ciclos en la naturaleza

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CICLOS EN LA NATURALEZA
Navegaremos por...
• Materia, energía y vida
• Los ciclos en la naturaleza
Ciclo del carbono y oxígeno
Ciclo del agua
Ciclo del nitrógeno
• Alteraciones en los ciclos naturales
C ONVERSEMOS
Fotobanco
U NIDAD
U2
Algunas actividades humanas pueden afectar a los elementos que forman el
medioambiente y deteriorar las condiciones de vida en nuestro planeta.
Muchos efectos del desarrollo industrial han favorecido la pérdida de la
biodiversidad y algunas consecuencias son irreversibles. ¿Qué importancia
tiene el cuidado de la naturaleza?, ¿cómo puedes ayudar a evitar la
destrucción del planeta?
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Unidad 2
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En esta unidad aprenderás a…
Comprender que la materia circula por los ecosistemas, a través de los ciclos
biogeoquímicos.
Describir los procesos básicos de los ciclos del agua, del carbono y del nitrógeno.
Conocer la importancia de los organismos productores y descomponedores, dentro de
los diferentes ciclos biogeoquímicos.
Comprender los principales efectos de la intervención humana en el ambiente y la
modificación de los ciclos biogeoquímicos.
Demuestro lo que sé…
1. Observa las siguientes fotografías y luego responde.
A
B
a. Nombra los componentes del ecosistema que observas en las fotografías.
b. ¿Interactúan entre sí los componentes de cada ecosistema?, ¿cómo lo hacen?
c. ¿Qué se necesita para mantener la vida en ambos ecosistemas?
2. Completa en tu cuaderno las siguientes oraciones.
a. La energía que necesitan los seres vivos proviene del … . Esta, es utilizada por las … para
fabricar sus … .
b. La energía … de un ser vivo a otro a través de las … que están constituidas por
organismos …, … y … .
c. Algunas sustancias vitales para la vida en la Tierra son el …, … y el …, los cuales se
reciclan a través de los … .
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Red de conceptos
En esta unidad relacionaremos varios conceptos que nos permitirán comprender
cómo fluye la materia en el ecosistema.
EN LA NATURALEZA
existen
Ciclos de la materia
La intervención
humana
como
puede provocar un
Impacto global sobre
el medioambiente
Ciclo del agua
Ciclo del carbono
Ciclo del nitrógeno
¿Qué piensas tú?
En diversas actividades, el ser humano utiliza la energía que proviene de
combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural). El consumo de combustibles
fósiles en industrias, centrales térmicas, calefacción y automóviles, ejerce un efecto
nocivo sobre el medio. La emisiones procedentes de estas actividades pueden
causar graves daños a la atmósfera, como la lluvia ácida, la destrucción de la capa
de ozono y el efecto invernadero.
Comenta con tu curso:
¿Cuáles son los efectos nocivos del uso de la
energía procedente de fuentes tradicionales
como el carbón, el petróleo y el gas natural?
¿Conoces fuentes alternativas de donde
obtener energía?, ¿cuáles?
¿Qué ventajas traería utilizar esas fuentes
alternativas?
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Unidad 2
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UNIDAD
DESAFÍO
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inicial
¿Cómo aumenta la temperatura del planeta?
Muchas veces habrás oído hablar sobre el calentamiento global que está experimentando nuestro
planeta, seguramente has notado que es un tema que preocupa a las autoridades de muchos países.
¿Conoces en qué consiste el calentamiento de la Tierra?, ¿podrías explicarlo?
Junto con 2 ó 3 compañeros o compañeras consigan los siguientes materiales: 2 tazas de tierra,
2 termómetros (de 100 ºC), 2 frascos de vidrio, 1 trozo de plumavit para construir las tapas
de los frascos.
Rotulen los frascos con las letras A y B. Pongan la tierra en ambos frascos y entierren los termómetros
en la tierra.
Con el trozo de plumavit, construyan dos tapas para ambos frascos. Cubran el frasco A con la tapa de
plumavit, de manera que quede totalmente aislado y antes de colocar la tapa al frasco B, perfórenlo,
generando agujeros que permitan la circulación de aire al interior de este.
Frasco A
Frasco B
Después de 20 minutos registren las temperaturas que marcan los termómetros y respondan
en sus cuadernos:
1.
2.
3.
4.
5.
¿Qué ocurrió con la temperatura de ambos frascos?
¿Por qué creen que la temperatura es diferente?
¿Cuál es el origen del calor dentro del frasco A?
¿Cómo es posible que el calor entre al frasco, pero no salga?
¿Qué efecto se representó con el modelo que fabricaron? Explíquenlo.
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1. MATERIA, ENERGÍA Y VIDA
Atmósfera
Nuestro planeta reúne una serie de características que
hacen posible la vida: una fuente de energía externa,
el sol; una atmósfera y la existencia de agua.
Seres vivos
Los componentes de la Tierra son
de gran importancia para la existencia de
los seres vivos. En la atmósfera, la
hidrosfera y la litosfera se encuentran
los mismos elementos químicos que
están presentes en los seres vivos;
sin embargo la abundancia de
cada componente varía en los
distintos ambientes.
Corteza terrestre
Hidrosfera
En la atmósfera el gas más abundante es el nitrógeno (78,1%).
En la corteza terrestre abunda el oxígeno y diversos minerales.
La hidrosfera está formada exclusivamente por agua.
En los seres vivos el oxígeno, el carbono, el hidrógeno y el nitrógeno
representan más del 95 % de su peso.
