Solucionario ByG 1º Bachillerato Serie Inicia Oxford.

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ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA

Introducción

E  

n esta unidad se presentan los modelos principales y las técnicas más importantes que nos han proporcionado conocimientos del interior de la Tierra. El modelo terrestre que hoy manejamos debe estar muy cercano a la realidad porque disponemos de datos muy fiables de su interior. Sin embargo, las condiciones que influyen sobre la dinámica de los materiales internos de la Tierra son muy difíciles de reproducir en el laboratorio, por ello quedan importantes lagunas en el conocimiento sobre la movilidad de los materiales que dirige la dinámica cortical. El conocimiento de la estructura interna de la Tierra la pueden haber iniciado los alumnos en cursos anteriores, pero muchos se enfrentarán por primera vez de una forma sistematizada al estudio de la estructura interna y a los métodos de trabajo que nos han proporcionados los modelos estructurales que hoy manejamos. En primer lugar se presentan los métodos de estudio del interior de la Tierra. Los métodos de observación directa proporcionan datos muy seguros, pero de una capa muy superficial prácticamente insignificante. Posteriormente se estudiarán los métodos indirectos, que aun siendo deductivos nos dan conocimientos de todo el interior del planeta. El método sísmico es el que ha proporcionado más datos sobre la composición y el comportamiento interno de la Tierra. Nos ha permitido situar los límites de la corteza, el manto y el núcleo a profundidades bien definidas. Incluso nos muestra que el núcleo tiene una parte fluida rodeando al núcleo interior sólido. Los conocimientos que nos proporciona el método sísmico se completan con los datos aportados por los métodos gravimétricos, estudio de la densidad, estudio de la temperatura interna, el magnetismo, los métodos eléctricos y el estudio de los meteoritos. A continuación estudiamos la estructura interna de la Tierra según el modelo geoquímico y según el modelo dinámico. Entre ambos podemos establecer un paralelismo. En el modelo geoquímico diferenciamos desde el exterior al interior corteza, manto y núcleo. Mientras que en el modelo dinámico diferenciamos litosfera, astenosfera, mesosfera y endosfera. El estudio que nos ocupa debe hacerse de forma pausada, relacionando los conceptos entre sí para que queden sólidamente asentados. No es suficiente memorizar los contenidos de forma incoherente y superficial. La utilización de esquemas y representaciones de las capas internas de la Tierra son muy útiles y podemos utilizar los recursos de la web para ilustrar los conceptos

Unidades didácticas

que vamos estudiando. Más adelante figuran algunos enlaces que puede ser interesante visitar. El apartado de Ciencia, Tecnología y Sociedad sobre la transformación de la materia a altas presiones y temperaturas nos puede hacer comprender cómo se formaron diferentes estructuras minerales. Este apartado debe ampliarse, buscando en la web trabajos similares y así se potenciará el uso de las tecnologías de la información, ayudará a desarrollar la competencia digital y la competencia aprender a aprender. La Técnica de trabajo e investigación propuesta es una introducción al microscopio petrográfico, pues será muy útil para el alumnado contar con algunos conocimientos básicos acerca de su funcionamiento para desarrollarlos en las unidades posteriores. Como práctica alternativa se presenta una sencilla práctica de laboratorio para simular las corrientes convectivas del manto. La amplia batería de actividades del libro del alumno completa la unidad. Estas actividades, clasificadas en dos niveles de dificultad y según los distintos epígrafes, permiten practicar los conocimientos adquiridos y desarrollar las competencias en comunicación lingüística; matemática y básicas en ciencia y tecnología, y la de aprender a aprender.

Objetivos ❚ Reconocer los métodos de estudio del interior de la Tierra. ❚ Relacionar los datos obtenidos mediante los métodos de estudio del interior de la Tierra con la disposición en capas del interior terrestre. ❚ Identificar las nuevas tecnologías aplicadas a la investigación geológica y reconocer sus aplicaciones. ❚ Diferenciar entre el modelo geoquímico y el modelo dinámico. ❚ Reconocer y describir cada una de las capas de la Tierra que proponen el modelo geoquímico y el modelo dinámico.

Temporalización El tiempo previsto para desarrollar esta unidad es de dos semanas aunque debemos tener en cuenta cómo es el grupo de alumnos, según las peculiaridades del grupo podrían hacerse algunas modificaciones. En principio puede fijarse el tiempo necesario en unas 8 sesiones: 7 para el desarrollo de contenidos y una más para la práctica de laboratorio.

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

Estructura interna de la Tierra

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PROGRAMACIÓN DIDÁCTICA DE LA UNIDAD Contenidos

Criterios de evaluación

Estándares de aprendizaje

Relación de actividades del LA

Competencias clave

Métodos de estudio del interior de la Tierra. Método directo Métodos indirectos

1. Interpretar los diferentes métodos de estudio de la Tierra, identificando sus aportaciones y limitaciones.

1.1. Caracteriza los métodos de estudio de la Tierra en base a los procedimientos que utiliza y a sus aportaciones y limitaciones.

Aportaciones de las nuevas tecnologías en la investigación de nuestro planeta

2. Aplicar los avances de las nuevas tecnologías en la investigación geológica.

2.1. Distingue métodos desarrollados 14, 15, 16, 17, 18 gracias a las nuevas tecnologías, AF 23, 24 asociándolos con la investigación de un fenómeno natural.

CCL CMCCT CD CAA CSC CSIEE CCEC

Estructura interna de la Tierra

3. Identificar las capas que conforman el interior del planeta de acuerdo con su composición, diferenciarlas de las que se establecen en función de su mecánica y marcar las discontinuidades y zonas de transición.

3.1. Resume la estructura y composición del interior terrestre, distinguiendo sus capas en cuanto al comportamiento mecánico y en cuanto a la composición, así como las zonas de transición entre ellas.

19, 20, 21, 22, 23, 24, 26, 27 Ciencia, Tecnología y Sociedad AF 25, 26, 27, 28, 29, 31, 33,35, 36

CCL CMCCT CD CAA CSIEE CCEC

3.2. Ubica en capas y esquemas las diferentes capas de la Tierra identificándolas discontinuidades que permiten diferenciarlas.

25 AF 30, 32

3.3. Analiza el modelo geoquímico y geodinámico de la Tierra, contrastando lo que aporta cada uno de ellos al conocimiento de la estructura de la Tierra.

AF 28, 29, 33, 34

Modelo geoquímico. Modelo dinámico

1, 2, 3, 4,5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 AF 1, 2, 3, 4, 5, 6,7, 8, 9,10,11, 12,13, 14, 15, 16, 17, 18, 19,20, 21,22, Técnicas de trabajo y experimentación

CCL CMCCT CD CAA CSIEE

Actividades finales (AF); comunicación lingüística (CCL); competencia matemática y competencias básicas en ciencia y tecnología (CMCCT); competencia digital (CD); aprender a aprender (CAA); competencias sociales y cívicas (CSC); sentido de iniciativa y espíritu emprendedor (CSIEE); conciencia y expresiones culturales (CCEC).

Unidades didácticas

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

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Estructura interna de la Tierra

PARA EL ALUMNO

MAPA DE CONTENIDOS DE LA UNIDAD

Enlace web: Características de los métodos de reflexión y refracción sísmica y sus aplicaciones Enlace web: Métodos de estudio del interior de la Tierra

Vídeo: Viaje al corazón de la Tierra

Vídeo: GOCE mapea el geoide de la Tierra Enlace web: SIG y teledetección Documento: Usos de la teledetección en oceanografía Documento: Interpretación de una foto aérea

Vídeo: Estructura interna de la Tierra Animación: Modelos geoquímico y dinámico de la tierra Práctica de laboratorio: Corrientes de convección Vídeo: Corteza, manto y núcleo Documento: ¿Un centro de la Tierra de forma cúbica?

Unidad 1: Estructura interna de la Tierra 1. Métodos de estudio del interior de la Tierra 1.1 Métodos directos 1.2 Métodos indirectos

2. Las nuevas tecnologías aplicadas a la investigación geológica 2.1 El sistema de posicionamiento global (GPS) 2.2 Teledetección y sistemas de información geográfica (SIG) 2.3 Tomografía sísmica

3. Estructura interna de la Tierra 3.1 Estructura interna según el modelo geoquímico 3.2 Estructura interna según el modelo dinámico

PARA EL PROFESOR

Presentación

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Actividades de refuerzo y ampliación

Unidades didácticas

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

Estructura interna de la Tierra

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WEBGRAFÍA Métodos de estudio del interior de la Tierra Web del Institut Geològic de Calatlunya, con información sobre terremotos, sísmicidad, sismogramas en directo.... http://www.igc.cat/web/es/index.php Cálculos de gravedad http://www.ptb.de/cartoweb3/SISproject.php Estudio de meteoritos Teledetección http://www.esa.int/SPECIALS/Eduspace_ES/SEMO1U3FEXF_0.html SIGPAC http://sigpac.mapa.es/ Microscopía óptica de polarización Información sobre microscopía petrográfica http://www.uned.es/cristamine/crist_opt/cropt_micro.htm

http://www.uned.es/cristamine/crist_opt/cropt_micr_anisot. htm#figuras%20de%20interferencia Magnetismo terrestre https://www.youtube.com/watch?v=DwshhZq6T8Q Video que explica el origen del campo magnético terrestre Fragmentos del meteorito de Cheliábinsk causan anomalías magnéticas en la zona https://www.youtube.com/watch?v=MVx9Eg6vjwI En el fondo del lago Chebarkul, en los Urales de Rusia, han detectado varias anomalías del campo magnético que podrían ayudar a localizar fragmentos del meteorito que cayó en el lago en marzo del 2013, cuyo estudio sería muy importante para obtener información sobre el origen del sistema Solar y de la Tierra. Las ondas sísmicas https://www.youtube.com/watch?v=TLXBIMTux08

Actividades de evaluación interactivas

Ciencia tecnología y sociedad Viaje virtual al centro de la Tierra.

Técnicas de trabajo y experimentación El microscopio petrográfico.

Actividades y tareas

Síntesis de la unidad y Evaluación

Presentación Pruebas de evaluación

>>>>>>

Unidades didácticas

Actividades de refuerzo y ampliación

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

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Estructura interna de la Tierra

SUGERENCIAS DIDÁCTICAS Para introducir el primer epígrafe puede abrirse un pequeño debate en al aula sobre reportajes que hayan visto en televisión los alumnos o conocimientos previos que tengan y se pueden visualizar fragmentos del siguiente vídeo Vídeo: VIAJE AL CORAZÓN DE LA TIERRA Documental de National Geographic acerca del estudio del interior terrestre. Pueden seleccionarse aquellos fragmentos más relacionados con los contenidos de la unidad.

La actividad Investiga sobre Inge Lehmann de la página 16 trata de enfatizar el papel que desempeñó esta geóloga danesa en la definición de las distintas capas que componen el interior terrestre y, por otro lado, hace visible el papel de una mujer científico, algo poco común en la época en la que Lehmann desarrolló sus trabajos. Para terminar con este epígrafe puede trabajarse con el siguiente enlace web. Enlace web: MÉTODOS DE ESTUDIO DEL INTERIOR DE LA TIERRA

1. Métodos de estudio del interior de la Tierra

Página web del Proyecto Biosfera del Ministerio de Educación Cultura y Deporte en el que se repasan algunos de los métodos directos e indirectos de estudio del interior de la Tierra. Pueden realizarse las actividades asociadas.

1.1. Métodos directos Se describen en este epígrafe los métodos directos de estudio. Es importante hacer ver que la información que aportan estos métodos sobre las capas más internas es escasa e incompleta por la imposibilidad técnica, hasta el momento, de llegar a profundidades más allá de los 12 km.

1.2. Métodos indirectos Para introducir la unidad se pueden repasar los conocimientos previos. Los métodos indirectos de investigación para conocer el interior de la tierra se pueden introducir mediante una sencilla experiencia motivadora: al golpear una barra de metal, una madera u otros objetos que el alumno no está viendo, este es, sin embargo, capaz de deducir su naturaleza por el sonido. Se pasa a describir el método gravimétrico, donde se hace hincapié en las correcciones necesarias para su cuantificación y en el concepto de anomalía gravimétrica. La actividad Investiga incide sobre este punto y pone en valor la contribución de los trabajos de Pratt y Everest para la formulación del principio de la isostasia.

2. Las nuevas tecnologías aplicadas a la investigación geológica El empleo de satélites ha modificado sin duda las técnicas de estudio en geología, especialmente en lo que se refiere al posicionamiento y la fotografía aérea. No obstante se mencionan técnicas ya casi en desuso como esta última. Se introducen también técnicas como los sistemas de información geográfica y la tomografía sísmica, sobre la que se ahondará en unidades posteriores por sus aplicaciones. Se puede mostrar cómo las distintas técnicas pueden combinarse para obtener datos muy interesantes con el siguiente vídeo. Enlace web: GOCE MAPEA EL GEOIDE DE LA TIERRA Reconstrucción de la forma del planeta Tierra basada en los estudios gravimétricos a partir de las observaciones del satélite GOCE.

Se continúa con el estudio de la temperatura, como método indirecto, introduciendo el concepto de gradiente geotérmico. Se sigue con el estudio del magnetismo terrestre y se incide también en el concepto de anomalías gravimétricas y el de declinación magnética.

Enlace web: SIG Y TELEDETECCIÓN En esta página web se profundiza más en el concepto de SIG y teledetección y permite ampliar aún más la información dirigiéndose a otras fuentes que se citan en ella.

Se introduce el método eléctrico, si bien no es necesario profundizar demasiado en él, pues puede resultarles complejo a este nivel. Lo que suele llamar la atención del alumnado es el estudio de los meteoritos, por ello se propone una actividad Investiga para ampliar algo este epígrafe y estimular el trabajo con las TIC. Hay que detenerse en el método sísmico ya que es la base para comprender después en qué están basados los métodos geoquúmico y geodinámico. De este modo los conceptos de discontinuidades quedarán más claros. Conviene trabajar con las gráficas de velocidad y trayectorias para que reflexionen sobre la relación entre los cambios en esos parámetros y los cambios que tienen lugar en la composición del interior terrestre.

Documento: USOS DE LA TELEDETECCIÓN EN OCEANOGRAFÍA El texto propuesto ayuda a reflexionar sobre las aplicaciones de la teledetección. Se trabaja tanto con el texto como con imágenes.

3. Estructura interna de la Tierra Vídeo: ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA

Enlace web: CARACTERÍSTICAS DE LOS MÉTODOS DE REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN SÍSMICA Y SUS APLICACIONES

Queda mucho que aprender de la estructura de la Tierra que está formada por capas de densidad creciente. El modelo interno de la Tierra lo hemos podido deducir con la utilización del sismógrafo, como la herramienta más valiosa. Nos da una información muy útil sobre la estructura interna conocer cómo se formaron los planetas y los tipos de rocas que conocemos.

