Calculando el número de neutrones de cada elemento
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El tamaño de seres vivos, células y moléculas (I). Tipo de actividad: Desarrollando ideas. En esta actividad desarrollarás tu intuición sobre el tamaño de algunas estructuras que se estudian en la biología. Comenzaremos en esta primera parte con el mundo macroscópico. En nuestra vida cotidiana usamos el metro (m) como unidad de medida de longitud porque la mayoría de las cosas con las que interactuamos tienen un tamaño de este orden. Muchos animales y plantas que conocemos tienen magnitudes que pueden medirse en metros. Por ejemplo, una persona puede medir desde unos cuántos decímetros al nacer, hasta más de 2 metros. Un elefante puede medir 4 metros. Los arboles pueden tener alturas desde menos de un metro hasta más de 100 metros. Las ballenas pueden medir desde unos cuántos metros hasta más de 30 metros. Para darnos una idea de las dimensiones anteriores, comparemos un hombre de 2 metros de altura con una ballena de 30 metros de longitud y un árbol gigantesco de 120 metros. ¿Cuántas veces más grande es la ballena que el hombre? ______ ¿Cuántas veces más grande es el árbol que la ballena? ______ ¿Cuántas veces más grande es el árbol que el hombre? ______ De acuerdo a las relaciones anteriores, si dibujamos un hombre de medio centímetro de altura, ¿cuántos centímetros debe medir la ballena? ______ ¿ Y el árbol? ______. Dibújalos en una hoja. Para representar magnitudes que difieren en rangos considerables, es recomendable usar una escala que varíe en potencias de 10, como la mostrada a continuación. Cada marca (0.1m, 1 m , 10 m y 100 m) representa una longitud 10 veces mayor que la anterior. Ballenas Árboles Humanos 0.1 m 1m Un elefante 10 m 100 m En el diagrama anterior, las líneas gruesas que representan las magnitudes de arboles y ballenas no están completas. Extiéndelas de acuerdo con las dimensiones mencionadas anteriormente. Un pez tiene una longitud de 20 centímetros (0.2 m). Colócalo con una flecha en la escala de arriba. Piensa en tres animales que correspondan a cada una de las tres divisiones marcadas en el diagrama anterior (de 0.1 a 1 m; de 1 a 10 m y de 10 a 100 m). Inclúyelos en el diagrama con una flecha indicando su tamaño aproximado. Para objetos más pequeños, utilizamos el milímetro (mm) como unidad de medida. ¿Cuántos milímetros forman un metro? ________. El ojo humano puede distinguir objetos con un grosor de hasta 0.1 mm (un décimo de milímetro). Por ejemplo, un puntito tiene más o menos este espesor. Así, el segundo rango de magnitudes que examinaremos va desde la décima parte de un milímetro hasta 100 milímetros (que equivalen a ____ centímetros, a ___ decímetro y a 0.1 metros). La hoja de una planta puede medir 60 mm. ¿Cuántos centímetros es esto? ______ Una lombriz tiene una longitud de 20 mm. Un mosquito puede medir 5 mm y una hormiga mide tan sólo 2 mm. La siguiente figura muestra esta escala. Hormiga Lombriz Mosquito 0.1 mm 1 mm Hoja de una planta 10 mm 100 mm Este segundo rango es el menos interesante, ya que no se encuentran muchas estructuras biológicas dentro de él . Sin embargo, las dimensiones de muchos órganos de animales y del hombre se encuentran en este rango. Por ejemplo, el riñón es un órgano que en el hombre mide sólo 5 centímetros (____ mm). Indica con una flecha dónde queda esta medida en la escala anterior. En el oído tienes tres huesecillos llamados martillo, yunque y estribo que miden alrededor de 5 mm. Mide uno de los huesos de tus dedos en milímetros (dobla tu dedo para que veas bien los huesos que contiene): _______. Representa estas dos medidas en la escala de arriba. Los huevecillos de un pez miden 2 mm. Representa su medida en la figura de arriba. Piensa en dos animales más que correspondan al rango de la escala anterior. Inclúyelos en el diagrama con una flecha indicando su tamaño aproximado. Estima el ancho de un cabello y representa esta magnitud en la escala de arriba (sugerencia: regresa a leer el párrafo sobre el poder del ojo humano). Las dos escalas estudiadas en esta actividad son una la continuación de la otra como se muestra en el diagrama siguiente. El extremo derecho (100 mm) de la última escala embona perfectamente con el extremo izquierdo (0.1 m) de la primera escala ya que son equivalentes (100 mm 0.1 m). 0.1 mm 1 mm 10 mm 100 mm 0.1 m 1m 10 m 100 m En todo este rango, el ojo humano, sin ayuda de algún instrumento, puede distinguir objetos de estos tamaños. Sin embargo, en la división que aparece primero, de menos de un milímetro, la observación se vuelve más difícil. En estos casos necesitaremos instrumentos especiales: lentes, lupa y posiblemente el microscopio. Marca en la escala anterior, con flechas, una hormiga de un milímetro, un pez de 10 centímetros, un perro de un metro de largo y un árbol de 10 metros de alto. Recuerda que, en esta escala, cada marca representa una medida 10 veces mayor que su inmediata anterior. De acuerdo con esto, contesta las siguiente preguntas: ¿Cuántas veces es más grande el pez que la hormiga? ________ ¿Cuántas veces es más grande el perro que la hormiga? ________ ¿Cuántas veces es más grande el árbol que el pez? ________ ¿Cuántas veces es más grande el árbol que la hormiga? ________ Marca también en la escala un hombre de 2 metros de altura y contesta lo siguiente. ¿Cuántas veces es más grande el hombre que el perro? ________ ¿Cuántas veces es más grande el hombre que