Los elementos químicos que forman parte del mundo natural son importantes
para la existencia y el desarrollo de la vida. El agua, el carbono, el oxígeno y el
nitrógeno circulan constantemente entre los seres vivos y el ambiente,
estableciendo los ciclos biogeoquímicos.
Conociendo más
La biosfera es la parte de la Tierra donde se encuentran los seres vivos. Es
el espacio de vida en nuestro planeta. Podemos encontrar seres vivos en
la hidrosfera, la litosfera y la atmósfera. La biosfera presenta una gran
diversidad. Según cómo sean las condiciones del medio, el suelo, la
temperatura y las precipitaciones en cada lugar, existen unos u otros
seres vivos.
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Unidad 2
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UNIDAD
2
Trabaja con la información
1. Lee con atención el siguiente párrafo y luego responde las preguntas planteadas:
¿Por qué no hay vida en la Luna y sí en la Tierra?
Si fueramos a la Luna, descubriríamos enseguida lo distinta que es de la Tierra. De lo primero que
nos daríamos cuenta, es de nuestra imposibilidad para respirar. A esa distancia veríamos nuestro
planeta muy pequeño. Su color azulado nos recordaría la presencia de agua, de los mares. A los
pocos minutos, en el silencio absoluto y mirando a nuestro alrededor, nos daríamos cuenta de
que no hay ningún ser vivo.
Tabla N° 1: Condiciones en la Tierra y en la Luna
Luna
Tierra
Atmósfera
Ausente.
Presente.
Hidrosfera
Ausente.
Presente.
Seres vivos
No hay.
Gran diversidad.
Oxígeno
Se encuentra asociado Representa el 21% de los gases
a otros minerales en
de la atmósfera. Es importante
los suelos.
en la respiración.
Carbono
En muy pequeñas
cantidades (menos
del 0,01%).
Se encuentra en la atmósfera,
en los océanos y en la tierra.
Se utiliza en la respiración
y en la formación de
moléculas orgánicas.
Nitrógeno
En muy pequeñas
cantidades (menos
del 0,01%).
Más del 70% de la atmósfera
está compuesta por este
elemento. Forma las proteínas y
otras moléculas.
a. ¿Qué condiciones permiten la existencia de
b.
c.
d.
e.
vida en la Tierra?
Nombra los componentes geológicos de
nuestro planeta que permiten la existencia de
vida en él.
En la Tierra, ¿siempre se han dado
características favorables para los seres vivos?
Explica.
¿Qué gases de la atmósfera son
fundamentales para los seres vivos?
¿Para qué utilizan el agua los seres vivos?
El aspecto inerte de la
superficie de la Luna.
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GLOSARIO
Ecosistema: conjunto
formado por una
comunidad biológica,
las condiciones del
lugar donde se ubica
y las relaciones que
puedan establecerse
entre los seres vivos.
¿Cómo fluye la materia y la energía?
Los seres vivos toman la materia y energía disponible en su medioambiente con el
fin de utilizarlos para realizar procesos vitales. Esta materia y energía, luego son
transferidas a los seres vivos y al ambiente.
Productores
Energía solar
(útil)
BIOCENOSIS
BIOTOPO
Descomponedores
Energía no
utilizada
Materia
La energía fluye en una sola dirección entre los seres vivos de un ecosistema. La
energía solar es aprovechada por organismos productores, como las plantas, y se
transfiere a organismos consumidores, como los herbívoros, y luego a otros
organismos consumidores, como los carnívoros. Todos los organismos de esta
cadena constituyen la biocenosis. En cada traspaso de energía, entre los diferentes
tipos de organismos hay una liberación de energía al medio, en forma de calor.
Por el contrario, la materia fluye cíclicamente, los elementos químicos son
transferidos entre los seres vivos y en el propio biotopo de cada ecosistema. El
biotopo es el espacio físico, natural y limitado donde vive la biocenosis.
Alimentos y agua
(materia + energía)
Agua
CO2
Calor
(energía)
Luz
(energía)
Calor
(energía)
Materia
En los organismos, la materia y la
energía fluyen por circuitos
abiertos, mientras que en los
ecosistemas, la materia se recicla.
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Unidad 2
Excrementos y
secreciones
(materia + energía)
Luz reflejada
(energía)
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UNIDAD
2
Analiza
1. Analiza el esquema que se muestra a continuación y luego responde las preguntas en tu cuaderno.
ECOSISTEMA
Atmósfera
Hidrosfera
Biotopo
Biocenosis
formado por el
formada por los
Medio físico
Seres vivos
Litosfera
Productores
Consumidores
Descomponedores
Establecen relaciones
a.
b.
c.
d.
e.
f.
¿Qué es un ecosistema?
¿Cuáles son los componentes físicos de un ecosistema?
¿Cuáles son los componentes biológicos de un ecosistema?
Indica tres funciones de los componentes abióticos.
¿Qué crees que sucedería si la biocenosis no interactuara con el biotopo?
¿Por qué decimos que la biocenosis está en continua interrelación con otros componentes inorgánicos
del ecosistema?
2. Indica a partir de la imagen.
a. ¿De que forma está representada la biocenosis en la imagen?
b. ¿De que manera está representado el biotopo en la imagen?
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Los seres vivos se relacionan con su entorno
Como hemos visto, la materia se recicla una y otra vez en la naturaleza, gracias a
la acción de los organismos que interactúan entre sí. Estos organismos efectúan
diversos procesos que permiten, por un lado, incorporar materia y energía. Como
también, aprovechar la materia desechada por los seres vivos (cadáveres,
excrementos, entre otros).