Para ampliar los contenidos de este epígrafe puede trabajarse con esta página web del Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya. Con información sobre terremotos, sísmicidad, sismogramas en directo, etc. Unidades didácticas

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

Estructura interna de la Tierra

La pregunta introductoria pretende que el alumno comprenda la valiosa información que nos aporta el estudio de los seísmos. Los terremotos consisten en una súbita inmensa liberación de energía capaz de transmitirse por todo el interior terrestre y que puede ser recogida y analizada en cualquier punto de la superficie. Los cambios que experimentan las ondas que atraviesan la Tierra nos indican que está formada por capas. Por otra parte, los cambios que experimentan las ondas sísmicas son exactamente iguales sea cual sea el lugar de la tierra dónde se recoge la información, lo que nos indica que las capas son concéntricas. En un principio se intentó determinar cuál sería la composición química y mineralógica de cada capa. Pero los investigadores se dieron cuenta que las condiciones, de altas presiones y altas temperaturas, a que estaban sometidos los materiales internos modificarían mucho sus propiedades. En estas condiciones las rocas podrían fluir. El modelo geoquímico de la estructura interna de la Tierra se ha ido sustituyendo por el modelo dinámico.

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Nos interesa describirla de forma global en vertical y en horizontal y diferenciamos varias partes tanto en las áreas emergidas como en las sumergidas bajo el agua del mar. Por ello interesa trabajar con las ilustraciones del libro, así como con los numerosos recursos que pueden encontrarse en Internet a este respecto. Del manto describimos la velocidad de propagación de las ondas sísmicas en cada parte y la densidad, que hemos visto en el epígrafe 1 de la unidad, lo que nos ha llevado a deducir que debe estar formada por peridotitas. Del núcleo, hacemos lo mismo que con el manto, lo que nos ha llevado a deducir que está formado por hierro al que se añaden otros compuestos químicos que rebajarían su densidad. Vídeo: CORTEZA TERRESTRE, MANTO Y NÚCLEO En este documental se hace un repaso extenso a las capas que conforman la Tierra. Es útil como repaso de la unidad porque se mencionan varias de las técnicas de estudio que se han explicado en el epígrafe 1.

3.2. Estructura interna según el modelo dinámico

Animación: MODELOS GEOQUÍMICO Y DINÁMICO DE LA TIERRA Se explican los modelos geoquímico y dinámico a partir de las ilustraciones presentes en el Libro del Alumno.

La Tierra tiene capas que tienen distinta rigidez y diferente capacidad para deformarse.

3.1. Estructura interna según el modelo geoquímico

Con este modelo diferenciamos litosfera, mesosfera y endosfera y podemos hacer un paralelismo con la corteza, manto y núcleo del modelo geoquímico.

La Tierra tiene capas de distinta naturaleza química y mineralógica. La corteza esta formada por silicatos muy variados, el manto por rocas básicas que contienen mucho olivino y el núcleo por hierro y níquel.

A grandes rasgos, la litosfera es rígida, la mesosfera superior es plástica, la mesosfera inferior más rígida, la endosfera o núcleo superior es fluido y el interno sólido.

La corteza es una parte ínfima de la Tierra pero es muy importante para nosotros porque es a la que tenemos acceso directo. Aprovechamos esta pregunta para hablar de los distintos tipos de corteza: continental y oceánica.

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La astenosfera ha estado sometida a mucha controversia y debemos decir que es una diferenciación del manto superior, de naturaleza más plástica que el material adyacente, no forma una capa continua y se ha formado a partir de los penachos ascendentes del manto.

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Estructura interna de la Tierra

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES

(páginas 6-25)

Comprueba lo que sabes

Geología y exploración

1.

❚ Cartografía geológica, cxploración terrestre y marina, impacto medioambiental contaminación minera, hundimientos y subsidencias, etc.

¿Qué capas forman el interior de la Tierra? En la Tierra pueden diferenciarse capas diferentes desde la superficie hacia el centro de la Tierra según que nos fijemos en la composición o en su dinámica.

Cartografía ❚ Actualización y elaboración de mapas topográficos, planificación urbana, transporte, mapas catastrales, control de construcciones ilegales, etc.

Atendiendo a la composición las capas son: corteza, manto y núcleo

2.

Si nos fijamos en la dinámica de las capas tenemos: litosfera, astenosfera, mesosfera y endosfera.

Medio Ambiente

Ya se estudiará más adelante que la existencia de la astenosfera es muy discutida.

❚ Clasificación del suelo, monitorización de ecosistemas, gravamen del paisaje, vertederos, gestión del agua, monitorización de glaciares, monitorización de bancos de algas, etc.

¿Cuál es la naturaleza del núcleo terrestre?

Gestión de riesgos

El núcleo está constituido principalmente por hierro, pero también deben existir azufre, níquel y oxígeno, que son elementos de menor densidad y abundan en los meteoritos.

❚ Deslizamientos, desprendimientos y otros procesos gravitacinales, hundimientos, predicción de terremotos y volcanes, control de daños por terremotos y volcanes, detección de contaminación, monitorización de daños por inundaciones, tsunamis, viento y fuego.

El núcleo externo debe estar líquido y el interno, sólido. 3.

¿Cómo se llaman las superficies que separan las capas terrestres?

Defensa

Las superficies que separan las distintas capas terrestres se llaman discontinuidades. El estudio de la propagación de las ondas sísmicas en el interior de la Tierra permitió determinar planos donde las ondas se reflejaban, se refractaban o impedían la propagación; a estos planos se les dio el nombre de discontinuidades sísmicas. 4.

¿Cuál es la edad de la Tierra? La Tierra, lo mismo que los demás planetas del sistema solar, proviene de una nebulosa fría formada por gas, polvo de hielo y silicatos, que empezaría a contraerse y girar sobre sí misma hace unos 5 000 millones de años. La materia central de esta nebulosa dio lugar al Sol, y la periférica, a los planetas.

6.

Telecomunicaciones ❚ Planificación de redes urbanas y regionales, gestión de costas, detección de barcos y rutas, redes de navegación y transporte, ingeniería, etc.

¿Qué importancia tienen los meteoritos para el conocimiento de la composición de la Tierra? Los meteoritos son fragmentos del cinturón de asteroides que llegan a la Tierra procedentes de una órbita situada entre Marte y Júpiter. Estos asteroides se formaron a la vez que la Tierra y por eso tienen una composición similar. El estudio de la composición de los meteoritos proporciona información sobre la composición de la Tierra.

5.

❚ Cartografía militar, monitorización de blancos estratégicos, planificación de misiones y maniobras, verificación de tratados, eliminación de minas, etc.

¿Has visto alguna vez una imagen de satélite? ¿Qué aplicación puede tener en el estudio geológico de una región? Las imágenes de satélite aportan una valiosa información que es utilizada frecuentemente tanto por instituciones públicas como privadas. Entre sus principales usos y aplicaciones destacan: Agricultura: ❚ Inventario y predicción de producción, Control de subvenciones, Evaluación de daños en las cosechas, Gestión del proceso de producción, Monitorización de actividades pesqueras, etc. Forestal: ❚ Cartografía de bosques, gestión de bosques, daños por incendios, tala ilegal, etc.

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Otros ❚ Turismo y marketing, geografía y educación, análisis de la propiedad.

Investiga (página 9) Los trabajos de los geólogos John Henry Pratt y George Everest en el Himalaya contribuyeron a formular el principio de la isostasia. Busca información sobre estos investigadores y escribe un breve resumen en el que menciones sus hallazgos sobre las anomalías gravimétricas. Everest y Pratt estudiaron algunas cuestiones relacionadas con la corrección de Bouguer. el problema se planteó con las medidas efectuadas por G. Everest (1790-1866) y J. H. Pratt (1809-1871) entre 1820 y 1850, de la desviación de la vertical, en la India, cerca de la región del Himalaya. Everest obtuvo las mismas anomalías observadas por Bouguer antes que él en Perú: las desviaciones de la vertical en las cadenas montañosas eran sistemáticamente más pequeñas de las esperadas. La gran masa de estas montañas debería afectar a la dirección del vector de la gravedad y, por tanto, a la desviación de la vertical. Pratt en 1853 mostró que esto era debido a la masa supuesta para las montañas, que era menor de lo que cabría esperar. Posteriormente, extensas campañas de mediciones de anomalías de la gravedad han descubierto la presencia generalizada de anomalías de Bouguer negativas en las regiones montañosas y nulas o positivas en las zonas costeras. Esto indica que existe de forma

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Estructura interna de la Tierra

consistente un defecto de masa en las zonas montañosas y un exceso en las oceánicas.

3

Observa la Figura 1.4:

Pratt aprovechó estos datos para proponer su hipótesis, que supone una variación lateral de la densidad en la capa superior de la Tierra de espesor constante y que fue fundamental para el establecimiento del principio de isostasia.

Temperatura en el interior terrestre

2 temperatura (ºC)

Astenosfera

¿Cómo varía el valor de la gravedad en función de la latitud? Ayúdate de los datos que se muestran en la página anterior.

4 000

2 000

Núcleo externo líquido

Manto

1

0

La gravedad aumenta del Ecuador hacia los polos, es decir, aumenta con la latitud. 2

Temperatura de fusión de los materiales en la astenosfera y en el núcleo

6 000

Actividades 1

1

2 000

Núcleo interno sólido

4 000

6 000 Profundidad (km)

a) ¿Cómo varía la temperatura con la profundidad?

Ordena de mayor a menor el valor de la gravedad que esperarías en los siguientes puntos: el Himalaya, el punto más profundo de la fosa de las Marianas, Cape Cod, el mar Muerto, el Polo Norte, Quito, Tokyo. Razona tu respuesta.

La temperatura se incrementa a medida que se incrementa la profundidad. b) ¿Es esa variación constante?

Puedes valerte de la siguiente dirección web (http:// www.ptb.de/cartoweb3/SISproject.php) para comprobar los valores reales de esos puntos.

No. La forma de la curva indica que ese incremento es mayor durante las zonas menos profundas del manto y después dicho incremento no es tan rápido, aunque se mantiene.

De menor a mayor, los valores de gravedad son:

c) ¿Cómo varía el gradiente geotérmico con la profundidad?

Quito (Ecuador) (LAT -0,180, LON -78,467) g = 9,775 m/s2.

El gradiente geotérmico va disminuyendo a medida que nos adentramos en el manto y el núcleo, aunque la temperatura sigue incrementándose.

Himalaya (monte Everest) (LAT 27,987, LON 86,925) g = 9,780 m/s2. Fosa de las Marianas (LAT 11,35, LON 142,20) g = 9,785 m/s2. Mar Muerto (Israel) (LAT 31,5, LON 35,5) g = 9,794 m/s2.

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Tokyo (Japón) (LAT 35,689, LON 139,691) g = 9,798 m/s2.

Si el gradiente geotérmico, 3 °C cada 100 m, se mantuviera hasta el centro de la Tierra y consideramos que el radio medio de este es de 6 367 km multiplicado por 3 daría una temperatura de 19 101 °C en el centro de la Tierra.

Cape Cod (Massachusetts, EE UU) (LAT 41,699, LON -70,320) g = 9,803 m/s2. Polo Norte (LAT 90, LON 0) g = 9,832 m/s2. El valor medio de la aceleración de la gravedad en la superficie de la Tierra es de 9,8 m/s2. Este valor puede variar entorno a un 1 %, debido a la combinación de diversos factores.

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La gravedad aumenta del ecuador hacia los polos, es decir, aumenta con la latitud

También la topografía ocasiona variaciones de g, las estructuras muy grandes como las cordilleras montañosas y las cuencas oceánicas pueden producir variaciones de hasta un 0,05 %. Otro factor que influye es la variación en la densidad de las rocas en la litosfera de la Tierra (la capa exterior de la Tierra, que incluye la corteza y la parte superior del manto). Estas variaciones en la densidad ocasionan anomalías gravimétricas o variaciones locales de g, que se utilizan para la localización de recursos geológicos como yacimientos de petróleo o yacimientos de minerales metálicos de interés económico. Unidades didácticas

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Si se miden las líneas de fuerza magnética con una brújula o, lo que es lo mismo, la dirección NS, en campo abierto y al lado de un gran objeto metálico, como un tendido eléctrico, ¿variarán estas direcciones según los distintos puntos? Cuando medimos con la brújula el campo magnético en campo abierto, este será el verdadero, ya que ningún cuerpo extraño lo modifica. Sin embargo, si lo medimos al lado de un objeto metálico, como es magnético, modificará las líneas del campo magnético, por lo que la medida será errónea. No debemos nunca medir con la brújula cerca de un objeto metálico o de una línea de conducción eléctrica.

El valor medio de la gravedad en el Ecuador terrestre es de 9,78 m/s2. Es aproximadamente 0,5 % mayor en los polos, donde tiene un valor medio de 9,83 m/s2. Esta variación se debe fundamentalmente a dos causas, el efecto de la fuerza centrífuga, mayor en el Ecuador que en los polos, y a la forma de la Tierra, que, debido a la rotación, no es una esfera perfecta, sino un geoide achatado por los polos, donde el radio terrestre es menor y, por tanto, también es menor el valor de g. Por esta razón, la gravedad en la cima del Monte Everest es alrededor de 0,2 % menor que al nivel del mar, debido a la mayor distancia del radio allí.

Calcula la temperatura del centro de la Tierra si el gradiente geotérmico se mantuviera constante.

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En el mapa magnético de España (figura 1.6) se observan anomalías en las zonas graníticas y en las áreas mineras. ¿Qué tipo de anomalías serán, positivas o negativas? 9,0E 8,8E 8,6E 8,4E 8,2E 8,0E 7,8 E 7,6 E 7,4 E 4…W4…W 30 3…W 30 2…W

9,2E 30 30 9,2E 30

9,0E

7,2 E

7,0 E

30

8,8E

4…W

6,8E

1…W

6,6E 30 6,4E

30

30

6,2E

30

8,6E

1…W

30

6,0E 0

1…W 8,4E

30

30 50 45 45

30 30 8,2E 30 30

6,0E

6,2E 30

8,0E 7,8 E

0

30

3…W 7,6 E

30 7,4 E

7,2 E

2…W 7,0 E

6,8E

6,4E

6,6E

isóporas (min/año), variación de la declinación magnética isógonas (de 10’ en 10’), declinación magnética

Biología y Geología 1.º Bachillerato

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Estructura interna de la Tierra

Los granitos presentan anomalías magnéticas negativas ya que en ellos son muy escasos los minerales con hierro, solo la biotita y en pequeñas proporciones. Por el contrario, cerca de un yacimiento minero se observará una anomalía magnética positiva por la abundancia de elementos metálicos. 7

Cita algunos tipos de corrientes eléctricas que se produzcan en la Tierra. ¿A qué son debidas? Las corrientes eléctricas más comunes y observables que ocurren en la Tierra se producen durante las tormentas. Rayos y relámpagos son sus consecuencias. En realidad, son descargas eléctricas que se producen entre dos masas de aire o una masa de aire y la superficie terrestre debido al distinto potencial que existe entre ellas. Esa diferencia de potencial se produce por el movimiento y rozamiento de las diferentes masas de aire.

