Ciclo De La Materia 2009

Área de Ciencias Naturales

Ciencias Naturales 2º BTO 2009

Los ecosistemas en acción: Flujo de materia y energía. Nombre:………………………………….…………. División:…………………….……………………….

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Los ecosistemas en acción: Flujo de materia y energía

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Índice Actividad 1. ¿Cómo se alimentan las plantas?..................................................................... 3 Actividad 2. ¿Con o sin luz se forma glucosa?.................................................................... 7 Actividad 3. Resolución de situaciones problemáticas ...................................................... 8 Actividad 4. Fotosíntesis y Respiración............................................................................. 11 Actividad 5. ¿Quién se come a quién? ............................................................................... 12 Actividad 6. El carbono viajero .......................................................................................... 13 Actividad 7. Haberlo pensado antes .................................................................................. 15

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Actividad 1: ¿Cómo se alimentan las plantas? Parece fácil entender cómo pueden crecer los animales. Se observa que ellos incorporan alimentos que luego son utilizados para construir la materia que forma sus cuerpos. Las plantas, sin embargo, no se alimentan de esa manera. Por lo tanto: ¿de dónde obtienen alimentos para construir el material que las forma?; ¿cómo logra crecer una planta? Hagamos un poco de historia: Aristóteles hace 2000 años definió del siguiente modo a las plantas: “seres vivos que crecen y se multiplican sin salir a buscar y devorar su alimento en forma visible”. Aunque para Aristóteles las plantas se alimentaban del suelo, el crecimiento sin incorporación visible de materiales alimenticios constituyó una incógnita que trataron de responder muchos investigadores. Uno de los primeros en estudiar este problema fue el científico belga Van Helmont (1577-1644), quien se ocupó de poner a prueba la hipótesis de Aristóteles. Llevó a cabo sus experimentos con un árbol de sauce. ¿Cómo definirías vos a las plantas?; ¿de qué creés que se alimentan? ¿Cuál fue la hipótesis de Aristóteles? Procedimiento seguido por Van Helmont: 1) Colocó en un macetero 100 kg. de tierra y plantó un sauce pequeño que pesaba 2,5 kg. 2) Durante 5 años sólo lo regó con agua , manteniendo tapada la boca del macetero (¿por qué lo tapó?). Al cabo de 5 años, 3) Pesó nuevamente la tierra del macetero y comprobó que pesaba 50 g. menos. 4) Pesó las raíces, tallos y hojas del árbol que se había desarrollado y pesaba 85 kg.

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A partir de las variaciones del peso de la tierra y del sauce: ¿ A que conclusión creés que habrá llegado Van Helmont ? En 1722, el científico inglés Joseph Priestley realizó el siguiente experimento:

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A la misma campana le agregó una vela encendida:

Priestley llegó a la conclusión de que en el aire existía “algo” que mantenía vivo al ratón y encendida la vela. Pensó que ese componente podría provenir de los vegetales. Para poner a prueba esa nueva hipótesis realizó el siguiente experimento:

Colocó una planta de menta junto con una vela encendida bajo la campana. Al corto tiempo la vela se apagó. Al cabo de 10 días volvió a encender la vela y ¡permaneció encendida! Luego quitó la vela y colocó al ratón junto a la planta, quedando éste con vida. ¿A qué conclusión habrá llegado Priestley? En 1779 el biólogo Jean Ingen Housz descubrió que los resultados obtenidos por Priestley en sus experimentos con plantas sólo resultaban en presencia de luz. También observó que en esta “restauración” del aire intervenían solamente las partes verdes de una planta.