Los organismos que permiten la circulación de materia y energía se pueden
agrupar de la siguiente forma:
Productores
Son organismos autótrofos: que utilizan
la energía del sol, el agua y el dióxido de
carbono para producir sus propios
nutrientes, en el proceso de fotosíntesis. A
través de la fotosíntesis se incorporan
energía y materia desde el biotopo hacia
los seres vivos de un ecositema.
Plantas.
Consumidores
Son los organismos heterótrofos que no pueden
producir sus propios nutrientes y los obtienen de otros
seres vivos, o de partes de ellos. Dentro de este grupo
encontramos a los consumidores primarios
(principalmente herbívoros), a los consumidores
secundarios (carnívoros) y a los consumidores terciarios.
Vaca, consumidor primario.
Descomponedores
Organismos que desintegran los restos de otros
seres vivos. Como resultado de la actividad
metabólica de los descomponedores, los
compuestos orgánicos se degradan, liberándose
sustancias inorgánicas al suelo o al agua. Desde ahí
se vuelven a incorporar algunas sustancias a los
productores, reiniciando el ciclo.
Bacterias.
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Unidad 2
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UNIDAD
2
Evaluando lo aprendido
1. Completa en tu cuaderno el siguiente cuadro.
Componente de la Tierra
Elemento o compuesto abundante
Atmósfera
Hidrosfera
Litosfera
Biosfera
Importancia
o
ern
d
cua
u
nt
e
pia
Co
2. Utilizando flechas, indica en tu
cuaderno cómo fluye la
energía y la materia en un
ecosistema y en un ser vivo.
3. Completa en tu cuaderno el esquema, utilizando los siguientes conceptos: consumidores
terciarios, descomponedores, consumidores primarios, productores y consumidores
secundarios.
¿Cómo estuvo tu trabajo?
Si completaste correctamente el cuadro de la actividad 1, ¡muy bien! De lo contrario, revisa el
contenido de la página 50.
Si estableciste correctamente el flujo de materia y energía, ¡felicidades! Si fallaste, vuelve a la
página 52 y revisa la información.
Si lograste completar el esquema de la actividad 3, ¡excelente! Revisa el contenido de la
página 54, si fallaste.
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2. LOS CICLOS EN LA NATURALEZA
Muchas de las sustancias necesarias para los seres vivos, como el agua, el oxígeno,
el carbono, el nitrógeno, el fósforo y el azufre, entre otras, se encuentran en
cantidades fijas en el planeta y han estado en la Tierra desde sus inicios. ¿Por qué
crees que estas sustancias no se agotan?
Los elementos y compuestos inorgánicos que forman parte de la materia viva
fluyen en el ecosistema a través de los ciclos biogeoquímicos. Estos ciclos
incluyen componentes geológicos (atmósfera, litosfera e hidrosfera) y también
componentes biológicos (productores, consumidores y descomponedores).
Carbono y oxígeno: elementos fundamentales para la vida
El carbono (C) y el oxígeno (O) son elementos fundamentales para los seres
vivos, ya que forman parte de importantes moléculas orgánicas, como las
proteínas, lípidos y carbohidratos, entre otras moléculas que son
esenciales para la vida.
En la naturaleza, el O2 y el CO2 se mantienen en proporciones más
o menos constantes, debido a que están renovándose
permanentemente a través de ciclos. En estos ciclos, los gases
mencionados son incorporados desde el ambiente por seres vivos,
y son transformados a través de sus procesos vitales. Luego vuelven
al ambiente, pudiendo ser reincorporados por los organismos.
El intercambio de carbono y oxígeno entre el medioambiente y los
seres vivos se realiza mediante los procesos de fotosíntesis y
respiración; ambos constituyen la base de estos ciclos.
Dióxido de
carbono y
agua
Oxígeno
Fotosíntesis
Respiración
El oxígeno (O2)
representa el 21% de los
gases atmosféricos y el
dióxido de carbono (CO2),
el 0,03%.
Glucosa y
oxígeno
La cantidad de oxígeno que las
plantas liberan en la fotosíntesis es
mucho mayor que el consumido
durante la respiración.
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Unidad 2
Dióxido de
carbono y agua
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2
UNIDAD
INTERPRETANDO
Observación
un experimento
CULTIVANDO TOMATES
Un grupo de investigadores observó que la abundancia relativa de tres especies de insectos varió
significativamente en tres ambientes distintos.
Problema científico
Las elevadas concentraciones de CO2 atmosférico ¿pueden influir en la abundancia de insectos
de una población?
Hipótesis
La abundancia de insectos de una población aumenta cuando las concentraciones de CO2 atmosférico
se elevan.
Método experimental
a. Se crearon 16 parcelas experimentales de 1 m2 cada una. En ellas se introdujeron poblaciones de
una misma especie de insecto. Las 16 parcelas se mantuvieron en las mismas condiciones
de luminosidad y humedad. En ocho parcelas, los niveles de CO2 variaron naturalmente. En las
restantes se mantuvo un nivel elevado de CO2 del aire.
b. Se mantuvieron las poblaciones por 9 generaciones, durante 9 meses (se reproducen una vez por
mes), y se registró la abundancia de los insectos en las 16 parcelas, una vez al mes, al igual que la
abundancia de los hongos que proliferaron naturalmente, en las parcelas.
Resultados
Análisis experimental
1. ¿Cuál fue la causa de la variación en la cantidad de insectos de las parcelas con altos niveles
de CO2 ambiental?
2. ¿Qué pasó en las poblaciones de las parcelas con niveles normales de CO2?
