía no puede beberse.

Lección 3 Actividad 1

Identificación de carbonatos

La formación de burbujas es un indicio de la presencia de carbonatos ya que éstos se descomponen con los ácidos, desprendiendo CO2.

Actividad 4

Erosión de las rocas

a)

Los bordes de los pequeños ladrillos están más lisos que antes del experimento, porque los remolinos que se forman al agitar la botella van alisándolos.

Los bordes de los pequeños ladrillos ahora están más lisos que antes de ser puestos dentro del frasco con agua.

b)

Las corrientes de agua formadas en el interior causaron la erosión de los bordes.

Este experimento se relaciona con los procesos de meteorización y erosión que forman parte del ciclo de formación de las rocas.

Lección 4

La erosión producida por la escorrentía se debe a que el agua de los ríos y de los arroyos a su paso disuelve gran cantidad de minerales y alisa los bordes de las rocas.

¿Por qué la radiación solar no tiene la misma intensidad a las 5 de la tarde, que al mediodía?

La erosión por precipitación se debe a que el vapor de agua contenido en la atmósfera (producto de la evaporación) absorbe bióxido de carbono y lo transforma en ácido carbónico, que al precipitar en forma de lluvia (lluvia ácida), disuelve algunos minerales y descompone otros. Con esto podemos ver que toda la materia está relacionada entre sí, ya que algún fenómeno determinado, en este caso el ciclo del agua, no solo va a tener repercusiones para sí mismo, sino también para otros (la erosión de las rocas).

144 Ciencias Naturales - Octavo Grado

Actividad 1

Porque el ángulo de inclinación entre la tierra y el sol no es fijo para cada hora, sino que experimenta una variación de 15º por hora. En el mes de marzo, ¿por qué el Sol calienta más en El Salvador que en Irlanda? La inclinación del eje de rotación de la tierra determina qué tan perpendicularmente a la superficie caerán los rayos de sol en cada región de la tierra. En El Salvador los rayos del sol son más perpendiculares en dicho mes mientras que en Irlanda los rayos solares no son perpendiculares.


Actividad integradora Tu huerto casero Propósito Este proyecto te permite participar en forma activa en el proceso de obtención de alimentos de origen vegetal, como una manera de favorecer tu salud y la de tu familia, al mismo tiempo que aprovechas el suelo, el agua, la energía solar y algunos vegetales. Mejorar tu dieta es solo uno de los beneficios que se logra con este proyecto; también es una oportunidad para que incorpores a tu familia en actividades que hacen conciencia sobre la necesidad de evitar el daño al medio ambiente y desarrollar hábitos de consumo responsable. Centro teórico El huerto casero es un terreno pequeño donde se cultivan hortalizas para consumo de la familia (zanahoria, papas, perejil, tomate, entre otras). Si no hay suficiente terreno, se pueden utilizar balcones, arriates, un pedacito del patio o macetas. Desarrollo Materiales: Pala Rastrillo Regadera Semillas

Pico Manguera Guantes Macetas

Machete Cuchara Tierra negra Plantitas

Luego, haz surcos y coloca en ellos las semillas que has elegido sembrar. Investiga lo que necesita cada planta. Considera los siguientes vegetales para tu huerto: lechuga, orégano, romero, sábila, manzanilla, jengibre, cilantro, perejil, rábano. Si te gustan las flores, ¡adelante!, agrégalas a tu huerto. Riega con abundante agua, de preferencia en la mañana o luego de que se oculte el sol, sin excederte, para favorecer los procesos de germinación y desarrollo. Aprovecha los restos vegetales, cascarones de huevo, restos de frutas, desperdicios de café y otros desechos de la cocina como abonos. Cierre del proyecto Recuerda cambiar cada año el tipo de planta que cultivas. La creación de un huerto en la casa es una ayuda económica para la alimentación de la familia, además de que comes más verduras y hortalizas frescas. Al cultivarlas en tu casa, te aseguras de que las verduras sean sanas, bien cuidadas y no estén contaminadas.

Procedimiento Elige el terreno disponible y límpialo para eliminar cualquier material de desecho, piedras, maleza u otros. Desmorona y tritura muy bien la tierra, unos veinte o veinticinco centímetros de profundidad. Así se afloja el terreno y el agua penetrará mejor. Fertiliza el terreno, de preferencia con abono natural, para evitar la contaminación de la tierra.

Octavo Grado - Ciencias Naturales 145


Recursos Davidson, Passmore y Truswell. Human nutrition and dietetics. Edtorial Churchill, Londres, 1979. Goodsort.: Modern nutrition in health and disease Editorial Lea and Febiger, Filadelfia, 1980. Grande C. Francisco: Alimentación y nutrición. Salvat Editores S. A., Madrid, 1981. Hoyle, Fred: Iniciación a la Astronomía Editorial Blume, Madrid, 1979. Margalef, R.: Ecología. Editorial Omega, Barcelona, 1975. Ministerio de Salud Pública y Asistencia Social: Guía de alimentación para la familia salvadoreña. El Salvador. 2001. Oster, L.: Astronomía moderna. Editorial Reverté, Barcelona, 1978.http://www.anda.gob.sv/CentroEdu.asp Astro Mía: Glosario de la astronomía http://www.astromia.com/glosario/ Fernández Pedro Mario: Valoración nutricional de la dieta “fast food” y su repercusión en la población infantil http://www.univerano.ua.es/es/cursosprevios/cursos2004/nutricion/Fern%E1ndez%20San%20JuanConf.pdf Página oficial del Ministerio de Agricultura y Ganadería de El Salvador http://www.mag.gob.sv/main/index.php

146 Ciencias Naturales - Octavo Grado


Ciencias naturales 8°