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Área de Ciencias Naturales En 1782, Jean Senebier realizó un experimento con una planta acuática (la Elodea), que colocó en un vaso con agua y cubrió con un embudo invertido. Sobre el embudo dispuso, también invertido, un tubo de ensayo lleno de agua. Manteniendo el sistema iluminado Senebier notó que liberaba un gas que se acumulaba en la parte superior del tubo. Se pudo comprobar que este gas era oxígeno. En 1804, Nicolás Saussure, científico suizo, demostró que el hecho de que los vegetales iluminados aumentaran de peso se debía a la absorción de CO2 y H2O. Ahora respondé: 1) ¿Qué se sabe actualmente del proceso de alimentación de las plantas? 2) ¿Qué nombre recibe? ¿Por qué? Teniendo en cuenta todo lo anterior completá el siguiente esquema:

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LA FOTOSÍNTESIS ES EL PROCESO DE FORMACIÓN DEL ALIMENTO EN LAS PLANTAS QUE LLEVA A LA FORMACIÓN DE NUEVO MATERIAL VEGETAL Ahora que ya sabés como se produce el alimento: ¿Para qué creés que sirve el alimento? Formulá una hipótesis y confrontala con el resto de tus compañeros.

Actividad 2: ¿Con o sin luz se forma la glucosa? Objetivo: Comprobar si la luz es un factor determinante para la formación de glucosa en las partes verdes de la planta. Materiales: -

1 planta de malvón 2 vasos de precipitados Cacerola o jarro para baño María Alcohol etílico Mechero Trípode Tela metálica Solución de Lugol Clips Papel de aluminio

Procedimiento:





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Tomar la planta de malvón y dejarla en total oscuridad durante cinco días. ¿Para qué? El día anterior al experimento, cubrí dos hojas de la planta con papel de aluminio, una totalmente y en la otra dejá un orificio (de la forma y tamaño que vos quieras) sin cubrir. Dejá la planta expuesta a la luz hasta el día del experimento (de 4 a 24 horas). El día del experimento, arrancá las hojas cubiertas y otras que hayan sido expuestas a la luz. ¿Por qué no alcanza sólo con las cubiertas?

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Herví en las hojas en agua durante 4-5 minutos y luego hacé lo mismo en alcohol a baño María por 10 minutos. El alcohol no se calienta a fuego directo ya que es inflamable. Sacá las hojas y cubrilas con lugol.

1) Hacé un esquema que represente los distintos pasos del experimento. 2) ¿Qué resultados obtuviste en cada hoja? Elaborá conclusiones en base a los resultados obtenidos. 3) ¿Qué podés decir en relación a la luz y la síntesis de glucosa?

Actividad 3: RESOLUCIÓN DE SITUACIONES PROBLEMÁTICAS. . Situación I • Se colocaron 2 plantas, cada una en una campana de vidrio. Una de ellas tenía una vela encendida. • Ambas fueron colocadas al sol, tal cual muestra la figura. • Al cabo de un tiempo, se obtuvieron los resultados que aparecen a continuación:

Después de un tiempo:

A

- Planta: - muy vigorosa

B

- Planta: - menos vigorosa

- muy desarrollada - Vela encendida

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-desarrollo normal - Sin vela

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Explicá los resultados obtenidos en cada caso. Situación II Leé atentamente: La relación de todas las partes componentes del planeta es algo que debe preocupar al hombre si ha de sobrevivir en él. De todos los componentes, el hombre es el más influyente y de las actividades que realiza depende, en parte, la existencia del planeta. Es por eso que grupos de hombres se dedican a estudiar las relaciones existentes entre ciertos componentes, y así, poder ayudar al mantenimiento del equilibrio ecológico. Uno de dichos estudios consistió en la realización de la siguiente experiencia en el laboratorio: •

Se tomaron 4 tubos de ensayo y se colocó en ellos agua con unas gotas de solución de azul de bromotimol. Esta solución es un indicador de color azul que cambia o vira al verde amarillento en presencia de un ácido. Demuestra indirectamente la presencia de dióxido de carbono, gas que al disolverse en el agua forma ácido carbónico. •

Se numeran los tubos de 1 a 4.