3. ¿Qué crees que ocurriría con las poblaciones si el experimento se extendiera en el tiempo por
10 generaciones más? Explica.
4. Los elevados niveles de CO2 ¿inciden en el medioambiente?, ¿por qué?
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¿Cómo circulan el carbono y el oxígeno
en la naturaleza?
Los heterótrofos
incorporan el O2 de la
atmósfera y obtienen el
carbono a partir del
consumo de moléculas
orgánicas, como la glucosa,
que forma parte de otros
seres vivos, para obtener
energía mediante el
proceso de respiración
celular. Producto de estas
reacciones se libera CO2
que es captado por
organismos fotosintéticos.
Respiración
Descomposición
Plantas y animales muertos,
restos de hojas, excrementos y
otros desechos orgánicos son
consumidos por
organismos descomponedores.
Durante las reacciones de
descomposición, parte del
carbono se incorpora al suelo
y otra parte es liberada a la
atmósfera en forma de CO2.
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Unidad 2
Bajo la superficie de la tierra se
encuentran yacimientos de
carbón y petróleo. Estos son
utilizados por los humanos en la
combustión, liberando CO2
a la atmósfera.
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UNIDAD
Combustión
2
Para realizar el proceso de fotosíntesis, los
organismos productores utilizan el carbono, que
se encuentra en el ambiente en estado gaseoso,
en forma de dióxido de carbono (CO2), para
poder construir moléculas orgánicas como la
glucosa. Como producto, se libera O2 a la
atmósfera.
Fotosíntesis
Depósitos de combustibles
fósiles
Conversemos
Los contaminantes de la atmósfera son sustancias que se incorporan al aire, producto de la acción
humana. Si bien el CO2 es un gas natural de la atmósfera, en los procesos de producción de energía,
como la calefacción y el transporte, se libera este compuesto a la atmósfera, elevando las
concentraciones normales del gas. ¿Cómo crees que se vería afectado el ciclo si las concentraciones de
CO2 son muy elevadas?, ¿qué medidas propondrías para disminuir la contaminación por CO2?
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El agua: elemento vital
El agua es uno de los compuestos más importantes y abundantes en los seres
vivos, por lo que su disponibilidad en el ecosistema incide significativamente en sus
componentes, tanto abióticos (por ejemplo, variables atmosféricas) como bióticos
(organismos de todos los grupos).
La mayor parte del agua
(95%) está contenida en
los océanos y mares. El
resto corresponde a agua
dulce, que se encuentra en
los lagos, ríos y acuíferos
subterráneos (2%) y a la
gran reserva de agua
dulce, en forma de hielo,
que contienen los
casquetes polares y los
glaciares (3%).
El agua circula continuamente de los océanos a la atmósfera, luego a la tierra y
regresa a los océanos, proporcionando un suministro renovable. Este ciclo, a
través del cual se mantiene un equilibrio del agua, se llama ciclo del agua o ciclo
hidrológico.
Conversemos
El ciclo del agua en el ambiente es dinámico y
se produce gracias a la energía solar. El calor
del sol hace que el agua se evapore desde
las masas de agua, tierras húmedas y
también desde el cuerpo de los
organismos. El sol es el origen de toda la
energía, la cual llega a la Tierra en forma
de luz y calor. ¿Cuál crees tú que es la
importancia del sol para los seres vivos
del planeta?
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Unidad 2
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UNIDAD
2
Ciclo del agua
Cuando desciende la
temperatura, asociada a otros
factores atmosféricos, el vapor
de agua se condensa y se forman
las nubes.
Los seres vivos,
principalmente las plantas,
aportan una cantidad
considerable de vapor de
agua a la atmósfera,
mediante la transpiración.
Desde las nubes el agua
precipita en forma de
granizo, nieve o lluvia,
reincorporándose a ríos,
mares y lagos.
El agua que precipita
puede infiltrarse en el
suelo formando acuíferos
subterráneos (aguas
subterráneas), o bien fluye
formando ríos o arroyos
que llegan al mar.
En la atmósfera, el agua se
encuentra como vapor de
agua procedente de la
evaporación de aguas
superficiales, océanos, lagos
y ríos, principalmente.
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HACIENDO
ciencia
¿Cómo circula el agua por el planeta?
Observación
El ciclo del agua es el ciclo más activo de la superficie del planeta: mueve
gran cantidad de materia.
Problema científico
¿Cuál es la causa de que el agua circule constantemente por el planeta?
Formulación de hipótesis
La circulación de agua en la naturaleza es posible gracias a los cambios de
estado que experimenta.
PROCESOS CIENTÍFICOS
Observación
Planteamiento del
problema
Formulación de hipótesis
Experimentación y
control de variables
Recolección de datos
Análisis de resultados y
conclusiones
Experimentación y control de variables
a. Junto a 2 ó 3 compañeros o compañeras, consigan los siguientes materiales: un termómetro,
vaso de vidrio, frasco de vidrio grande con tapa y varios cubitos de hielo.
b. Coloquen los cubitos de hielo en el vaso, introdúzcanlo en el frasco y tápenlo.
c. Pongan el frasco en un lugar donde reciba luz solar o bajo luz artificial (pueden utilizar una
lámpara) y esperen 20 minutos. Observen lo que ocurre con el hielo y anótenlo en sus
cuadernos. Abran el frasco y registren la temperatura, introduciendo un termómetro, durante
30 segundos. Posteriormente, tapen el frasco.
d. Transcurridos 20 minutos, coloquen el frasco en un lugar más frío y déjenlo por 20 minutos más.
Anoten sus observaciones.