Investiga (página 13) Los meteoritos son una valiosísima fuente de información para los geólogos y los astrónomos. A lo largo de la historia se han descrito numerosos meteoritos que han caído en diversos países y las explicaciones sobre su origen han sido de lo más variopintas.

11 ¿Por qué no son útiles las ondas superficiales para el

estudio del interior terrestre?

Las ondas superficiales, como su propio nombre indica, solo se transmiten por la superficie terrestre sólida, por lo que no nos pueden proporcionar ningún dato sobre la naturaleza del interior de la Tierra. 12 ¿Por qué las ondas S no se transmiten por líquidos y las

P sí lo pueden hacer?

Si observamos la fórmula de la velocidad de las ondas S, esta depende directamente de la rigidez. Como esta es cero en los fluidos, su velocidad también será cero; es decir, no se pueden transmitir. En el caso de las ondas P, su velocidad depende de la rigidez más la compresibilidad. Como esta última no es cero en los fluidos, este tipo de ondas sí se transmiten en los fluidos, aunque a mucha menor velocidad que en los sólidos.

Investiga (página 16) Inge Lehmann (1888-1993) fue una sismóloga danesa que en 1936 desacreditó la idea que Julio Verne propuso en su novela Viaje al centro de la Tierra en la que se afirmaba que el núcleo de la Tierra era hueco.

Busca información sobre algunos de los meteoritos más famosos y elabora una breve presentación indicando dónde aparecieron y por qué son importantes.

Busca información sobre Lehmann y elabora una presentación en la que muestres sus logros académicos y su principal hallazgo científico.

Respuesta libre. Dado que es un tema que puede generar interés en el alumnado se puede guiar aún más la búsqueda. Pueden, por ejemplo, aportar imágenes de Google Earth mostrando los cráteres que dejaron dichos meteoritos y el momento estimado del impacto.

Inge Lehmann nació en Dinamarca en 1888. Estudió Matemáticas en Copenhague y Cambridge y en 1925 comenzó la carrera de Sismología. Después se convirtió en asistente geodésica de Niels Erik Nørlund, quien le asignó la tarea de creación de observatorios sismológicos en Dinamarca y Groenlandia. Ese interés por la sismología era inusual en la época y la ayudó a desarrollar más adelante sus estudios. En 1928 fue nombrada jefa del Departamento de Sismología del Real Instituto Geodésico danés, cargo que mantuvo durante 25 años.

Lo normal es que citen los de Chesapeake y Chicxulub, si bien hay abundante información en Internet acerca de meteoritos y, en los casos en que se dispone de la información, de su composición. 8

¿Cuál puede ser el origen de los meteoritos que no procedan del cinturón de asteroides? ¿Qué información de interés pueden aportar? Aunque la mayor parte de los meteoritos procede del cinturón de asteroides, pueden existir otros de distinta procedencia; por ejemplo, los cometas o simples «nubes» de pequeñas partículas que existen en el sistema solar y que entran en nuestra atmósfera a millares. Un ejemplo de ello son las «lágrimas de San Lorenzo», fenómeno que se produce todos los años hacia el 10 de agosto.

9

¿Qué tipo de ondas se producen cuando un objeto como una piedra cae en el agua tranquila de un estanque o charca? Cuando tiramos una piedra a un estanque se producen ondas transversales similares a las ondas S, ya que vibran transversalmente a la dirección en que se transmiten.

10 ¿Cómo se puede provocar un seísmo artificial a fin de

estudiar las capas superfi ciales de la Tierra? Un sismo se puede producir o simular provocando una explosión en el subsuelo. La energía que se desprende en dicha explosión se va a transmitir a través de los materiales rocosos en forma de ondas que, como en los terremotos, son de dos tipos: P o longitudinales y S o transversales. Estas ondas pueden ser estudiadas con la ayuda de geófonos colocados con tal fin en distintos lugares para conocer la disposición de los materiales terrestres en esa zona. Es un método muy empleado en la prospección petrolífera.

Unidades didácticas

En 1929 Lehamnn estudió las ondas generadoras de un gran seísmo que tuvo lugar en Nueva Zelanda. Vio que algunas ondas P se registraron en algunas estaciones sismológicas y que, en teoría debían haberse quedado en el núcleo sólido y no haber ascendido hasta la superficie. Para explicar estos datos, en 1936 publicó un artículo en el cual propuso que el centro de la Tierra estaba formado por dos partes: un núcleo sólido interno y, alrededor de él, un núcleo líquido, separados ambos por la denominada discontinuidad de Lehmann. Su hipótesis fue confirmada en 1970 cuando sismógrafos más sofisticados detectaron cómo las ondas superaban estas regiones. Lehman fue una pionera entre las mujeres que se han dedicado a la actividad científica.Fue la primera mujer en recibir la Medalla William Bowie, la máxima distinción de la Unión Geofísica Americana. La recibió en 1971. Murió en 1993, con 105 años de edad. 13 ¿Qué sucede en las zonas de discontinuidad para que

se modifique la trayectoria y la velocidad de las ondas sísmicas?

En las zonas de discontinuidad se produce un cambio en la naturaleza de los materiales, por eso las ondas sísmicas se refractan; es decir, cambian de trayectoria y de velocidad.

Investiga (página 17) El geocaching es una actividad de ocio de creación reciente en la que el manejo de un GPS es fundamental.

10

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Estructura interna de la Tierra

¿Qué es el geocaching? Explica de forma sencilla mediante una presentación cuáles son sus fundamentos básicos. Puedes valerte de la página web (www.geochaching.com). Organizad una excursión y poneos a prueba. El geochaching es una actividad que se ha puesto de moda en los últimos años y que consiste en realizar búsquedas de objetos escondidos por otras personas con la ayuda de las coordenadas proporcionadas por un GPS. Es una actividad con un gran seguimiento en EE UU y que está también consiguiendo adeptos en nuestro país. Además de encontrar objetos se pueden también dejar dichos objetos en otras coordenadas para que otros usuarios los encuentren. La actividad puede servir para complementar una excursión en la que se analice la fauna y flora y la geología del entorno del alumnado. 14 ¿Qué es el GPS? ¿Cuál es su utilidad?

El GPS o Sistema de Posicionamiento Global es un método que permite localizar la posición de cualquier lugar del planeta mediante un cálculo trigonométrico, realizado a partir de las señales recogidas por un receptor y emitidas por tres o cuatro de los 24 satélites que integran todo el sistema. Sus usos son innumerables, pero, atendiendo a los que presentan interés geológico podemos citar los referentes al control de ciertos fenómenos geológicos de muy lenta evolución como el avance o retroceso de los glaciares, el nivel del mar, el movimiento de las placas litosféricas, la elevación del terreno... 15 ¿Por qué debemos repetir la medición de un GPS unas

cinco veces para minimizar los errores de medición?

Inicialmente, debido al carácter militar del sistema GPS, el Departamento de Defensa de los EE. UU. se reservaba la posibilidad de incluir un cierto grado de error aleatorio, que podía variar de los 15 a los 100 m. Este error de medida, la llamada disponibilidad selectiva, fue eliminada el 2 de mayo de 2000. Aunque actualmente no aplique tal error inducido, la precisión intrínseca del sistema GPS depende del número de satélites visibles en un momento y posición determinados. Si se capta la señal de entre siete y nueve satélites, y si estos están en una geometría adecuada pueden obtenerse precisiones inferiores a 2,5 metros en el 95 % del tiempo. También pueden producirse errores debidos al medio de propagación de la señal, ya que las ondas electromagnéticas pueden sufrir reflexiones y/o refracciones en las distintas capas de la atmósfera o a errores en los terminales receptores. Por todo esto, se aconseja repetir la medición unas 5 veces, así se aumenta la precisión y se minimiza el error.

17 Explica por qué es necesario disponer de dos fotogra-

fías aéreas que se solapen para observar mediante esta técnica el relieve de una zona.

Al observar dos fotografías aéreas que se solapan en 2/3 de la imagen conseguimos, con ayuda de un estereoscopio, una visión tridimensional del área representada en las fotografías. Esto es debido a que nuestro cerebro combina las dos visiones obtenidas por cada uno de los ojos y construye a partir de ellas una imagen tridimensional. Gracias a esta visión estereoscópica podemos estudiar con gran detalle un buen número de características topográficas y geológicas de la superficie terrestre. 18 Describe qué es un sistema de información geográfica.

Un Sistema de Infomación Geográfico (SIG) es un sistema informático que gestiona una gran cantidad de datos de diversa naturaleza y los organiza según criterios geográficos. De esta forma, nos permite tener acceso a multitud de datos de una determinada región, como por ejemplo: vías de comunicación, núcleos de población, topografía, usos del suelo, recursos mineros, recursos agrícolas, usos del suelo, vegetación, cartografía geológica, etcétera.

Investiga (página 20) Busca información sobre la labor científica de Beno Gutenberg. Explica mediante un breve resumen cuáles fueron sus principales descubrimientos y cómo crees que afectaron al avance de la geología como ciencia. Geólogo alemán. Estudió en la Universidad de Göttingen Trabajó en las universidades de Estrasburgo y Frankfurt hasta que se marchó al Caltech, en EE UU en 1929. Allí publicó Seismicity of the Earth, un catálogo de seísmos. Definió la profundidad a la que se encuentra el límite entre el núcleo externo y el manto inferior, la denominada discontinuidad de Gutenberg, lo que contribuyó a poder conocer el diámetro real de la Tierra. Abundó en la idea de Lehmann de que la capa externa del núcleo era líquida (se conocía por entonces como zona de sombra). También contribuyó a establecer a escala de Richter. Murió en 1960. 19 Explica las diferencias entre corteza continental y corte-

za oceánica.

Las diferencias entre corteza continental y corteza oceánica podemos resumirlas mediante el siguiente cuadro: Corteza continental

16 ¿Cuál es el fundamento de la teledetección? Enumera

Corteza oceánica

distintas aplicaciones de la teledetección en el ámbito de las ciencias geológicas.

Espesor

35-70 km

8 km

La teledetección se basa en la transformación en imágenes de las radiaciones emitidas o reflejadas por los objetos. Para ello se utiliza un sensor que capta dichas radiaciones y un procesador digital que realiza dicha transformación.

Composición

Heterogénea

Uniforme

Continuidad

Discontinua

Discontinua

Rocas

Sedimentarias, ígneas y metamórficas

Basaltos y gabros

Edad

Más de 2.500 Ma

Menos de 200 Ma

Si el sensor se limita a captar las radiaciones emitidas por los objetos a partir de la energía solar que incide sobre ellos, hablaremos de teledetección pasiva. En cambio, si el sensor emite su propia energía, con la que irradia al objeto y capta la radiación reflejada, diremos que la teledetección es activa. Unidades didácticas

11

1

20 Explica si la corteza continental puede estar sumergida

bajo el agua del mar.

La corteza es continental u oceánica independientemente de que se encuentre emergida o sumergida bajo las aguas del mar. Biología y Geología 1.º Bachillerato

1

Estructura interna de la Tierra

La mayor parte de la corteza oceánica se encuentra sumergida y buena parte de la corteza continental se encuentra emergida pero puede encontrarse corteza oceánica emergida, como sucede en Islandia, y corteza continental sumergida formado las plataformas costeras.

manto superior ión fus de nto pu temperatura

sólido

manto inferior manto

fundido

núcleo externo núcleo externo

zona de transición

21 ¿Por qué no se encuentran sedimentos en la dorsal cen-

tro atlántica?

sólido 0

En la dorsal centro-atlántica no se encuentran sedimentos porque está en formación y no ha transcurrido tiempo suficiente para que se acumulen sedimentos marinos. Además, se encuentra alejada de los continentes de donde proceden los sedimentos.

núcleo interno

núcleo interno 5 000

0

5 10 densidad (g/cm 3)

15

corte transversal de la Tierra

26 ¿Por qué se producen corrientes convectivas y cuál es el

origen de la energía que las impulsa?

El volumen de la Tierra se mantiene constante y por ello la cantidad de corteza terrestre que se forme tiene que ser aproximadamente igual a la cantidad de corteza que se destruye por las zonas de subducción.

La convención es una de las formas de transmisión del calor, junto con la radiación y la conducción. El calor se transmite por radiación cuando las ondas energéticas parten del foco calórico y se propagan por los materiales contiguos. Se transmite por conducción si la energía pasa de unas partículas a las que están en contacto con ellas. La convección se realiza cuando hay un trasiego de materia y energía, como sucede con los penachos calientes que ascienden en el manto a la vez que desciende materia más fría, procedente de la litosfera, que se dirige hacia el interior desde las zonas de subducción.

La cantidad de corteza oceánica que se forma por las dorsales oceánicas debe ser equivalente a la que se destruye por las zonas de subducción. Sin embargo, al estudiar los fondos oceánicos se observa que son más extensos los márgenes constructivos que los destructivos; pero es necesario, para que no varíe el volumen terrestre, que la corteza que se construye por las dorsales y la que se destruye por las zonas de subducción sea equivalente.

La energía que genera las corrientes convectivas es el calor interno de la Tierra. En el manto inferior caliente se generan penachos ascendentes, a la vez que se produce descenso de fragmentos de la litosfera fría que se introduce por las zonas de subducción.

23 ¿Qué similitudes y qué diferencias encuentras entre las

fosas oceánicas y los rift del centro de las dorsales? Las fosas oceánicas están asociadas frecuentemente a zonas de subducción, por donde una placa oceánica se introduce debajo de otra placa. Los rift son fracturas profundas por donde salen basaltos del interior terrestre con los que se genera corteza oceánica y se produce la expansión de los fondos oceánicos.

0 1 000 3 000 temperatura (K)

Si observamos la gráfica de la temperatura, nos damos cuenta de que en el manto inferior la temperatura se encuentra por debajo del punto de fusión, marcada con la línea discontinua verde, y el núcleo externo tiene una temperatura superior a al límite de fusión, por lo que el núcleo externo debe estar en estado líquido.

22 Razona si es posible que existan dorsales sin que existan

zonas de subducción.

1 000 2 000 3 000 4 000 presión (kilobares)

27 Explica por qué se ha discutido tanto sobre la existencia

de la astenosfera.

La astenosfera se ha considerado como una capa continua más, situada entre la litosfera y la mesosfera. Pero debemos considerar astenosfera solamente las zonas del manto superior donde hay fusión incipiente.

24 ¿Cómo se puede explicar que la corteza oceánica sea

más joven que la corteza continental?

25 Observa los siguientes gráficos que representan la pre-

Hoy se sabe que el material de baja viscosidad, que antiguamente se consideraba la astenosfera, no forma una capa continua, sino que solamente ocupa algunas zonas del manto superior donde hay fusión incipiente. Se encuentra formada por penachos calientes o plumas del manto de naturaleza más plástica que los materiales que limitan con ella que han ascendido a través del manto.

sión, temperatura y densidad en el interior de la Tierra, fijándote en qué campos los materiales estarán fundidos y en cuales estarán sólidos. Deduce por qué el núcleo interno se encuentra en estado sólido y el externo en estado líquido.