•

Se colocaron:

- en el tubo 1, un caracol. - en el tubo 2, un caracol y una ramita de Elodea. - en el tubo 3, una ramita de Elodea. - en el tubo 4, no se colocó ningún organismo.

• Se cerraron los tubos con tapones de goma, dejando una cámara de aire de igual volumen en cada tubo.

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Área de Ciencias Naturales • Luego, se colocaron los tubos en una gradilla y ésta fue ubicada en un sitio iluminado con luz natural.

Al cabo de una semana se observó lo siguiente: 1. El caracol del tubo 1 había muerto y el color del indicador era verde amarillento. 2. El caracol del tubo 2 vivía, a la ramita de Elodea le faltaban algunas hojas y el color del indicador no se había modificado. 3. En el tubo 3 algunas hojas de la ramita de Elodea se habían marchitado y el color del indicador se mantuvo sin cambios. 4. En el tubo 4 no se observó ningún cambio. Respondé: 1. Teniendo en cuenta que el caracol estuvo aislado de la atmósfera en el tubo 1, puede pensarse que una de las causas de su muerte fue la falta de renovación de aire. ¿Qué componente del aire pudo haberse consumido, ocasionando la muerte del caracol? 2. De acuerdo al color que tomó el indicador en el tubo 1, ¿Qué otra causa creés que provocó la muerte del caracol? 3. En base a tus conocimientos acerca de la fotosíntesis y la respiración trata de explicar lo ocurrido en el tubo 2. 4. ¿Por qué crees que se marchitaron algunas hojas de Elodea en el tubo 3? 5. ¿Qué utilidad tiene el tubo 4 en la experiencia? 6. ¿Qué resultados se obtendrían en el laboratorio si durante la experiencia se hubieran mantenido los tubos en la oscuridad?

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Actividad 4: FOTOSÍNTESIS Y RESPIRACIÓN


Completá el siguiente cuadro relacionando los procesos de fotosíntesis y respiración celular. FOTOSINTESIS RESPIRACION CELULAR

1. Seres vivos en que se producen.

2. Sustancias que utiliza.

3. Sustancias que produce.

4.Transformaciones energéticas.

5.Transformaciones de materia.

6. Momento del día en el que ocurre.

7. Lugar en el que ocurre.

8.¿Hay acumulación de energía?

9. ¿Hay liberación de energía?

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Actividad 5: ¿QUIÉN SE COME A QUIÉN? Objetivo: Identificar las distintas cadenas alimentarias en el ecosistema del Océano Antártico. 1- Observá la siguiente figura. Aislá dos cadenas alimentarias y mencioná el nivel trófico de cada uno de los seres vivos, como así también el orden que les corresponden como consumidores o si son productores. FOCA LEOPARDO ORCA

PECES GRANDES FOCAS

EMPERADOR

RORCUALRES

PUQUEÑOS PECES Y CALAMAERES ADELIA

SKUA

FOCA

DIATOMEAS (ALGAS) KRILL

2- Identificá dos consumidores de primer orden o herbívoros. 1.............................................................................................. 2.............................................................................................. 3- Identificá dos consumidores del segundo orden. 1.............................................................................................. 2.............................................................................................. 4- Transportá la cadena alimentaria realizada en el punto 1, a una pirámide de la energía. 5- ¿Qué papel cumplen los descomponedores en una cadena alimentaria.

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Actividad 6: “El carbono viajero” 1. Imaginemos un átomo de carbono de una molécula de CO2 del aire. 2. Pasa por un ecosistema y de pronto es atrapado por una hoja de hierba.

a) ¿Por qué lugar de la hoja entra y qué camino recorre hasta llegar a un cloroplasto? b) ¿Qué función se cumple allí? c) ¿Qué le ocurre al átomo de C como consecuencia? d) ¿Qué función cumple la hierba en la cadena trófica? 3. Otro integrante de la comunidad se aproxima: es una pequeña oruga que en pocos minutos se come la hoja de la hierba. Su sustancia orgánica, de la que forma parte el átomo de C, se transformará en sustancia orgánica de la oruga. a) b)

¿A qué nivel de la cadena trófica pertenece la oruga? ¿Qué función cumple dentro de la misma?