Recolección de datos
Registren en sus cuadernos todas
las observaciones; pueden utilizar una tabla
como la siguiente:
A los 20 minutos
A los 40 minutos
Observaciones
Sensación térmica del frasco
Estado del agua
rno
tu cuade
n
e
ia
p
o
C
Análisis de resultados y conclusiones
1. Nombra las variables (dependiente, independiente y constante) con las que trabajaste
2.
3.
4.
5.
6.
62
en el experimento.
¿Qué sucedió con el hielo al estar expuesto a la luz? Explica.
¿Qué ocurrió con el frasco en el lugar frío?
¿Qué relación existe entre los cambios de estado del agua y el ciclo hidrológico? Explica.
¿A qué se debe que existan cambios de estado del agua?
Explica cómo ocurren en la naturaleza los cambios que observaste en la experiencia realizada.
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UNIDAD
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El nitrógeno en la naturaleza
El nitrógeno es un elemento esencial para el desarrollo de la vida
en la Tierra. Forma parte de los aminoácidos, que constituyen las
proteínas, y de otros compuestos orgánicos. ¿De dónde
obtienen el nitrógeno los seres vivos?
El nitrógeno molecular (N2) es uno de los elementos más
abundantes en la Tierra, constituyendo cerca del 78% de los
gases que componen la atmósfera. Sin embargo, la mayoría de los
organismos no pueden utilizar el nitrógeno atmosférico en forma
directa, sino que dependen del nitrógeno presente en el suelo, el cual
debe previamente fijarse, es decir, combinarse con otros elementos.
La fijación biológica del nitrógeno la realiza un grupo de bacterias que viven libres
en el suelo o asociadas a las raíces de algunas plantas. Además, los relámpagos
fijan también una pequeña cantidad de nitrógeno.
Algunas bacterias que fijan
nitrógeno al suelo viven en
las raíces de las plantas
leguminosas.
Al combinarse con otros elementos, el nitrógeno da origen a compuestos
diferentes. De esta forma puede ser utilizado por otros organismos del
ecosistema.
N2
Nitrógeno atmosférico
o
NH3
Amoníaco
NH4+
Amonio
NO2–
Nitrito
NO3–
Nitrato
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Etapas del ciclo del nitrógeno
Nitrógeno
atmosférico (N2)
Fijación biológica
de nitrógeno
Fijación de
nitrógeno por
relámpagos
Desnitrificación
Descomposición
Nitrificación
Amonificación
Bacterias que fijan
nitrógeno
Amonificación
Algunas bacterias
utilizan el nitrógeno
de los desechos
animales, así como las
plantas y animales en
descomposición, para
fabricar sus propias
proteínas, liberando al
suelo el nitrógeno que
no utilizaron en forma
de amoníaco (NH3) o
amonio (NH+
4 ).
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Unidad 2
Nitrificación
En el suelo, otro
grupo de bacterias
transforman el
amoníaco y el amonio
en nitrito (NO–2), el
que luego es
transformado en
nitrato (NO–3).
Bacterias
nitrificantes
Asimilación
Los vegetales
absorben el nitrato
del suelo y lo utilizan
para fabricar
proteínas, las que
pasan a los animales a
través de la cadena
alimentaria. El ciclo se
reinicia con los
desechos de animales
o cuando animales y
vegetales mueren.
Bacterias
desnitrificantes
Desnitrificación
Parte del nitrato
presente en el suelo
se pierde en el
proceso de
desnitrificación, a
través del cual algunas
bacterias transforman
el nitrato en
nitrógeno gaseoso y
lo liberan a la
atmósfera.
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2
UNIDAD
Evaluando lo aprendido
1. Explica la importancia de los siguientes elementos en la naturaleza.
a. Carbono.
b. Oxígeno.
c. Nitrógeno.
d. Agua.
2. Copia el siguiente esquema en tu cuaderno e identifica los procesos que están señalados con
las flechas. Luego responde las preguntas planteadas.
a. ¿En qué capa de la Tierra se lleva a cabo el ciclo?
b. Describe brevemente los procesos que ocurren en el ciclo.
c. Dibuja en tu cuaderno los ciclos del carbono y del nitrógeno, y ubica el lugar en el que participan
los organismos productores y descomponedores.
d. ¿Qué ocurriría en los ciclos si se eliminan de la naturaleza a los organismos productores?
¿Cómo estuvo tu trabajo?
Si reconociste la importancia de los elementos químicos en la actividad 1,
¡felicitaciones! De lo contrario repasa el contenido de las páginas 56, 60 y 63.
Si identificaste los procesos de los ciclos de la naturaleza, ¡muy bien! Si cometiste
alguna equivocación revisa el tema 2 de la unidad.
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GLOSARIO
Efecto invernadero:
gases (CO2, N2O,
entre otros)
acumulados en la
atmósfera que
impiden la salida de
parte de la radiación
proveniente del sol,
que es reflejada por la
superficie terrestre.
3. ALTERACIONES EN LOS CICLOS NATURALES
En la actualidad, la mayoría de los sectores de la sociedad aceptan que estamos
en presencia de un calentamiento global del planeta, el que influiría directamente
en un cambio climático, también global. De acuerdo a lo que se conoce, el
calentamiento global ha sido consecuencia del enorme aumento de las emisiones
de ciertos gases hacia la atmósfera, producto de la actividad humana, a partir de la
era industrial. La concentración de dióxido de carbono (CO2) y otros gases,
como el óxido nitroso (N2O), ha generado un incremento del efecto invernadero
natural, aumentando la temperatura del planeta, fenómeno conocido como
calentamiento global.