Se comporta de forma plástica para esfuerzos de larga duración, que son los que afectan a la Tierra. Se extendería desde el límite inferior de la litosfera, a unos 100 km de profundidad, hasta la interfase con el manto inferior, a unos 660 km de profundidad.

La corteza oceánica está continuamente formándose por las dorsales y destruyéndose por las zonas de subducción, mientras que la corteza continental, una vez que se forma, permanece en equilibrio isostático sobre la corteza oceánica y manto.

Unidades didácticas

12

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Estructura interna de la Tierra

1

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES CIENCIA, TECNOLOGÍA Y SOCIEDAD (página 26) Cuestiones 1

4

¿Conoces la composición del diamante? ¿Por qué se pueden formar diamantes al disociarse el metano?

El modelo más interesante es el de la prensa de diamantes, aunque tiene la limitación de que no se puede realizar a más de 2 000 °C (los diamantes de la prensa se quemarían). Los otros métodos experimentales tienen el inconveniente de su corta duración y, por lo tanto, de que no se pueden realizar medidas muy exactas sobre los cambios que se producen en los materiales.

El diamante está compuesto por carbono. Sus átomos de carbono se sitúan en los vértices de un tetraedro. Si el metano se disocia a altas presiones y temperaturas, los átomos de carbono de dicho compuesto, ya separados del hidrógeno, se unirán entre sí, formando diamantes, que es la forma estructural que está en equilibrio con esas condiciones de alta presión. 2

3

Actualmente, con la ayuda de grandes ordenadores, se están modelizando muchas situaciones físicas que pueden aportar información sobre las estructuras que deben de tener ciertos compuestos cuando están sometidos a condiciones físicas que no somos capaces de simular en el laboratorio, de ahí que estos métodos virtuales tengan mucho futuro.

¿Por qué son importantes las experiencias que simulan grandes presiones y temperaturas? Las experiencias que se realizan a altas presiones y temperaturas son muy importantes ya que simulan las condiciones que existen en el interior de la Tierra y en el de otros cuerpos celestes, y nos pueden proporcionar datos interesantes sobre cuáles pueden ser los compuestos que están en equilibrio con dichas condiciones de presión y temperatura. ¿Crees que estas experiencias son imprescindibles para confirmar el modelo terrestre que tenemos? Estas experiencias no son imprescindibles, pero aportan un dato más que nos puede ayudar a confirmar, o a poner en duda, algunas de las hipótesis emitidas sobre la naturaleza físico-química de las capas que conforman el interior de la Tierra.

Unidades didácticas

13

¿Cuál de estos métodos te resulta más interesante? ¿Te parecen complementarios?

Propuesta de investigación 5

Investiga a qué valores de presión están sometidas las rocas en cada una de las capas de la Tierra. Presenta los resultados de tu investigación mediante un póster en el que incluyas esquemas de la estructura en capas de la Tierra donde aparezca el valor de la presión en cada una de ellas y ejemplos de rocas que aparecen en esas capas. Respuesta abierta. Se pretende con esta actividad que el alumnado reflexione sobre las presiones a las que se encuentran las rocas a diferente profundidad y cómo eso influye sobre la formación de diferentes rocas.

Biología y Geología 1.º Bachillerato

1

Estructura interna de la Tierra

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES TÉCNICAS DE TRABAJO Y EXPERIMENTACIÓN Cuestiones: 1

2

¿Resulta adecuado utilizar la lente de Bertrand-Amici para distinguir un mineral que cristaliza en el sistema trigonal de otro que lo hace en el triclínico? La lente de Bertrand está localizada en el tubo del microscopio, justo debajo del ocular. La lente permite observar la figura de interferencia, que permite determinar si el cristal es biáxico o uniáxico.

Los piroxenos y los anfíboles son minerales que cristalizan en el mismo sistema, sin embargo, los primeros tienen planos de exfoliación que se cortan perpendicularmente, mientras que en los segundos los planos de exfoliación se cortan formando ángulos de 124°. Si una roca tuviera ambos tipos de minerales, ¿cómo podrían diferenciarse? Los piroxenos se pueden distinguir de los anfíboles midiendo los ángulos formados por los planos de exfoliación con la ayuda de la platina giratoria.

Un mineral que cristaliza en el sistema trigonal será uniáxico y un mineral que cristaliza en el sistema triclícnico será biáxico.

SOLUCIONES DE ACTIVIDADES Y TAREAS Métodos de estudio del interior de la Tierra 1

Si quisiéramos hacer un sondeo para extraer rocas del manto, elegiríamos lugares donde la corteza tuviera poco espesor. Razona dónde buscaríamos esos lugares.

¿A qué se debe la existencia de anomalías gravimétricas? Explica algunas anomalías que se encuentran en la superficie de nuestro planeta.

4

3

5

Explica qué son los meteoritos, sus características y los tipos de meteoritos que conoces. Los meteoritos son cuerpos sólidos extraterrestres que caen sobre la superficie de nuestro planeta. En general, proceden del cinturón de asteroides situado entre las órbitas de Marte y de Júpiter. Existen cuatro tipos de meteoritos: condritas y acondritas, de naturaleza silicatada, y sideritos y siderolitos, fundamentalmente metálicos y, más concretamente, de hierro.

6

Explica por qué no se mantiene constante el gradiente geotérmico a medida que se profundiza en el interior de la Tierra.

Hace unos años se hizo muy famoso un meteorito procedente de Marte. La razón era que, dentro de él, existían estructuras que podían haber sido producidas por organismos unicelulares. Aparte de este hecho, ¿cómo han podido llegar hasta nuestro planeta fragmentos procedentes de Marte? En un lenguaje coloquial podríamos decir que el meteorito procedente de Marte llegó a la Tierra de rebote. Un fuerte impacto meteorítico sobre Marte produjo una gran cantidad

El gradiente geotérmico no se mantiene constante al profundizar en la Tierra debido fundamentalmente a dos causas: a Unidades didácticas

¿Puede la existencia de un yacimiento de hierro en profundidad modificar la trayectoria de un meridiano magnético? Los materiales magnéticos modifican las líneas de fuerza del campo magnético terrestre, por eso, los yacimientos metálicos de naturaleza magnética, cercanos a la superficie, nos pueden inducir a error cuando usamos la brújula cerca de ellos, ya que la aguja no indicará exactamente el norte magnético.

Una anomalía gravimétrica se produce cuando la gravedad medida en un punto de la Tierra no coincide con la gravedad teórica calculada para ese mismo punto. Ello se debe a la desigual distribución de los materiales en el interior; es decir, a la existencia de rocas o minerales más o menos densos de lo normal bajo el punto donde se mide la gravedad. Las anomalías gravimétricas positivas se dan en zonas donde el manto está más cercano a la superficie terrestre, dada su mayor densidad. Las negativas se dan en las zonas donde la corteza está más engrosada, debido a su menor densidad.

(páginas 28-29)

que la conductividad térmica de los materiales terrestres no es la misma y, sobre todo, a la existencia de corrientes de convección que tienden a homogeneizar la temperatura.

Para realizar un sondeo que llegue al manto terrestre, elegiríamos una zona donde la corteza terrestre fuera lo más delgada posible. Esto ocurre en los fondos oceánicos, en los que la corteza puede tener, en algunas zonas, solo 5 km de espesor. 2

(página 27)

14

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Estructura interna de la Tierra

3 000

Define qué es una superficie de discontinuidad y cómo se han descubierto.

2 000

Las superficies de discontinuidad son aquellas que separan materiales diferentes dentro del interior de la Tierra. Se descubrieron gracias a que las ondas sísmicas se reflejan y se refractan en ellas; es decir, cambian su dirección y su velocidad. 8

¿De qué factores depende que se reflejen mayor o menor cantidad de ondas en una superficie de discontinuidad? La reflexión de las ondas en una superficie va a depender de dos factores. Uno es el contraste entre las propiedades (densidad, rigidez o comprensibilidad) de los materiales que separan dicha superficie y lo definida que esté esa superficie. El otro factor es el ángulo de incidencia de los rayos sobre la superficie; cuanto más oblicuos sean las rayos, mayor será el número de rayos reflejados, pudiéndose producir una reflexión total si el ángulo de incidencia es muy pequeño.

9

¿Qué diferencias existen entre las discontinuidades de primer orden y las zonas de transición? Pon ejemplos.

temperatura (ºC)

7

de fragmentos de dicho planeta, algunos de los cuales pudieron escaparse o salir de su campo gravitatorio y, posteriormente, impactar contra nuestro planeta.

1

1 000

1 000

2 000 3 000 profundidad (km)

4 000

5 000

En ese planeta imaginario la temperatura aumenta rápidamente hasta los 1 700 km de profundidad, lo que nos hace pensar que esta primera capa está formada por materiales rocosos muy refractarios (poco conductores del calor), muy posiblemente, rocas silicatadas. De los 1 700 km a los 5 000 km de profundidad, la temperatura aumenta muy poco, lo que indica que los materiales allí existentes son muy conductores del calor, posiblemente metales, es decir, hierro. 13 Calcula la profundidad mínima a la que se ha podido

formar un magma que llega a la superficie a 1 200 ºC.

Las discontinuidades de primer orden son superficies muy bien definidas que separan dos capas de distinta naturaleza química. Las zonas de transición, también llamadas discontinuidades de segundo orden, son zonas de mayor o menor espesor que separan materiales con características físicas diferentes, pero iguales o muy similares desde el punto de vista químico.

Teniendo en cuenta el gradiente geotérmico, 3 °C/hm, para que se forme un magma a 1 200 °C, la profundidad mínima será de 400 hm; es decir, 40 km de profundidad. Este es un dato puramente teórico, ya que no tenemos en cuenta la presión, que haría aumentar la temperatura de fusión y, por lo tanto, la profundidad, ni las variaciones existentes del gradiente geotérmico, que es mucho más alto bajo las dorsales.

10 Explica cómo pueden utilizarse las mediciones de la

14 La Tierra tiende a ir perdiendo calor de una manera

gravedad para conocer el interior de nuestro planeta.

Conociendo la densidad de las rocas que componen la corteza terrestre (2,7 g/cm3), así como la de la Tierra (5,52 g/cm3), podemos deducir que las rocas que forman las capas más profundas (manto y núcleo) deben ser de mayor densidad que las que afloran en la superficie terrestre y que la Tierra es un planeta heterogéneo. Igualmente, si los valores teóricos de la gravedad en una determinada zona no coinciden con los medidos, será debido a que en ese punto existen materiales de mayor o menor densidad a los esperados 11 El gradiente geotérmico de la Tierra es de 33º C por

cada kilómetro de profundidad. ¿De dónde procede el calor interno de la Tierra? ¿Cómo podemos aprovechar esta energía?

El calor interno de la Tierra es el calor residual que quedó tras su formación. Si en la zona interna caliente hay agua, ese agua caliente se puede aprovechar de varias maneras: para calefacción, agua para los hogares, piscinas, o para producir electricidad. Si en la zona interna caliente no hay agua se puede establecer un circuito de tuberías con agua que se introduce en profundidad y se calienta para, después, utilizarse para alguno de los fines antes citados. 12 En un planeta imaginario se ha hecho un estudio acerca

de su temperatura interna. La variación se muestra en el gráfico. Propón una hipótesis sobre la naturaleza de los materiales que componen dicho planeta, que explique ese aumento de la temperatura interna.

Unidades didácticas

15

progresiva. ¿Puede esto afectar a la estructura interna de la misma? ¿Se verá afectado el tamaño de alguna de sus capas?

Si la Tierra se enfriase de una manera moderada, sí cambiaría en cierta manera su estructura. La litosfera rígida se engrosaría, mientras que el manto plástico o mesosfera perdería espesor. En el núcleo, el interno sólido adquiriría mayor tamaño mientras que el externo líquido disminuiría su grosor. 15 ¿A qué se debe el campo magnético terrestre? Explica

alguna de sus características.

El magnetismo terrestre se debe a la existencia de corrientes en el núcleo metálico externo. Es un magnetismo débil, si lo comparamos con el del Sol o el de Júpiter. Sus polos no coinciden con los geográficos, sino que se mueven irregularmente a su alrededor y, de manera también irregular, cambia con la polaridad. Es decir, de forma no rítmica, el polo positivo, que actualmente se sitúa en los alrededores del polo Sur, se sitúa en las cercanías del polo Norte. 16 ¿Cómo definirías un meridiano magnético? Explica por

qué no coinciden los meridianos magnéticos con los geográficos.

El meridiano magnético es una línea semicircular que une los polos magnéticos y que pasa por el punto donde lo queremos definir; por ejemplo, Gijón. El meridiano magnético no coincide con el geográfico porque los polos magnético y geográfico no se encuentran en el mismo punto, están separados. Biología y Geología 1.º Bachillerato

1

Estructura interna de la Tierra

17 Con la ayuda del dibujo de las líneas de fuerzas del

20 En una estación sismográfica se ha obtenido el siguien-

te sismograma mientras se producía un terremoto. Teniendo en cuenta que, en esta zona, la velocidad de las ondas P es de 5,5 km/s y la de las ondas S es de 3 km/s. Calcula la distancia a la que se encuentra de la estación sismográfica el foco del seísmo.

campo magnético terrestre, explica cómo se orientará la aguja de la brújula en lugares como el ecuador, el círculo polar ártico o el polo Sur.

ondas superficiales

ondas S

ondas P

1 min

La diferencia de velocidades entre las ondas P (5,5 km/s) y las S (3 km/s), es de 2,5 km/s. Como las ondas S llegan 4 minutos después de las P, o lo que es lo mismo 240 segundos, la distancia del foco sísmico será 240 s 2 · 5 km/s = 600 km. 21 En una estación sismográfica, la diferencia entre la

llegada de las ondas P y las ondas S ha sido de 3,5 segundos. ¿A qué distancia se encontrará el foco sísmico, suponiendo que las ondas P viajan a 8 km/s y las S a 4,5 km/s?

Aunque la aguja de la brújula indica siempre al norte, su posición con respecto a la horizontal varía con la latitud. Así, en el ecuador la aguja de la brújula es paralela al plano horizontal, en el polo Sur la aguja es perpendicular a dicho plano y en el círculo polar es oblicua, forma un ángulo de unos 15º aproximadamente.

La diferencia de velocidad entre las ondas P y las ondas S es de 3,5 km/s. Como la diferencia en el tiempo de llegada es de 3,5 s, el foco sísmico estará a 3,5 km/s ∙ 3,5 s, es decir a 12,25 km. 22 Sitúa en el siguiente mapa dónde se encontrará el foco

sísmico, sabiendo que en la estación A la diferencia de llegada entre las ondas P y S ha sido de 30 s, en la estación B de 40 s, y en la C de 50 s. Suponemos que las ondas sísmicas viajan a las velocidades que se indican en el ejercicio anterior.

18 Sabemos que la aguja de una brújula se ve afectada, es

decir, no marca bien el Norte, cuando se encuentra cerca de un tendido eléctrico o de un objeto metálico de cierto tamaño. ¿Pueden algunos materiales terrestres producir la misma alteración en el comportamiento de la brújula? ¿Por qué?

