ciencias naturales - Southamerican University

advertisement
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 químicos, 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
I²
+
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: Anatomía Vegetal, Editorial H Blume, primera edición. 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
Descargar