El calentamiento global ha provocado, además, cambios en la dinámica de los
ciclos biogeoquímicos.
Si las concentraciones de carbono y nitrógeno atmosférico están aumentando,
¿qué ocurre con el ciclo natural de estos gases?
Factores que alteran los
ciclos del carbono y del
nitrógeno.
Los ciclos del carbono y del nitrógeno se han modificado producto de la
utilización de combustibles fósiles, la deforestación y algunos procesos agrícolas e
industriales. Esto ha acelerado el flujo de estos gases hacia la atmósfera,
provocando un cambio en su composición química.
Aumento del efecto invernadero
Mayor temperatura en la Tierra
Deforestación
Emanación de gases por
uso de
combustibles fósiles
Emanaciones de
gases: CO2 y NO
Pérdida de la capacidad
fotosintética
Contaminación del ecosistema
acuático por flujo de
fertilizantes
Cambio en la utilización
de la tierra por agotamiento o
desgaste de los suelos
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Unidad 2
Cambios en la
biodiversidad
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UNIDAD
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Analiza
1. Observa el siguiente gráfico y responde en tu cuaderno las preguntas planteadas.
¿Por qué las plantas, la tierra y los océanos tienen valores negativos de liberación de CO2?
¿Qué factor libera más CO2 a la atmósfera?
¿Qué representa el valor total en el gráfico?
¿Cuál es el valor aproximado de CO2 liberado a la atmósfera?
¿Cuál es el valor aproximado de CO2 que es capturado de la atmósfera producto da la acción humana?
¿En qué procesos se utiliza?
f. Calcula la diferencia entre el CO2 liberado y el CO2 captado. ¿Qué representa ese valor?, ¿qué sucede
con esa cantidad de CO2 en la naturaleza?
g. Elabora una conclusión con los datos del gráfico, mencionando los efectos que ocasionan en la
naturaleza la liberación y utilización de CO2.
h. Imagina que el suministro de combustibles fósiles se agotara en 50 años, ¿qué ocurriría con la
actividad humana?, ¿cómo incidiría esto en la naturaleza?
a.
b.
c.
d.
e.
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¿Qué ocurre con el agua al elevarse la temperatura del
planeta?
El aumento de la temperatura del planeta ha acelerado el ciclo hidrológico,
es decir, los cambios de estado del agua en la naturaleza ocurren más
rápidamente.
Las principales consecuencias que podrían producirse debido a la alteración del
ciclo hidrológico son las siguientes:
En regiones del planeta donde llueve poco, las precipitaciones
disminuirían aún más y aumentarían en las zonas donde estas
son más intensas.
Las variaciones en las precipitaciones provocaría que
los suelos retengan menos cantidad de agua, por lo que
existirían períodos de sequía muy prolongados.
Se produciría el deshielo de grandes glaciares, lo que provocaría un
aumento del nivel del mar y una disminución de las fuentes de agua
dulce disponibles para el consumo humano en algunos lugares.
Conociendo más
En los últimos años se ha tomado conciencia a nivel mundial sobre la
protección y el cuidado de la naturaleza. Los esfuerzos para evitar la
amplificación del efecto invernadero deben concentrarse necesariamente
en la reducción de las emisiones de los gases que lo originan y, así
también, en detener la deforestación a nivel mundial.
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Unidad 2
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UNIDAD
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Evaluando lo aprendido
1. Copia en tu cuaderno las siguientes oraciones y complétalas con los conceptos
correspondientes.
a. Producto de la actividad industrial, se emanan gases contaminantes como el …, y …, los que se
acumulan en la … aumentando el efecto … .
b. El aumento del efecto invernadero provoca a su vez un aumento de la … del planeta, lo cual
puede incidir en el … de polos, cambios en la intensidad de … y períodos prolongados de … .
2. Nombra y explica en qué consisten las siguientes actividades humanas y cómo inciden
en el ecosistema.
a.
b.
c.
3. Responde las siguientes preguntas en tu cuaderno.
a. ¿Qué es el efecto invernadero?, ¿por qué se produce?
b. ¿Qué consecuencias trae el aumento de gases como el CO2 en la atmósfera?
c. ¿Qué consecuencias tiene para los seres vivos la alteración de los ciclos biogeoquímicos?
¿Cómo estuvo tu trabajo?
Si respondiste correctamente las actividades, ¡muy bien! Si tuviste algún error; revisa
nuevamente el contenido de las páginas 66 y 68 y vuelve a realizar las actividades.
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Taller
PROCESOS
CIENTÍFICOS
Experimentación y
control de variables
Al realizar una
investigación, los
científicos buscan
poner a prueba la
hipótesis. Para ello
se deben diseñar
experimentos que
consideren los
factores o variables
involucrados en la
hipótesis.
Científico
NITRÓGENO EN LA NATURALEZA
Observación
La fijación industrial del nitrógeno se realiza para obtener amoníaco, que es la
materia prima para la elaboración de fertilizantes que se usan en la agricultura.
Problema científico
¿Qué efectos provocan los compuestos nitrogenados en las plantas?
Hipótesis
Formen grupos de 3 ó 4 personas y, aplicando lo que han aprendido
en la unidad, respondan las siguientes preguntas en el cuaderno.
a. ¿Qué compuestos nitrogenados conoces?
b. ¿Cómo utilizan el nitrógeno los productores y descomponedores?
c. Formulen una hipóstesis que te permita responder el problema planteado.
Experimentación y control de variables
Consigan los siguientes materiales:
- 2 vasos plásticos transparentes.