C

Algunos materiales cercanos a la superficie de la Tierra pueden modificar localmente el campo magnético terrestre, lo mismo que un tendido eléctrico o un objeto metálico grande; estos materiales tienen que ser ricos en hierro, como muchos yacimientos metálicos, y estar a poca profundidad.

A

19 El núcleo terrestre representa el 32 % de la masa de la

Tierra. Sin embargo, los meteoritos tipo sideritos representan solo el 4 % de los meteoritos que llegan a la superficie terrestre. Trata de explicar la gran diferencia que existe entre estos datos. ¿Se puede explicar, de la misma forma, la diferencia entre la masa de la corteza terrestre, un 0,8 %, y el número de meteoritos tipo acondritas que nos llegan, un 9 %? Existen varias maneras de explicar la anomalía antes indicada. Una podría ser que en la zona de los asteroides la relación silicatos/metales (hierro) fuera mayor que en la zona de la Tierra. Otra teoría sería que los asteroides metálicos, por su mayor densidad y masa, se salen de su órbita mucho menos que los asteroides silicatados, de menor densidad y masa. Unidades didácticas

0

10 20 30 40 50 km

B

Para saber dónde está el foco sísmico, habrá que dibujar una circunferencia de 105 km de radio con centro en A, otra circunferencia de 140 km de radio con centro en B y una tercera de 175 km de radio con centro en C. El foco sísmico estará donde se corten las tres circunferencias. (Utilizar la escala para calcular las dimensiones de los radios).

Las nuevas tecnologías aplicadas a la investigación geológica 23 Observa este mapa de anomalías gravimétricas. Las

anomalías negativas, en azul, se corresponden con la

16

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Estructura interna de la Tierra

presencia de intrusiones graníticas. Las positivas, en rojo, las dan rocas metamórficas como las pizarras y las cuarcitas. Investiga la densidad media de estas rocas y saca conclusiones.

Cáceres

Trujillo Madroñera Plasenzuela Ibahernando Albalá Alcuéscar

Zarza

Miajadas

!6 !8 ! 10 ! 12 ! 14 ! 16 ! 18 ! 20 ! 22 ! 24 ! 26 ! 28 ! 30 ! 32 ! 34 ! 36 ! 38 ! 40 ! 42 ! 44 ! 46

El granito tiene una densidad de 2,7 g/cm , mientras que las pizarras varían entre 2,82 y 2,9 g/cm3. Se puede observar cómo es mayor la densidad de las pizarras que la del granito, lo que explica claramente que los granitos den una anomalía gravimétrica negativa mientras que en las pizarras, más densas, la anomalía sea positiva. 3

24 A lo largo de la historia de la navegación se han utili-

zado diversos métodos de orientación: las estrellas, la brújula y el GPS. Redacta un breve texto sobre las ventajas e inconvenientes de cada uno de estos métodos.

Respuesta libre. Se trata que el alumnado adquiera una visión histórica del desarrollo de la técnica y que reflexionen sobre las ventajas de cada una de las tecnologías que van surgiendo y de cómo generalmente las que van sustituyendo a las anteriores lo hacen porque suplen esas desventajas que presentaban aquellas.

Estructura interna de la Tierra 25 Cita y describe algunas rocas de las que forman el inte-

rior de la Tierra.

Vamos a describir brevemente el granito, el gabro y el basalto. Las tres son rocas ígneas que se han formado por solidificación de un magma o masa de roca fundida. ❚ El granito es una roca granuda, formada por cuarzo, feldespato y mica que se encuentra formando parte de grandes acumulaciones rocosas en forma de cúpula llamadas batolitos. ❚ El gabro, también es granuda, no tiene cuarzo y son las rocas más abundantes en la corteza oceánica. ❚ El basalto tiene una composición parecida al gabro, también es abundante en la corteza oceánica, pero se diferencia del gabro porque no es granuda, tiene microcristales y es arrojada frecuentemente por los volcanes. 26 Comenta si podemos encontrar rocas del manto en

algún lugar de la superficie terrestre.

Sí se pueden encontrar rocas del manto en la superficie terrestre, debido al proceso de obducción, que son cabalgamientos se producen en las zonas de subducción que hacen Unidades didácticas

17

1

aflorar a la superficie parte de la litosfera oceánica que subduce, tanto corteza oceánica como manto superior (peridotitas). También se han descubierto zonas, en los fondos oceánicos, en las que afloran las peridotitas del manto; no conocemos en estos momentos la causa de esta irregular falta de corteza oceánica en esas zonas. 27 Si consideramos que todos los materiales del manto

tienen la misma composición ¿Por qué aumenta la velocidad de las ondas sísmicas al profundizar en el manto terrestre? Sabemos que la velocidad de propagación de las ondas sísmicas depende de la densidad de los materiales. El manto terrestre a pesar de tener la misma composición química, silicatos de magnesio, tiene distintas densidades. El manto superior tiene una densidad en torno a 3,3 g/cm3 y en el inferior llega a 5,5 g/cm3. Esto se debe a la formación de distintas estructura de los silicatos de magnesio por las distintas condiciones de presión a las que están sometidos.

28 ¿Qué es la litosfera? ¿Qué importancia tiene en el mo-

delo dinámico de la Tierra? La litosfera es la capa superior de la Tierra, se comporta como un sólido rígido y está formada, a semejanza de un rompecabezas, por piezas que encajan unas con otras. Son las placas litosféricas, que se mueven en distintas direcciones dando lugar a una gran variedad de fenómenos geológicos en las zonas limítrofes o bordes de placa, como terremotos, magmatismo, metamorfismo, formación de cadenas orogénicas, separación de continentes con la formación de nuevos océanos, etc.

29 Enumera las distintas zonas que podemos encontrar

formadas por corteza continental. En la corteza continental podemos encontrar diferentes zonas, cada una de ellas con una estructura propia. Las más importantes son: orógenos o cordilleras orogénicas, cratones o escudos (que son las zonas más antiguas de la corteza), las plataformas interiores, las plataformas continentales y los taludes continentales, que representan el límite con la corteza oceánica.

30 Dibuja un esquema del interior de la Tierra en el que

señales las distintas capas que la componen, las discontinuidades que las separan y las profundidades a las que se encuentran. Se dibuja como un gajo de naranja en la que se colocan las discontinuidades y el nombre de las capas. La primera discontinuidad es la de Mohorovicic, que se sitúa entre 8 y 70 km de profundidad según se encuentre bajo los continentes o bajo los océanos. Entre 670 y 1 000 km está la zona de transición del manto, que separa el manto superior del inferior. A unos 2 900 km está la discontinuidad de Gutenberg, que separa el manto del núcleo y, por último, a unos 5 100 km se encuentra la zona de transición del núcleo, que separa el núcleo externo del interno.

31 Compara la composición de la corteza, oceánica y con-

tinental, con la del manto. ¿Tienen algo en común? ¿A qué crees que es debido? La composición de la corteza continental es mucho más heterogénea que la de la corteza oceánica. La primera está constituida por rocas sedimentarias, metamórficas y magmáticas, mientras que la segunda es muy similar en todo el planeta y está constituida básicamente por rocas Biología y Geología 1.º Bachillerato

1

Estructura interna de la Tierra

magmáticas. La composición del manto es parecida a la de la corteza oceánica: rocas plutónicas de carácter básico (peridotitas).

La clasificación geoquímica de las capas de la Tierra se basa en criterios químicos, en la distinta composición de las capas terrestres, mientras que la clasificación dinámica se basa en los comportamientos mecánicos o dinámicos de los materiales terrestres. En realidad, se parecen bastante, la diferencia más importante es que la litosfera incluye a toda la corteza y a una pequeña parte del manto superior, mientras que la mesosfera ocupa el resto del manto; el modelo dinámico no distingue entre manto superior e inferior. El núcleo del modelo geoquímico equivale a la endosfera del dinámico.

La similitud entre la composición de la corteza oceánica y la del manto terrestre es debida a que las rocas magmáticas que constituyen los fondos oceánicos proceden de la consolidación de un magma originado por la fusión de las peridotitas del manto. 32 En el interior de los dos planetas imaginarios que se

muestran en el dibujo, las trayectorias de las ondas sísmicas por su interior son ligeramente diferentes.

35 Define los siguientes términos: cratón, llanura abisal,

orógeno y talud continental. Haz un dibujo en el que señales dónde se sitúa cada uno.

Explica cómo será la estructura de los mismos. ¿Cuál de los dos planetas te parece más real? ¿Por qué?

A

❚ Un cratón es una extensa área de miles de kilómetros cuadrados, tectónicamente estable, que forma extensas penillanuras debido a la intensa erosión que sufrió a lo largo del tiempo.

B

❚ Una llanura abisal es un fondo oceánico situado, por término medio, a una profundidad de unos 4 km, con poca cantidad de sedimentos. ❚ Un orógeno es una zona activa de la corteza, con una importante actividad tectónica y magmática. Los orógenos constituyen los relieves más elevados y plegados originados en tiempo más reciente, por lo que aún no han sido erosionados. En ninguno de los dos planetas existen superficies de discontinuidad, luego los dos están formados por los mismos materiales, desde la superficie hasta el centro del planeta. Es más creíble el segundo planeta, ya que las ondas se van desviando poco a poco, señal de que aumenta su velocidad de propagación, y esto lo hacen proque aumenta la rigidez de los materiales a causa de la presión, mayor cuanto mayor es la profundidad. El planeta B se parecerá algo más a la Tierra, aunque no presenta discontinuidades; es decir, no está separado en capas.

❚ El talud continental es el relieve que se extiende desde el extremo de la plataforma continental hasta el océano profundo. Generalmente, el talud presenta una pendiente acusada con surcos o cañones submarinos que han sido excavados por las corrientes fangosas formadas a partir de los sedimentos depositados en la plataforma. 36 Describe la formación y circulación de las células con-

vectivas del manto.

La convección en el manto se produce de la misma manera que en cualquier capa fluida en la que exista una diferencia de temperatura, como en la atmósfera o en la hidrosfera. La zona más interna del manto está muy caliente, por lo que los materiales se dilatan, pierden densidad y comienzan a ascender, llegando hasta el límite con la astenosfera. Allí adquieren un movimiento horizontal y se van enfriando poco a poco, por lo que se contraen, aumentan su densidad y descienden. Las zonas de descenso coinciden, según se ha observado con la tomografía sísmica, con las zonas de subducción, en las que la placa litosférica oceánica desciende hasta la capa D o límite entre el manto y el núcleo.

33 Relaciona la composición y el estado físico del núcleo

con la existencia del campo magnético terrestre.

El núcleo terrestre es de naturaleza metálica; fundamentalmente, de hierro. Al ser el externo líquido y el interno sólido, se producen diferencias en sus movimientos. El rozamiento entre los mismos, a modo de una gigantesca dinamo, crea un campo electromagnético causa del campo magnético terrestre. 34 ¿Qué diferencias encuentras entre el modelo dinámico

y físico-químico del interior de nuestro planeta?

Unidades didácticas

18

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Estructura interna de la Tierra

SOLUCIONES DE LA EVALUACIÓN 1.

Explica las ventajas y desventajas de los métodos directos e indirectos para el estudio del interior de la Tierra. Con los métodos directos podemos ver las rocas que componen la Tierra, pero su capacidad de penetración es mínima. Los métodos indirectos nos indican cualidades físicas del interior terrestre que, posteriormente, debemos interpretar y contrastar para llegar a construir un modelo terrestre creíble y que esté de acuerdo con todos los datos que poseemos.

2.

Resume en un cuadro similar la estructura geoquímica de la Tierra, diferenciando la composición, el comportamiento mecánico y las características de los límites de cada capa de la Tierra. MODELO GEOQUÍMICO Composición

Corteza

Características de los límites

Formada superiormente por rocas ígneas, metamórficas y sedimentarias e inferiormente por basaltos y gabros. La corteza superior no recubre toda la superficie terrestre.

Variables, entre 8 y 80 Km. Por término medio 40 Km. El límite inferior forma la discontinuidad de Mohorovicic

Manto superior

Formado por basaltos igual que el manto inferior.

Desde los 40 km por término medio a los 660 km de profundidad

Manto inferior

Formado por basaltos pero Desde los 660 km a los más densos que los del 2 900 km. manto superior por lo que transmiten las ondas sísmicas a mayor velocidad

Núcleo superior

Formado por hierro, níquel, oxígeno y azufre.

Desde los 2 900 a los 5100 km de profundidad

Núcleo inferior

Formado por hierro, níquel, oxígeno y azufre

Desde los 5100 al centro de la tierra.

Unidades didácticas

19

3.

1

(página 31)

Resume en un cuadro similar al siguiente la estructura dinámica de la Tierra, diferenciando la composición, el comportamiento mecánico y las características de los límites de cada zona interna de la Tierra. MODELO DINÁMICO Comportamiento mecánico

Características de los límites

Litosfera continental

Se comportan de forma rígida y forman casquetes que recubren solamente parte de la superficie terrestre

Es discontinua pero puede llegar al tener más de 100 km de espesor

Litosfera oceánica

Es menos rígida que la litosfera continental pero más uniforme. Es una capa continua que rodea toda la tierra.

Es una capa continua con espesor más o menos uniforme de unos 8 a 10 km.

Astenosfera Se comporta de forma plástica ante los esfuerzos de larga duración. Se forma con las plumas o penachos ascendentes del manto.

Los límites no son precisos y no debe considerarse como una capa continúa situada entre los 100 y los 660 km de profundidad.

Mesosfera

Es una capa en la que se forman corrientes convectivas calientes y ascendentes procedentes del límite con la endosfera y otras corrientes frías descendentes que transportan material de la litosfera.

Puede extenderse de los 100 aproximadamente a los 2900 km de profundidad.

Endosfera superior

Se comporta mecánicamente como líquida.

Desde los 2900 a los 5100 km de profundidad

Endosfera inferior

Se comporta mecánicamente como los materiales sólidos, según demuestra la transmisión de las ondas sísmicas.

Desde los 5100 km al centro de la tierra

Biología y Geología 1.º Bachillerato

1 4.

Estructura interna de la Tierra

Compara los dos cuadros anteriores y enumera en qué se parecen y en qué se diferencian el modelo geoquímico y el modelo dinámico de la Tierra. Modelo geoquímico

ACTIVIDADES DE REFUERZO Batería de actividades de refuerzo que presentan diferentes tipologías.

Modelo dinámico

ACTIVIDADES DE AMPLIACIÓN

La litosfera puede corresponderse con la corteza y a veces se emplean los términos como sinónimos. Se parecen en:

Batería de actividades de refuerzo que presentan diferentes tipologías.

La mesofera puede equivaler al manto. PRUEBAS DE EVALUACIÓN

El núcleo y la endosfera son términos totalmente equivalentes.

Se diferencian en:

Unidades didácticas

No tiene equivalente.

Astenosfera

El manto se divide en superior e inferior.