4. La penetrante vista de una ratona descubre a la oruga y la captura con rapidez. Nuestro amigo el átomo pasa así a formar parte de otro organismo, pero por poco tiempo, ya que el ave quemará la sustancia orgánica en la que se encuentra el C, para producir la energía necesaria para volar. a) b) c) d)

¿En qué nivel de la cadena trófica ubicas a la ratona? ¿Qué función realiza el ave para liberar la energía? ¿Qué compuesto inorgánico forma el C con el O? ¿Cuál es el destino de esa sustancia?

5. Otra vez en el aire, nuestro átomo viajero es arrastrado muy lejos por fuertes vientos y así llega al mar, donde una ola lo atrapa. a) b)

¿Qué le sucede al aire dentro del agua? ¿Qué importancia tiene para los organismos acuáticos?

6. Pero no dura mucho su libertad. Una masa errante de fitoplancton se acerca. Es así como penetra en una diatomea, la que lo utilizará para formar sustancia orgánica. a) ¿Qué función debe cumplirse para que esto suceda?

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Área de Ciencias Naturales b) c)

¿En qué lugares se realiza? ¿Qué otros elementos son necesarios y cómo los obtiene la diatomea?

7. Nuevamente nuestro átomo de C cambia su destino. Un minúsculo crustáceo, componente del zooplancton, ha incluido a la diatomea en su alimento. a) ¿Qué nivel trófico representa el crustáceo? b) ¿Cómo imaginás que podría seguir la cadena trófica? 8. Y aquí entra otro personaje, un hambriento arenque que devora, entre otros, al pequeño crustáceo. Esta vez el átomo de C es utilizado para formar una sustancia junto con el H, el O y el N. a) ¿En la composición de qué sustancias ha entrado el C? b) ¿Qué tipo de consumidor es el arenque? 9. Mucho tiempo queda el C dentro del arenque y realiza con él largos viajes. Hasta que un día una foca lo captura y nuevamente nuestro átomo pasa a formar parte de otra sustancia orgánica, esta vez una grasa, que se deposita bajo la piel del mamífero. a) Construye la cadena alimentaria correspondiente a la foca. b) ¿En qué nivel está ubicado este animal? c) Construye otra cadena intercalando 2 organismos antes de la foca. ¿Qué nivel ocupa ahora este animal? 10. Un día, al asomar la cabeza por un agujero del hielo, la foca es cazada por un esquimal. El trozo de grasa en el que se encuentra nuestro átomo se transforma en aceite y es usado por el esquimal para combatir el frío en su iglú. a) ¿Por qué proceso, que se cumplió en el aceite, se originó energía calórica? b) ¿En qué se asemeja y en qué se diferencia este proceso de la respiración? c) ¿En qué forma pudo pasar al aire el átomo viajero?

Actividad extraída de Biología I, Nocetti y Dutey, Ed. Huemul.

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Actividad 7: Haberlo pensado antes... Haberlo pensado antes...

"La tierra no es una herencia de nuestros padres, sino un préstamo de nuestro hijos"

a) Qué explicación te sugieren el gráfico, el título y la frase que lo acompañan? Relacioná tu respuesta con los procesos vistos. b) Trabajo en grupos: Piensen que son periodistas científicos. Redacten un artículo para un diario (utilicen lo visto en lengua y tomen como modelo alguno de los artículos que trabajaron), sobre cómo afectan el aumento del efecto invernadero y la tala de árboles al equilibrio entre la fotosíntesis y la respiración celular. Agreguen al artículo qué medidas proponen ustedes para cambiar la situación actual. Busquen más información aparte de la vista en clase.

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