- 10 semillas de porotos.
- algodón.
- amonio o nitrato (se compra en
una ferretería, florería o jardín de
venta de plantas).
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Unidad 2
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UNIDAD
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Diseño experimental
Con los materiales reunidos, elaboren un experimento que les permita
descubrir qué efectos provoca el nitrógeno en las plantas.
Tengan presente que deben incluir un patrón “control” que les permita comparar
la variables dependiente con el tratamiento experimental. Por esta razón, se les
piden dos vasos.
Identifiquen y describan las variables de este experimento.
Recolección de datos
Observen diariamente los cambios que experimentan las semillas de porotos y
anótenlos en sus cuadernos.
Una vez que aparezca el tallo comiencen a medirlo y a registrarlo.
Elaboren una tabla para registrar los datos y las observaciones.
Análisis de resultados y conclusiones
1.
2.
3.
4.
¿Qué cambios experimentaron las semillas de porotos?
¿Hubo diferencias en el crecimiento de las plantas? Explica.
¿Qué variables estaban siendo manipuladas? Nómbralas.
¿De qué manera incidió el nitrógeno en el desarrollo de las plantas?
Fundamenta tu respuesta, utilizando tus resultados.
5. ¿Qué ocurriría si los fertilizantes, como el amonio, se utilizaran en exceso?
Propón un diseño experimental para comprobar lo que ocurriría con el uso
abusivo de fertilizantes.
¿Cómo trabajé?
Copia las siguientes preguntas en tu cuaderno y responde Sí o No, según corresponda.
1. ¿Logré establecer una hipótesis de trabajo acorde con el problema planteado?
2. ¿Diseñé un experimento que me ayudó a resolver el problema inicial?
3. En el laboratorio, ¿trabajé de manera ordenada y limpia?
4. ¿Escuché y respeté las opiniones de mis compañeros y compañeras de trabajo?
5. ¿Logré ordenar y analizar correctamente los resultados del experimento?
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Noticia
Científica
BLOQUE DE HIELO SE
DESPRENDE EN LA ANTÁRTICA
La masa de hielo tiene un tamaño tres veces mayor a
la Isla de Pascua.
Una de las zonas del planeta más afectadas
por el calentamiento global es la Antártica.
Durante los últimos 50 años, 6 placas de
hielo del continente se han desintegrado.
En febrero de 2008, científicos confirmaron
el desprendimiento de una de las
plataformas más grandes que aún se
conservan en la Antártica, la plataforma
Wilkins. El trozo de hielo que se
desintegra equivale a tres veces el
tamaño de la Isla de Pascua.
Los científicos señalan el
calentamiento global como
responsable de lo que
ocurre en este continente,
es en esta zona del planeta
donde
los
efectos
climáticos se han dejado
sentir con mayor fuerza. El
aumento de la temperatura en
la Antártica es de 0,5 ºC por
década, durante los últimos 50 años.
Informes de la ONU señalan que el
derretimiento de hielo en los polos ha
provocado un aumento en el nivel del mar
de 1,8 milímetros por año. Sin embargo, los
expertos no creen que este desprendimiento
en particular altere el nivel del mar, ya que
corresponde a hielos flotantes.
Fuente: La Tercera,
sección Tendencias,
26 de marzo de 2008,
pág. 33. Adaptación.
Responde en tu cuaderno
1. ¿Por qué crees tú que los científicos se preocupan de los efectos del calentamiento global en lugares
tan alejados del mundo?
2. ¿Cómo afecta a los seres vivos el desprendimiento de los hielos de la Antártica?
3. ¿Qué debemos hacer los humanos para prevenir desastres ecológicos como el
derretimiento de los glaciares o el derretimiento de hielo en los polos?
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Unidad 2
Ciclo del agua
Es la circulación del agua a través de los
océanos, la atmósfera y la Tierra. Las
etapas del ciclo del agua están relacionadas
con los cambios de estado que esta
experimenta en la naturaleza.
Ciclo del nitrógeno
La circulación del nitrógeno en el
ambiente requiere que este gas reaccione
con otros elementos para formar
compuestos que sean utilizables por los
seres vivos.
Resumiendo
Alteraciones en el ecosistema
Diversas actividades industriales han provocado
que en la atmósfera se acumulen gases que han
aumentado el efecto invernadero, lo cual ha
generado cambios en la temperatura global
del planeta.
Ciclo del carbono y del oxígeno
Comprende el intercambio de oxígeno y
carbono entre los seres vivos y el ambiente,
el cual se realiza mediante procesos
importantes, como la fotosíntesis, la
respiración, la descomposición y la
combustión.
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Ciclos biogeoquímicos
Representan los cambios que experimentan
ciertos elementos y compuestos químicos al ser
transferidos desde los seres vivos al ambiente, o
viceversa. Algunos ciclos son: el ciclo del agua,
del carbono y del nitrógeno.
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La materia
Importantes elementos y compuestos
circulan estableciendo los ciclos en la
naturaleza en los que participan los
componentes bióticos y abióticos de
un ecosistema.
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UNIDAD
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Responde nuevamente la sección Demuestro lo que sé…, de la página 47, y luego
evalúa cuánto has avanzado.
1. Observa las siguientes
fotografías y luego
responde.
A
B
a. Nombra los componentes del ecosistema que observas en las fotografías.
b. ¿Interactúan entre sí los componentes de cada ecosistema?, ¿cómo lo hacen?
c. ¿Qué se necesita para mantener la vida en ambos ecosistemas?