En la mesosfera hay corrientes convectivas y plumas mantélicas.

El núcleo externo no deja pasar las ondas S

El núcleo externo tiene movimiento diferencial respecto al interno lo que ha podido generar el campo magnético terrestre.

Permiten evaluar los estándares de aprendizaje que desarrolla la unidad.

20

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Unidades didácticas

19, 20, 21, 22, 23, 24, 26, 27

3.1. Resume la estructura y composición del interior terrestre, distinguiendo sus capas en cuanto al comportamiento mecánico y en cuanto a la composición, así como las zonas de transición entre ellas.

21

25 AF:30, 32

AF: 28, 29, 33, 34

3.2 Ubica en capas y esquemas las diferentes capas de la Tierra identificándolas discontinuidades que permiten diferenciarlas.

3.3 Analiza el modelo geoquímico y geodinámico de la Tierra, contrastando lo que aporta cada uno de ellos al conocimiento de la estructura de la Tierra.

AF: 25, 26, 27, 28, 29, 31, 33,35, 36

Ciencia, Tecnología y Sociedad

14, 15, 16, 17, 18 AF: 23, 24

2.1 Distingue métodos desarrollados gracias a las nuevas tecnologías, asociándolos con la investigación de un fenómeno natural.

Realiza las actividades con pocos errores.

Identifica los elementos principales y las relaciones entre ellos, cometiendo pocos errores.

Aporta suficientes ejemplos válidos.

Identifica y valora de forma válida, pero con algunos errores, los métodos.

Satisfactorio 2

Identifica los elementos Identifica los elementos principales y las relaciones principales y las relaciones entre ellos correctamente. entre ellos, cometiendo pocos errores.

Realiza correctamente las actividades.

Identifica los elementos principales y las relaciones entre ellos correctamente.

Aporta muchos ejemplos válidos.

1, 2, 3, 4,5, 6, 7, 8, 9, 10, Identifica y valora 11, 12, 13 correctamente los AF: 1, 2, 3, 4, 5, 6,7, 8, métodos. 9,10,11, 12,13, 14, 15, 16, 17, 18, 19,20, 21,22 Técnicas de trabajo y experimentación

1.1 Caracteriza los métodos de estudio de la Tierra en base a los procedimientos que utiliza y a sus aportaciones y limitaciones.

Excelente 3

Herramientas de evaluación (actividades del LA)

Estándar de aprendizaje evaluable

No aporta ejemplos válidos o son totalmente erróneos.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

No logrado 0

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Identifica los elementos Responde de manera principales y las relaciones totalmente errónea o no entre ellos, cometiendo responde. muchos errores .

Realiza las actividades con muchos errores.

Identifica los elementos Responde de manera principales y las relaciones totalmente errónea o no entre ellos, cometiendo responde. muchos errores.

Aporta pocos ejemplos válidos.

Identifica y valora con muchos errores los métodos.

En proceso 1 Puntos

Estructura interna de la Tierra

1

RÚBRICA DE ESTÁNDARES DE APRENDIZAJE

Biología y Geología 1.º Bachillerato

1

Estructura interna de la Tierra

PRUEBA DE EVALUACIÓN A Test (0,5 puntos cada una = 3 puntos) 1.

Se denominan anomalías gravimétricas negativas a… a) Los valores reales obtenidos diferentes a los teóricos.

rigidez, sufren un descenso brusco de su velocidad al llegar a esta discontinuidad. 2.

Es la separación entre dos zonas de diferentes características en el interior de la Tierra, bien por su composición química, bien por su estado físico, o por ambas. Se reconocen por los cambios en la velocidad de transmisión, reflexiones y refracciones que sufren las ondas sísmicas al atravesarlas.

b) Los valores reales obtenidos iguales a los teóricos. c) Los valores reales obtenidos menores que los teóricos. Respuesta correcta: c). 2.

Si en un estudio geofísico de un terreno se aprecia una anomalía gravimétrica positiva, esto puede ser debido a…

3.

a) La existencia de un acuífero subterráneo. c) La presencia de diamantes en el subsuelo. Respuesta correcta: b).

La velocidad de las ondas S depende solo de la rigidez y la densidad de los materiales que atraviesan.

El gradiente geotérmico varía a razón de: a) 3 ºC/1m. b) 3 ºC/10m.

4.

Respuesta correcta: c). Señala la respuesta correcta. a) En manto superior e inferior tienen distinta composición y distinto comportamiento mecánico.

Si las rocas del interior son muy densas (por ejemplo, minerales metálicos) el valor de g será mayor del esperado. Por el contrario para materiales poco densos los valores de g obtenidos serán menores. Por ejemplo, la presencia de bolsas de petróleo asociadas a domos salinos (materiales de baja densidad) originan valores de g bajos.

b) En manto superior e inferior tienen distinta composición y el mismo comportamiento mecánico. c) En manto superior e inferior tienen la misma composición y distinto comportamiento mecánico. Respuesta correcta: c). 5.

5.

Señala la respuesta correcta.

b) Los registros de las ondas sísmicas no dependen de la localización del punto en el que se recojan. c) Los registros de las ondas sísmicas son muy diferentes si se recogen en uno u otro lugar. Respuesta correcta: b). Señala la respuesta correcta. a) El material que sale por las dorsales al solidificar forma corteza oceánica.

6.

Respuesta correcta: a).

7. Enumera distintas zonas que podemos encontrar formadas por corteza continental.

Preguntas (1 punto cada una = 7 puntos) 1.

En la corteza continental podemos encontrar diferentes zonas, cada una de ellas con una estructura propia. Las más importantes son: los orógenos o cordilleras orogénicas, los cratones o escudos que son las zonas más antiguas de la corteza, las plataformas interiores, las plataformas continentales y los taludes continentales que representan el límite con la corteza oceánica.

¿En qué se basa la afirmación de qué el núcleo externo es líquido? En que las ondas S, que dependen de la rigidez y compresibilidad de los materiales que atraviesan, se paran al llegar a los 2 900 km de profundidad. Y las ondas P, que dependen de la

Unidades didácticas

¿Cómo se puede explicar que la corteza oceánica sea más joven que la corteza continental? La corteza oceánica esta continuamente formándose por las dorsales y destruyéndose por las zonas de subducción, mientras que la corteza continental, una vez que se forma, permanece en equilibrio isostático sobre la corteza oceánica y manto.

b) El material que sale por las dorsales al solidificar forma corteza continental. c) El material que sale por las dorsales al solidificar forma corteza oceánica y corteza continental.

¿Qué diferencias encuentras entre el modelo dinámico y geoquímico de la tierra? La clasificación geoquímica de las capas de la Tierra se basa en criterios químicos, en la distinta composición de las capas terrestres; mientras que la clasificación dinámica se basa en comportamientos mecánicos o dinámicos de los materiales terrestres. En realidad se parecen bastante, la diferencia más importante es que la litosfera engloba a toda la corteza y a una pequeña parte del manto superior, mientras que la mesosfera ocupa el resto del manto, no distingue entre manto superior e inferior. Las demás capas, ambos núcleos, son iguales según los dos criterios.

a) Los registros de las ondas sísmicas son de mayor intensidad en el hemisferio norte.

6.

¿Por qué la gravedad no es constante por todo el planeta? El valor de gravedad (g) en la superficie de la tierra es de 9,8 m/seg2. Mediante unos instrumentos específicos, llamados gravímetros, podemos medir dicho valor en cada punto. Pero el valor de g puede sufrir cambios de unos puntos a otros debido a la densidad de los materiales del subsuelo.

c) 3 ºC/100m. 4.

¿Qué factores influyen en la velocidad de transmisión de las ondas P y S? La velocidad de las ondas P depende de K, el cual es un coeficiente de compresibilidad o de tensión; de nu, que es el coeficiente de rigidez; y ro, que es la densidad del material que atraviesa la onda.

b) La presencia de minerales metálicos.

3.

¿Qué es una discontinuidad? ¿Cómo se reconocen?

22

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Estructura interna de la Tierra

1

PRUEBA DE EVALUACIÓN B Test (0,5 puntos cada una = 3 puntos) 1.

2.

Se denominan sideritos a los meteoritos que están compuestos por:

Los métodos directos dan poca información de los materiales terrestres en su conjunto, porque es muy difícil, e incluso, imposible con las tecnologías actuales acceder a la mayor parte de ellos, pero la información que dan es muy fiable y real. Los métodos indirectos dan mucha más información pero tienen el inconveniente de que las conclusiones se basan en la interpretación de los datos obtenidos, al no poder acceder físicamente a los materiales.

a) Hierro y niquel. b) Hierro y silicatos. c) Silicatos de magnesio. Respuesta correcta: a). 2.

La discontinuidad de Mohorovicic: a) Se encuentra a una profundidad media de 70 km y separa la litosfera del manto.

3.

c) Se encuentra a una profundidad de 2900 km y separa el manto del núcleo.

❚ Calor latente de cristalización: límite entre el núcleo interno y el núcleo externo. El núcleo interno se halla en estado sólido mientras que el núcleo externo es líquido. En el núcleo externo se dan reacciones de cristalización de forma continuada; estas reacciones son exotérmicas y por tanto desprenden calor. Este calor se denomina calor latente de cristalización.

Respuesta correcta: b). Las anomalías gravimétricas del interior de la Tierra son debidas a variaciones de: a) La densidad. b) La resistividad.

❚ Gravitación: La gravedad ejerce una fuerza de compresión hacia el centro del planeta, y en el proceso de contracción de la masa terrestre se genera calentamiento por fricción.

c) La sismicidad. Respuesta correcta: a). 4.

Señala la respuesta correcta.

❚ Calor remanente de la formación del planeta: Se trata del calor, aún presente, producto de las colisiones entre los residuos estelares del disco protoplanetario que dio origen a la Tierra.

a) Los materiales de la corteza continental son más modernos que los de la corteza oceánica. b) Los materiales de la corteza continental son más antiguos que los de la corteza oceánica.

❚ Calor cinético o de rozamiento: entre el núcleo externo y el manto terrestre. Es la energía en forma de calor que se libera como consecuencia del rozamiento producido por la distinta respuesta del núcleo externo y el manto ante los campos de fuerza de la Luna y el Sol (fuerzas de marea).

c) Los materiales de la corteza continental son de la misma antigüedad que los de la corteza oceánica. Respuesta correcta: b). 5.

Señala la respuesta correcta. a) Las astenosfera es discontinua y se encuentra en el manto superior.

❚ Reacciones fisicoquímicas exotérmicas: manto terrestre. Las elevadas presiones y la alta temperatura provocan que los minerales sean inestables y se produzcan cambios de fases continuos, que a su vez generan energía en forma de calor.

b) Las astenosfera es una capa continua y se encuentra debajo de la corteza. c) Las astenosfera es discontinua y se encuentra en el manto inferior.

❚ Descomposición radiogénica de isótopos: corteza y manto. Las rocas que forman la litosfera (compuesta por la corteza y la parte superior del manto), son ricas en minerales que contienen elementos radioactivos como los isótopos 235U, 238U, 232Th y 40K. Las reacciones de descomposición de estos isótopos son exotérmicas. La descomposición radiogénica de isótopos es el proceso que aporta más calor a la superficie de la Tierra. Hay que tener presente que la temperatura de la Tierra aumenta hacia el interior desde una media global en superficie de 15 ºC hasta más de 5 000 ºC en el núcleo interno.

Respuesta correcta: a). 6.

Señala la respuesta correcta. a) El núcleo es de naturaleza silicatada. b) El núcleo es de naturaleza metálica. c) El núcleo es de naturaleza silicatada y metálica. Respuesta correcta: b).

Preguntas (1 punto cada una = 7 puntos) 1.

¿Por qué no se consideran válidas las ondas superficiales para el estudio del interior del planeta? Porque solo se transmiten por la superficie.

Unidades didácticas

¿Cuál es el origen del calor interno de la Tierra? ¿Qué aplicaciones tiene? El origen del calor terrestre es la suma de procesos físicos y químicos que tienen lugar de forma diferenciada en su interior.

b) Se encuentra a una profundidad media de 35 km y separa la corteza del manto.

3.

¿Qué ventajas e inconvenientes tienen los métodos de estudio del interior de la Tierra?

23

4.

Compara la corteza continental y corteza oceánica. Las diferencias entre corteza continental y corteza oceánica podemos resumirlas mediante el siguiente cuadro: Biología y Geología 1.º Bachillerato

1

Estructura interna de la Tierra

Corteza Continental

Corteza Oceánica

Espesor

35-70 Km.

8 Km

Composición

Heterogénea

Uniforme

Continuidad

Discontinua

Discontinua

Rocas

Sedimentarias, ígneas y metamórficas

Basaltos y gabros

Edad

Más de 2.500 Ma

Menos de 200 Ma

5.

¿Por qué se producen corrientes convectivas y cuál es el origen de la energía que las impulsa?

6.

La primera discontinuidad es la de Mohorovicic, de 10 a 40 km de profundidad; por encima de ellas están la corteza oceánica, más delgada, y la continental, más gruesa. A 660 km esta la zona de transición del manto que separa el manto superior del inferior. A 2 900 km está la discontinuidad de Gutenberg que separa el manto del núcleo y, por último, a 5100 km se encuentra la zona de transición del núcleo que separa el núcleo externo del interno. 7.

La convención es una de las formas de transmisión del calor, junto con la radiación y la conducción.

¿Qué características tiene la astenosfera? La astenosfera se ha considerado como una capa continua más, situada entre la litosfera y la mesosfera. Pero debemos considerar astenosfera solamente las zonas del manto superior donde hay fusión incipiente.

El calor se transmite por radiación cuando las ondas energéticas parten del foco calórico y se propagan por los materiales contiguos. Se transmite por conducción si la energía pasa de unas partículas a las que están en contacto con ellas. La convección se realiza cuando hay un trasiego de materia y energía, como sucede con los penachos calientes que ascienden en el manto a la vez que desciende materia más fría, procedente de la litosfera, que se dirige hacia el interior desde las zonas de subducción.

Hoy se sabe que el material de baja viscosidad, que antiguamente se consideraba la astenosfera, no forma una capa continua, solamente ocupa algunas zonas del manto superior donde hay fusión incipiente. Se encuentra formada por penachos calientes o plumas del manto de naturaleza más plástica que los materiales que limitan con ella que han ascendido a través del manto.

La energía que generan las corrientes convectivas es el calor interno de la Tierra. En el manto inferior caliente se generan penachos ascendentes, a la vez que se produce descenso de fragmentos de la litosfera fría que se introduce por las zonas de subducción.

Unidades didácticas

Enumera las capas que componen el interior de la Tierra, las discontinuidades que las separan y las profundidades a las que se encuentran.

Se comporta de forma plástica para esfuerzos de larga duración, que son los que afectan a la Tierra. Se extendería desde el límite inferior de la litosfera, a unos 100 km de profundidad, hasta la interfase con el manto inferior, a unos 660 km de profundidad.