el pez? ________ ¿Cuántas veces es más grande el hombre que la hormiga? ________ Las víboras pueden tener longitudes muy diversas. Averigua en una enciclopedia la variedad de sus medidas y representa el rango completo en la escala anterior. El tamaño de seres vivos, células y moléculas (II). Tipo de actividad: Desarrollando ideas. En esta actividad seguiremos desarrollando ideas sobre el tamaño de algunas estructuras que se estudian en la biología. En esta segunda parte pasaremos al mundo microscópico. La gran mayoría de las células que forman a los organismos tienen un tamaño mucho menor que un milímetro. Una medida “típica” de una célula es de una centésima de milímetro (0.01 mm). Suponiendo esta medida, ¿cuántas células se requieren para formar con ellas una línea de un milímetro de largo? ________ ¿Cuántas células se requieren para formar una línea de ellas de un centímetro de largo? ________ ¿Cuantas células se necesitarán para formar una pared de un tejido de un centímetro cuadrado? (sugerencia: 1,000 por lado serían en total, 1000 1000) ____________ ¿Cuántas células se necesitarán para formar un centímetro cúbico de un tejido? (1000 1000 000 =) ____________________________ Aún cuando las células son, por lo general estructuras muy pequeñas, es curioso que algunas células nerviosas y musculares llegan a alcanzar ¡una longitud de un metro! Sorprendente, ¿no? Una unidad más apropiada para expresar estas medidas es el micrómetro (m), que se define como la milésima parte del milímetro. En esta unidad, la medida típica de la célula citada antes, de 0.01 mm, equivale a 10 m. Los glóbulos rojos (eritrocitos) son células que miden aproximadamente 8 m. La gran mayoría de las células vegetales y animales en tejidos están en el rango de 10 m a 100 m. La mayoría de las bacterias, que son animales unicelulares, tienen un tamaño en el rango de 1 m a 10 m, aún cuando algunas de ellas miden tan sólo unas cuántas décimas de micrómetro. Esto puede observarse en la siguiente escala de medidas. Bacterias Células vegetales y animales 0.1 m 1 m 10 m 100 m Un cloroplasto, organelo en células vegetales que contiene a la clorofila, tiene una dimensión aproximada de 4 m. Representa esta magnitud en la escala de arriba con una flecha y su nombre. Las mitocondrias son estructuras subcelulares muy importantes que miden alrededor de 1 m. Representa esta magnitud en la escala de arriba con una flecha y su nombre. Algunos otros organelos de la célula que se estudiarán más adelante, tienen dimensiones menores que un micrómetro. ¿Dónde quedan los virus? No en el rango anterior ya que son todavía más pequeños. Los virus son microorganismos no celulares, que miden menos de una décima de micrómetro (entre 0.03 y 0.1 m). Para expresar estas dimensiones tan pequeñas, podemos usar una unidad todavía más pequeña que el micrómetro llamado el nanómetro (nm). Un nanómetro es la milésima parte de un micrómetro. Las dimensiones de los virus se encuentran entre 30 y 100 nm. Las moléculas, por ser constituyentes de las células, tienen magnitudes mucho menores que éstas. Las proteínas que son moléculas muy grandes, miden entre 4 y 10 nm. Los lípidos, otro tipo de moléculas, miden entre 1 y 4 nm. Las medidas de virus y proteínas están representadas en el diagrama siguiente. Incluye las medidas de los lípidos dadas en el párrafo anterior: Proteínas Virus 0.1 nm 1 nm 10 nm 100 nm Los lípidos y las proteínas se conocen como macromoléculas. Los tamaños más normales de moléculas se encuentran en el rango de 0.3 a 1 nm. Representa estas moléculas en la escala de arriba. Aún cuando las moléculas son típicamente muy pequeñas, podemos encontrar en muchos organismos moléculas como la de AND, que pueden llegar a medir ¡hasta 2 metros! ¿Cómo crees que quepan entonces dentro de la célula? Por último, los átomos tienen medidas de entre 0.05 y 0.4 nm. Represéntalos en la escala de arriba. Las dos escalas estudiadas en esta actividad son una la continuación de la otra, tal como se muestra en el diagrama siguiente. El extremo derecho (100 nm) de la última escala embona perfectamente con el extremo izquierdo (0.1 m) de la primera escala ya que son equivalentes (100 nm 0.1 m). 0.1 nm 1 nm 10 nm 100 nm 0.1 m 1 m 10 m 100 m Como se verá en una actividad posterior, para observar las estructuras que caen en este rango de medidas se necesitan instrumentos especiales. Para observar células y bacterias es necesario un microscopio. Los virus, moléculas y átomos pueden ser observados sólo con el microscopio electrónico. Marca con flechas en la escala anterior una célula de 40 m, una bacteria de 4 m, un virus de 40 nm, una molécula de 4 nm y un átomo de 0.4 nm. Recuerda que, en esta escala, cada marca representa una medida 10 veces mayor que su inmediata anterior. De acuerdo a esto, contesta las siguiente preguntas: ¿Cuántas veces es más grande el virus que la molécula? ________ ¿Cuántas veces es más grande la bacteria que la molécula? ________ ¿Cuántas veces es más grande la célula que la bacteria? ________ ¿Cuántas veces es más grande la célula que el virus? ________ En una cartulina, une la escala anterior con la de la página 20 (se complementan una con la otra como se muestra a continuación). 0.1 nm 1 nm 10 nm 100 nm 1 m 10 m 100 m 1 mm 10 mm 100 mm 1m 10 m 100 m En ella indica las dimensiones más importantes que hemos estudiado en estas dos actividades: las de átomos, moléculas, virus, bacterias, células y medidas de algunos animales y plantas.