2. Completa en tu cuaderno las siguientes oraciones.
a. La energía que necesitan los seres vivos proviene del … . Esta es utilizada por las
… para fabricar sus propios … .
b. La energía … de un ser vivo a otro a través de una cadena … que está
constituida por organismos …, … y … .
c. Algunos elementos vitales para la vida en la Tierra son el …, … y el … los cuales
se reciclan a través de los … .
Compara tus respuestas con las iniciales, ¿han cambiado o se han mantenido igual?
Indica cuáles cambiaron y cuáles no.
Ahora profundiza tus respuestas
3. Completa la siguiente tabla con los elementos o compuestos correspondientes a
cada descripción (agua, dióxido de carbono, oxígeno y/o nitrógeno).
Característica
Sustancia
Se encuentra en la atmósfera.
Se requiere para el proceso de respiración.
No es utilizable directamente por los seres vivos.
Es absorbido por las plantas para realizar la fotosíntesis.
Es liberado en la respiración.
Se libera como producto de la fotosíntesis.
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en o
a
i
n
p
Co ader
cu
tu
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UNIDAD
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Mapa conceptual
Utilizando los siguientes términos, construye un mapa conceptual. Puedes agregar otros
términos si lo requieres.
Materia
Energía
Ciclos
biogeoquímicos
Ciclo del agua
Naturaleza
Sol
Productores
Ecosistemas
Ciclo del carbono
Consumidores
Contaminación
Ciclo del
nitrógeno
Descomponedores
Calentamiento
global
¿Qué haces tú?
El agua es un recurso natural renovable muy abundante en el planeta. Sin embargo, la
mínima parte de ella es realmente útil para el consumo o uso por parte del ser humano.
A pesar de esto, la actividad humana ha descuidado la protección y el mantenimiento
de este vital recurso, arrojando toneladas de suciedad al agua, contaminándola
con detergentes, arrojando basura química, entre otros.
Evalúa tus actitudes
Copia las siguientes preguntas en tu cuaderno y responde Sí o No a cada una.
1. ¿Crees que es importante cuidar el agua?, ¿por qué?
2. Elabora un listado del uso que haces del agua en un día y analiza qué aspectos
podrías mejorar para su cuidado.
3. Si bien hay muchos factores que influyen en la contaminación del agua, ¿qué medidas
propondrías a nivel industrial, doméstico y personal para cuidar este recurso?
Comparte tus respuestas con tu curso y en conjunto propongan medidas concretas para
promover el cuidado del agua en el colegio.
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¿Qué aprendiste?
I. Lee las preguntas y selecciona la alternativa correcta en tu cuaderno.
1. ¿Qué factor(es) es(son) imprescindible(s)
para los seres vivos?
A. La energía.
B. La materia inorgánica.
C. La materia orgánica.
D. La materia y la energía.
2. ¿En qué capas se desarrolla la vida en
nuestro planeta?
A. Litosfera.
B. Atmósfera e hidrosfera.
C. Hidrosfera y litosfera.
D. Atmósfera, litosfera e hidrosfera.
3. ¿Cómo circulan la materia y la energía en
la naturaleza?
A. La energía circula a través de los seres
vivos.
B. La energía y la materia circulan a través
de los ciclos biogeoquímicos.
C. La energía fluye en una sola dirección, la
materia fluye cíclicamente.
D. Circulan entre la atmósfera y la litosfera.
4. ¿Qué procesos permiten que los seres
vivos incorporen carbono?
A. Respiración y alimentación.
B. Fotosíntesis y respiración.
C. Alimentación y fotosíntesis.
D. Respiración, alimentación y fotosíntesis.
5. ¿Cuál de las siguientes aseveraciones,
respecto al ciclo del carbono, es
incorrecta?
A. Los heterótrofos incorporan carbono del
ambiente a través de la fotosíntesis.
B. La descomposición de materia orgánica,
libera CO2 a la atmósfera.
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Unidad 2
C. Los animales obtienen carbono al
alimentarse de plantas.
D. El uso de combustibles fósiles, libera
carbono hacia la atmósfera.
6. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones
relacionadas con el ciclo del nitrógeno es
correcta?
A. Como producto de la desnitrificación se
forma NO–3.
B. Las plantas absorben nitrógeno en forma
de nitrito y amonio.
C. La gran fuente de nitrógeno en la
naturaleza se encuentra en el suelo.
D. La fijación de nitrógeno puede ocurrir
por medio de la acción bacteriana.
7. El efecto invernadero es uno de los
principales problemas ambientales de la
actualidad. Al respecto ¿cuál de las
siguientes situaciones no es causa de
este fenómeno?
A. El uso de combustibles fósiles.
B. El fenómeno de calentamiento global.
C. La deforestación.
D. Emanaciones de gases como el CO2.
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UNIDAD
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II. Copia y completa en tu cuaderno la siguiente tabla.
Ciclo biogeoquímico
Elementos o
compuestos que
circulan
Organismos que
participan
Principales fenómenos
o procesos
Ciclo del carbono
Ciclo del nitrógeno
rno
e
d
ua
c
u
nt
e
pia
Co
Ciclo del agua
III. Copia y responde brevemente las siguientes preguntas en tu cuaderno.
a.
b.
c.
d.
e.
Menciona cuatro lugares a los que llega el agua después de caer como precipitación.
¿En qué formas se puede encontrar el agua en la Tierra?
¿Qué ocurriría si el agua de la Tierra dejara de evaporarse?
¿Qué papel desempeñan los animales en el ciclo del carbono?
¿Qué sucedería si todas las bacterias de la Tierra desaparecieran?
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