24

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Estructura interna de la Tierra

1

NOTAS

Unidades didácticas

25

Biología y Geología 1.º Bachillerato

2

DINÁMICA LITOSFÉRICA: LA TECTÓNICA DE PLACAS

Introducción

E  

sta unidad está dedicada al conocimiento de la dinámica interna de la Tierra con el fin de comprender todos los procesos geológicos derivados de dicha actividad. Estos procesos son fundamentalmente litogénicos y orogénicos, así como manifestaciones volcánicas y sísmicas. Esa dinámica litosférica es explicada por la principal teoría geológica: la tectónica de placas o nueva tectónica global, que dada su importancia debe ser uno de los pilares de la formación geológica de los alumnos de bachillerato. La unidad comienza recordando el ciclo geológico para dar idea del dinamismo terrestre tanto interno como externo y la relación existente entre ambas geodinámicas: lo que se crea desde dentro, se destruye en la superficie, a pesar de que la velocidad de estos procesos los hagan parecer imperceptibles. Para introducir la tectónica de placas, explicaremos lo que es una placa litosférica, haciendo especial énfasis en el comportamiento mecánico de la litosfera que las constituye. Los límites entre las placas son las zonas geológicamente más activas del planeta y donde ocurren la mayoría de los riesgos geológicos de origen interno, por este motivo se repasan de nuevo en este curso, al igual que el ciclo de Wilson, pues son pieza clave en la comprensión de la tectónica de placas. Se añade una evolución histórica desde la deriva continental de Wegener hasta la actualidad, donde se explica cómo se ha ido construyendo esta gran teoría a lo largo del siglo XX, a partir del conocimiento que se ha ido adquiriendo de la Tierra. Existen dos epífgrafes de especial interés y de gran actualidad: Las causas del movimiento de las placas litosféricas y La tectónica de placas hoy; en ellos se tratan dos cuestiones todavía sin resolver por completo: cuál es el mecanismo responsable del movimiento de las placas litosféricas y el papel que juega la astenosfera en toda esta compleja dinámica. Con esto se pretende mostrar abiertamente a los alumnos que la teoría de la tectónica de placas es una teoría inacabada y que la ciencia está en constante evolución. La utilización de animaciones, medios audiovisuales y, en general, recursos que podemos encontrar en la web resulta de gran ayuda

Unidades didácticas

para comprender mejor estos procesos que ocurren a una escala geológica. Estos recursos pueden además combinarse con algunas actividades de búsqueda en Internet, que sirven para trabajar la competencia digital. En el apartado Ciencia, Tecnología y Sociedad se plantea una cuestión que puede resultar interesante para hacer reflexionar a los alumnos sobre matices de una teoría que, quizás, muchos de nosotros no nos plantearíamos ¿Se podrían parar las placas tectónicas? O la relación de la tectónica de placas con el clima o con los seres vivos. Como Técnica de trabajo y experimentación se plantea una llamativa forma de reproducir en el laboratorio un fenómeno geológico asociado a la dinámica interna de la Tierra, como es la deformación de los materiales. La amplia batería de actividades del libro del alumno completa la unidad. Estas actividades, clasificadas en dos niveles de dificultad y según los epígrafes de la unidad, permiten desarrollar y practicar los conocimientos adquiridos y desarrollar las competencias lingüística y la de aprender a aprender.

Objetivos ❚ Definir y reconocer las principales placas litosféricas. ❚ Identificar los tipos de bordes en función de la dinámica litosférica. ❚ Conocer y explicar las causas del movimiento de las placas. ❚ Identificar y explicar las fases del ciclo de Wilson. ❚ Reconocer los tipos de pruebas que han permitido establecer la teoría de la tectónica de placas actual. ❚ Conocer las cuestiones de la tectónica de placas que aún no se han dilucidado por completo.

Temporalización El desarrollo de esta unidad se debe realizar en 8 sesiones de clases, 7 de ellas en el aula, para la explicación y realización de actividades y otra, en el laboratorio, para la realización de alguna de las prácticas que se proponen.

26

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Dinámica litosférica: la tectónica de placas

2

PROGRAMACIÓN DIDÁCTICA DE LA UNIDAD Estándares de aprendizaje

Relación de actividades del LA

Competencias clave

Contenidos

Criterios de evaluación

Las placas litosféricas Límites o bordes de placas litosféricas

1. Clasificar los bordes de las placas litosféricas, señalando los procesos que ocurren en ellos.

1.1. Identifica los tipos de bordes de placas explicando los fenómenos asociados a ellos.

1, 2, 3 AF 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 Técnicas de trabajo y experimentación

CCL CMCCT CD CAA

Causas del movimiento de las placas litosféricas

2. Reconocer las causas que provocan el movimiento de las placas

2.1. Aplica y relaciona los conocimientos para entender qué provoca el movimiento de las placas litosféricas

4, 5, 6 AF 9, 10, 11

CCL CMCCT CAA CSIEE

El ciclo de Wilson

3. Identificar y explicar las fases del ciclo de Wilson

3.1. Explica las fases del ciclo de Wilson.

7, 8 AF 12 Ciencia, Tecnología y Sociedad

CCL CMCCT CD CAA CCEC

Pruebas de la tectónica de placas

4. Comprender la teoría de la deriva continental de Wegener y su relevancia para el desarrollo de la teoría de la Tectónica de placas.

4.1. Indica las aportaciones más 9, 10, 11 relevantes de la deriva continental, para AF 13, 14, 15, 16, 17 el desarrollo de la teoría de la Tectónica de placas.

CCL CMCCT CD CAA

La tectónica de placas hoy

5. Aplicar los avances de las nuevas tecnologías en la investigación geológica.

5.1. Distingue métodos desarrollados 12, 13 gracias a las nuevas tecnologías, AF 18, 19 asociándolos con la investigación de un fenómeno natural.

CCL CMCCT CD CAA CSC

Actividades finales (AF); comunicación lingüística (CCL); competencia matemática y competencias básicas en ciencia y tecnología (CMCCT); competencia digital (CD); aprender a aprender (CAA); competencias sociales y cívicas (CSC); sentido de iniciativa y espíritu emprendedor (CSIEE); conciencia y expresiones culturales (CCEC).

Unidades didácticas

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

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Dinámica litosférica: la tectónica de placas

PARA EL ALUMNO

MAPA DE CONTENIDOS DE LA UNIDAD

Enlace web: Paleomapas Práctica de laboratorio: Placas litosféricas

Vídeo: Islandia y San Francisco Documento: Vulcanismo intraplaca

Enlace web: Dinámica del manto Documento: Detección del movimiento continental

Vídeo: Viajes geológicos. Europa, fuego y hielo

Animación: El ciclo de Wilson

Vídeo: Fosa de las Marianas Documento: Balsas sobre el agua Práctica de laboratorio: Paleomagnetismo

Unidad 2: Dinámica litosférica: la tectónica de placas 1. Las placas litosféricas

2. Límites o bordes de placas litosféricas 2.1 Bordes constructivos: las dorsales oceánicas 2.2 Bordes destructivos: las zonas de subducción y colisión 2.3 Bordes neutros o pasivos: las fallas transformantes

3. Causas del movimiento de las placas litosféricas

4. El ciclo de Wilson

5. Pruebas de la tectónica de placas

Presentación

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PARA EL PROFESOR

Actividades de refuerzo y ampliación

WEBGRAFÍA Universidad de Tromso, Noruega. http://ansatte.uit.no/kare.kullerud/webgeology/ Imágenes de paleomapas http://www.scotese.com/

Unidades didácticas

Astenosfera: ser o no ser. Artículo de la revista de la Asociación Española para la Enseñanza de las Ciencias de la Tierra (AEPECT). http://www.raco.cat/index.php/ECT/article/view/268922/358642 Referencia bibliográfica: Carlos Fernández, Francisco M. Alonso Chaves y Francisco Anguita. Astenosfera: ser o no ser. Enseñanza de las Ciencias de la Tierra > Vol. 21, Núm. 1 (2013), p.2-15.

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

Dinámica litosférica: la tectónica de placas

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Actividades de evaluación interactivas

6. La tectónica de placas hoy

Ciencia tecnología y sociedad El descanso de las placas tectónicas

Técnicas de trabajo y experimentación Modelos de sistemas de cabalgamientos

Actividades y tareas

Síntesis de la unidad y Evaluación

Presentación Pruebas de evaluación

>>>>>>

Actividades de refuerzo y ampliación

WEBGRAFÍA Adiós a las astenosfera. Artículo de la revista de la Asociación Española para la Enseñanza de las Ciencias de la Tierra (AEPECT). http://www.raco.cat/index.php/ECT/article/view/88909/132945 Referencia bibliográfica: Francisco Anguita. Adiós a la astenosfera. Enseñanza de las Ciencias de la Tierra > Vol. 10, Núm. 2 (2002), p.134-143.

Unidades didácticas

Tectónica de placas http://ies.rayuela.mostoles.educa.madrid.org/deptos/dbiogeo/recursos/Apuntes/BioGeoBach1/4-TecPlacas/Indice.htm El movimiento de las placas litosféricas http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/1bachillerato/ estrucinternatierra/contenido5.htm

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

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Dinámica litosférica: la tectónica de placas

SUGERENCIAS DIDÁCTICAS Para introducir la unidad es recomendable que el alumno visualice la Tierra como un planeta dinámico tanto exteriormente como en su interior. Y que la geodinámica interna es la responsable de la creación de nuevas rocas y de nuevos relieves, que serán destruidos gracias a la geodinámica externa, estableciéndose, así, un ciclo de materia. Para ello utilizaremos, además del texto introductorio, las cuestiones planteadas en el apartado Comprueba lo que sabes, ya que sirven para motivar al alumno en el estudio de la unidad, a la vez que se comprueba los conocimientos previos y si tienen algún prejuicio erróneo. Vídeo: VIAJES GEOLÓGICOS. EUROPA, FUEGO Y HIELO Este documental de National Geographic supone una excelente introducción a la unidad. Se describen los fenómenos de intraplaca, los movimientos de las placas tectónicas y se aporta además una visión histórica de la tectónica de placas. Puesto que la duración es de 45 minutos, se puede solicitar al alumnado que lo visione antes de comenzar la unidad y resolver en el aula las cuestiones que se plantean en la ficha del vídeo.

1. Las placas litosféricas (página 33) La unidad comienza explicando el concepto de placa litosférica. Además de conocer las placas más importantes, es importante incidir sobre la idea de la litosfera como una capa con un comportamiento mecánico diferente de las capas inferiores, insistiendo entre las diferencias entre un sólido frágil y un sólido dúctil.

También puede servir para mejorar los conocimientos de geografía, pues buscaremos ejemplos de estos bordes por todo el mundo, pudiendo servirnos de aplicaciones tipo Google Earth o Google Maps.

2.1. Bordes constructivos: las dorsales oceánicas Debe quedar claro el por qué son constructivos y divergentes, y que el fenómeno geológico más importante es el vulcanismo.

2.2. Bordes destructivos: las zonas de subducción y colisión Son los límites de placas más complejos y diversos. Son los que más procesos geológicos asociados presentan. En ellos las placas convergen originando todos los tipos de cordilleras: tipo andina, arco insular o tipo Himalaya y la mayor cantidad de terremotos, sin embargo, solamente en los de subducción existe vulcanismo activo. El alumno debe saber relacionar, por tanto, cada tipo de borde destructivo con cada uno de esos procesos y comprender su origen.

2.3. Bordes neutros o pasivos: las fallas transformantes En estos últimos bordes de placa, además de comprender el movimiento de cizalla de las placas en este tipo de fallas, se debe comprender la importancia del riesgo sísmico que suponen en el área de la falla de San Andrés.

Enlace web: PALEOMAPAS

Video: ISLANDIA Y SAN FRANCISCO SOBRE FALLAS GEOLÓGICAS

Este enlace se puede utilizar en distintos apartados de la unidad. Pero, el interés de trabajarlo en este primer apartado radica en que el alumno vea que las placas tectónicas no han sido las mismas durante toda la historia de la Tierra, que además de cambiar de posición, también cambian de forma, al unirse unas con otras, al fragmentarse, etc. También puede resultar útil en el epígrafe 4, ya que el alumno podrá ver en imágenes cómo han ido evolucionando las placas hasta completar un ciclo de Wilson. Práctica de laboratorio: PLACAS LITOSFÉRICAS Son ejercicios sencillos para trabajar con las placas litosféricas, su localización y su dinámica.

2. Límites o bordes de placas

(páginas 34-36)

Este apartado debe servir de repaso y profundización de lo estudiado en 4.º de ESO, ya que los bordes de las placas litosféricas son los lugares donde ocurren la mayoría de los fenómenos geológicos que están relacionados con la dinámica interna del planeta, como la formación de cordilleras, el magmatismo, el metamorfismo o la sismicidad. En definitiva, la gran aportación de la tectónica de placas fue comprender y predecir lo que ocurre en los límites de las placas, de ahí que se deba transmitir y explicar bien su importancia.

Unidades didácticas

Este documento permite la observación directa de dos lugares únicos en el mundo, Islandia y San Francisco, debido a que allí afloran dos límites de placas, uno constructivo y otro pasivo, que normalmente se encuentran sumergidos: una dorsal oceánica y una falla transformante, respectivamente. Esto ayudará a comprender mejor los fenómenos geológicos antes explicados.

3. Causas del movimiento de las placas litosféricas (página 37) Se trata de uno de los puntos más complejos de la unidad debido a que uno de los motores del movimiento de las placas, el modelo de la convección del manto, ha sufrido varias modificaciones en los últimos años. Este punto debe servir para mostrar al alumno la importancia del desarrollo tecnológico aplicado a la ciencia, ejemplificado, en este caso, en la tomografía sísmica, herramienta gracias a la cual el conocimiento de la dinámica térmica del manto es cada vez mayor y se ha comprobado que las celdas cerradas de convección que podemos observar en muchos libros de texto no se adaptan al conocimiento actual. Debemos, por tanto, transmitir un conocimiento que se ajuste a la realidad, donde la fuerza de la gravedad toma una importancia cada vez mayor a la hora de explicar el movimiento de las placas litosféricas terrestres.

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

Dinámica litosférica: la tectónica de placas

Resulta especialmente complejo el estudio del paleomagnetismo terrestre, por lo que se recomienda un mayor detenimiento en su explicación y trabajar con los recursos adicionales (Paleomagnetismo) pues supone una de las pruebas más determinantes de la tectónica de placas.

Documento: DETECCIÓN DEL MOVIMIENTO CONTINENTAL En este texto se mencionan algunas de las técnicas que permiten detectar el movimiento de las placas. Útil para seguir incidiendo en la importancia de las técnicas de investigación para profundizar en los conocimientos geológicos.

En este epígrafe se incluyen dos actividades Investiga. La primera, para ampliar la visión histórica de la tectónica de placas, el alumnado debe buscar información y elaborar un resumen sobre Asaph Hall y la teoría del geosinclinal. Más adelante, se propone indagar sobre los conceptos de declinación e inclinación paleomagnética y cómo se elabora una curva de deriva polar, para que el alumnado se familiarice con algunas de las técnicas utilizadas en geología y sea capaz de comprender su fundamento e incluso de aplicarlas, aunque sea a un nivel básico.

Enlace web: LA DINÁMICA DEL MANTO TERRESTRE Y LA TECTÓNICA DE PLACAS Presentación bastante actualizada de cómo se concibe actualmente la convección en el manto terrestre, en base a la los datos aportados por la tomografía sísmica. Cuenta con una buena explicación teórica y gráficos animados de gran calidad. Dentro de esta página web, también proponemos otros dos enlaces donde podemos encontrar otras presentaciones: «La formación de montañas», y «La tectónica de placas» que pueden resultar útiles en el epígrafe anterior (número 2) y en el próximo destinado a explicar las pruebas de la tectónica de placas (5).

Vídeo: LA FOSA DE LAS MARIANAS: ZONAS DE SUBDUCCIÓN Documental de larga duración, 48 minutos, (quizás convenga visualizar en dos sesiones) que se adapta muy bien a lo explicado en el texto y que a su vez, nos muestra un ejemplo de uno de los bordes destructivos de placas más conocido.

4. El ciclo de Wilson (Páginas 38-39) Este cuarto epígrafe de la unidad explica el mecanismo global de la tectónica de placas, conocido como ciclo de Wilson, desde la fragmentación del continente hasta el cierre del mismo, proceso en el que se van sucediendo los límites de placas explicados con anterioridad. Se debe intentar detectar y subsanar posibles fallos de conceptos o dudas, ya que este tema ya se trató en el curso anterior, 4.º de ESO. También se puede ahondar mediante la actividad Investiga sobre un científico cercano en el tiempo como Tuzo Wilson.

Documento: BALSAS DE AGUA En este fragmento de un artículo escrito por Tuzo Wilson se explica la repercusión que tuvieron las pruebas paleomagnéticas para hacer cambiar de opinión a muchos científicos que por entonces dudaban de la idea de deriva continental.

Práctica de laboratorio: PALEOMAGNETISMO Breve texto e ilustraciones que ayudan a comprender cómo se aplica el paleomagnetismo y qué son los conceptos de inclinación y declinación magnética.

Animación: EL CICLO DE WILSON Se muestra fase a fase, y de manera animada, el ciclo de Wilson. Útil para explicar los contenidos en el aula o bien como repaso para el alumnado.

6. La tectónica de placas hoy (páginas 44-45)

5. Pruebas de la tectónica de placas (páginas 40-43) Una vez explicada la teoría de la tectónica de placas, se exponen las pruebas que confirman su veracidad. Estas pruebas las podemos dividir en dos: las aportadas por Alfred Wegener para intentar demostrar su teoría de la deriva continental (ya estudiadas en 4.º de ESO) y las posteriores a él, fruto de la investigación de numerosos científicos. Se enfoca desde un punto de vista histórico, donde se van describiendo cronológicamente estas pruebas tomando como punto de partida la primera gran teoría movilista, la deriva continental de Wegener.

Unidades didácticas

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La unidad finaliza con la exposición de dos de los temas más controvertidos de esta gran teoría: la existencia de la astenosfera y la relación de las ramas ascendentes de la convección del manto con las dorsales oceánicas. El principal objetivo de este apartado es transmitir al alumnado la visión de una ciencia, en este caso geológica, abierta y en continua progresión. Que las grandes teorías no se forjan en un período corto de tiempo y que el avance científico conlleva la existencia de errores. En definitiva, la teoría de la Tectónica de Placas es una teoría inacabada, en la que todavía quedan asuntos por comprender y descubrir.

Biología y Geología 1.º Bachillerato

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Dinámica litosférica: la tectónica de placas

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES

(páginas 32-45)

Comprueba lo que sabes

Investiga (página 36)

1.

Busca información sobre las fosas oceánicas más profundas y a qué tipo de subducción corresponden.

Sitúa en un planisferio físico las cordilleras más importantes, tanto de España como del resto de Europa y de otros continentes. Respuesta libre. Esta actividad puede dar pie a preguntar acerca de la formación de las cordilleras y su relación con el movimiento de las placas. Es importante que tomen conciencia, además, de las cordilleras submarinas, pues suelen pasar por alto su existencia.

2.

3.

Localiza, mediante un programa de imágenes por satélite, volcanes que conozcas. Haz una puesta en común con tus compañeros de clase y, entre todos, intentad sacar conclusiones acerca de su localización.

Explica mediante una presentación qué fenómeno geológico ha originado las fosas de Tonga y la de Perú-Chile, y en qué se diferencian ambas. Respuesta libre. La fosa más profunda conocida es la sima Challenger de la fosa de las Marianas, con unos 11 000 metros de profundidad, situada en el Pacífico, donde se encuentran al menos otras seis fosas con más de 10 000 m de profundidad.

Respuesta libre.

La fosa de Tonga es una de las fosas más profundas del Pacífico, con 10 882 m y se ha originado por la subducción de la placa del Pacífico bajo la placa Indoaustraliana.

Investiga y sitúa el epicentro de los principales seísmos ocurridos en la historia y relaciónalos con la localización de los volcanes.

La fosa de Perú-Chile, con una profundidad de 8 065 m, se ha formado por el contacto entre la placa de Nazca y la placa Sudamericana.

Respuesta libre.

En el caso de la placa de Perú-Chile, es el resultado del choque entre la placa continental Sudamericana y la placa oceánica de Nazca. En el caso de la fosa de Tonga, el choque se produce entre dos placas de litosfera oceánica.

Investiga (página 33) Los materiales sólidos pueden tener tres tipos ideales de comportamiento mecánico: elástico, plástico o dúctil y frágil. Un sólido frágil transmite los esfuerzos en el mismo sentido en el que se aplican (A), en cambio un sólido plástico lo transmite en todas direcciones (B).

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Las cordilleras se van a formar en los bordes destructivos o convergentes, es decir, en las zonas donde se enfrentan dos placas. Estas zonas pueden ser de tres tipos: subducción oceánica-continental, subducción oceánica-oceánica y colisión continental-continental. Las cordilleras se van a formar por la suma de varios procesos: los esfuerzos compresión que hacen que la corteza se estreche al mismo tiempo que se hace más gruesa, también se van a formar nuevas rocas como las magmáticas y las metamórficas y, por último, se van a acumular y a deformar gran cantidad de sedimentos, sobre todo en las fosas oceánicas que, una vez comprimidos van a aflorar a la superficie como rocas sedimentarias.

Busca información sobre las diferencias entre los tres tipos de comportamiento mecánico de los sólidos y elabora un resumen donde expliques de qué depende que un material sea elástico o dúctil y de qué depende que sea frágil o plástico. Explica si hay materiales que puedan comportarse de dos formas diferentes e incluye ejemplos. Respuesta libre. Un material es elástico cuando la deformación que sufre es reversible, mientras que si es plástico dicha deformación es permanente (ejemplo: la arcilla). El material es dúctil si puede alcanzar una gran deformación sin llegar a romperse (como algunos metales), mientras que los materiales frágiles se rompen ante el intento de deformación. Existe un límite de elasticidad que hace que cualquier material elástico, una vez superado dicho límite, se comporte como material plástico, como les ocurre a los metales que, por tanto, se comportarán de las dos formas.

3

Observa la figura 2.5. Formula una hipótesis que explique por qué son distintos los esfuerzos en función de la profundidad.

4

¿De dónde procede el calor que pone en marcha la convección del interior de la Tierra? La energía térmica que mueve las placas procede del calor residual de la Tierra cuando esta, al comienzo de su existencia, se encontraba en estado casí fluido. A lo largo del tiempo, las zonas superficiales han perdido más calor, por lo que se produce una diferencia de temperatura entre las zonas internas de la Tierra y las externas, esta diferencia de temperatura es la que causa las corrientes de convección. También, parte del calor procede de la desitegración de isóstopos radiactivos.

Los seísmos tensionales se localizan en las zonas más superficiales del plano de Benioff y son debidos a la tensión a la que se ve sometida la placa al arquearse para subducir, al ser de gran rigidez. Los esfuerzos de cizalla se sitúan en zonas intermedias del plano de Benioff y se deben al rozamiento entre las dos placas. Y los esfuerzos compresivos son de origen profundo, generados como consecuencia de la resistencia a la penetración que presenta la placa en zonas profundas.

Unidades didácticas

¿Qué límites de placa presentan riesgo sísmico y volcánico? Justifica la respuesta. En las zonas de subducción existen los dos tipos de riesgos, más acusado el riesgo sísmico que el volcánico. En las dorsales es mayor el riesgo volcánico y muy poco importante el riesgo sísmico. Por último, en las fallas transformantes o bordes neutros, existe solamente el riesgo sísmico.

Actividades 1

¿En qué bordes de placas se forman cordilleras? Describe brevemente los procesos que las originan.

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

Dinámica litosférica: la tectónica de placas

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Explica cómo se produce la convección del manto. La convección del manto se produce por la diferencia de temperaturas entre su zona más profunda y la más superficial. Los materiales profundos y calientes se dilatan, pierden densidad y comienzan a ascender mientras que los materiales superficiales y fríos, al contraerse, aumentan su densidad y se hunden. La placa litosférica que subduce, y que llega hasta la capa D, es mucho más fría que los materiales que la rodean. En esta zona se va a ir calentando hasta que adquiere un estado fundido o casi fundido, con mucha menor densidad que las rocas que le rodean, entonces comenzará a ascender hasta las zonas superficiales; se forma así un punto caliente o pluma mantélica.

6

2

que demostraban la inversión magnética del fondo marino, con lo que se confirmaba su expansión. A finales de la década de los 60, Tuzo Wilson acuñó el término «placa» para desarrollar el concepto de expansión del fondo marino desde una nueva perspectiva: la téctónica de placas. En 1969, fue condecorado con el grado de oficial de la Orden de Canadá, siendo promocionado a gran oficial en 1974. También fue académico de la Royal Society of Canada. Entre 1974 y 1985 fue director general del Ontario Science Center, uno de los mayores museos de ciencia del mundo. Fue también presidente de la American Geophysical Union y de la International Union of Geodesy and Geophysics.

Además de las corrientes de convección, ¿qué otras causas ayudan a explicar el movimiento de las placas litosféricas?

En su honor, la Canadian Geophysical Union creó la John Tuzo Wilson Medal, para reconocer la excelencia en la investigación científica y tecnológica en el campo de la geofísica.

Además de las corrientes de convección, ayudan al movimiento de las placas el llamado tirón subductivo, producido por la pérdida de volumen que sufre la placa que subduce al introducirse en el manto por el aumento de la presión. También ayuda al movimiento de las placas la fuerza de gravedad, por la diferencia de altura, o de energía potencial, entre las crestas de las dorsales y las fosas oceánicas.

Explica en qué fase del ciclo de Wilson se encuentra el océano Atlántico y cómo son los movimientos que tienen lugar entre los continentes de Europa y América del Norte.

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El océano Atlántico se encontraría en la fase de expansión del suelo oceánico. En ella, se está creando nueva litosfera oceánica a partir de la dorsal Atlántica, lo que produce el desplazamiento divergente de las placas Euroasiática y Norteamericana. Por ello, los continentes europeo y americano se están separando.

Investiga (página 39) Busca información sobre Tuzo Wilson y elabora una presentación en la que menciones los principales episodios de su vida, tanto personales como científicos.

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Nació en la localidad canadiense de Ottawa, en 1908, y falleció en Toronto, en 1993. Era hijo de padres escoceses emigrados a Canadá. Su madre había adquirido cierta fama como alpinista. De sus excursiones por la montaña adquirió el joven geólogo su amor a la naturaleza. Estudió Geología en la Universidad de Toronto, graduándose en 1930 y continuó sus estudios en Cambridge y Princeton, donde se doctoró en 1936. Una vez finalizados sus estudios, se incorporó al Instituto Geológico de Canadá. Con el inició de la Segunda Guerra Mundial, Tuzo se alistó como ingeniero en el ejército canadiense, llegando al grado de coronel. Tras la guerra, dirigió un programa de investigación en el Ártico, y poco después se incorporó como profesor de geofísica a la Universidad de Toronto, a la que estaría vinculado casi toda su vida académica. Aunque en principio no era partidario de la teoría de la deriva continental, realizó multitud de viajes, que le permitieron comprobar evidencias geofísicas a favor de la teoría de las placas tectónicas, una extensión que explicaría la teoría de la deriva continental. Esta teoría sostiene que los continentes estuvieron una vez unidos en una gran masa de tierra y que se separaron gradualmente a lo largo de millones de años. Formuló así su teoría del ciclo supercontinental. La teoría propuesta por John Tuzo Wilson postulaba que cada 400-500 millones de años todas las masas de tierra emergidas se unen, formando un supercontinente. El último de estos supercontinentes fue el llamado Pangea, que se formó hace unos 280 millones de años, y cuya desintegración continúa en nuestros días. Según esta teoría, durante las diferentes edades de nuestro planeta ha habido otros supercontinentes. En 1963 sugirió que las islas Hawai y otras cadenas de islas volcánicas se habrían formado debido al movimiento de una placa sobre un punto caliente fijo estacionado en una zona del manto geológico. Posteriormente, en 1965, aportó pruebas empíricas Unidades didácticas

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Calcula cuántos kilómetros se separarán Europa y América del Norte dentro de 60 millones de años si la dorsal hace crecer el fondo oceánico a razón de 2 cm/año. Si el fondo oceánico atlántico crece a razón de 2 cm/año dentro de 60 Ma. Europa se separará de América del Norte 120 106 cm o lo que es lo mismo, 1 200 km.

Investiga (página 40) Hasta bien entrado el siglo xx las teorías orogénicas fijistas prevalecían sobre las movilistas. La más importante de todas fue la teoría del geosinclinal, defendida por el geólogo americano Asaph Hall. Busca información y elabora un breve resumen donde expliques qué proponían las ideas fijistas y cómo explicaba la teoría del geosinclinal la formación de las cordilleras. Respuesta libre. Los fijistas sostenían que la formación de cordilleras en la Tierra no era debida al movimiento de los continentes sino a otra serie de procesos que tenían lugar sin necesidad del movimiento de estos. Según la teoría del geosinclinal, habría profundas fosas submarinas, los geosinclinales, que se llenarían de sedimentos, los cuales, al acercarse a los bordes, serían expulsados y formarían así una cordillera. El sinclinal sería poco profundo, pero el peso de los sedimentos provocaría su hundimiento progresivo. Las fuerzas tectónicas irían acercando los extremos de los sinclinales (los taludes) lo que contribuiría a incrementar la profundidad del sinclinal. En el fondo de los sedimentos acumulados tendrían lugar procesos de metamorfismo. Finalmente, al acercarse los taludes, los sedimentos saldrían de la fosa al exterior, dado lugar así a una nueva cordillera. 9

En las pruebas paleoclimáticas, Wegener se basó en el estudio de tres tipos de rocas: tillitas, carbón y evaporitas. Describe brevemente sus características principales y cómo se forman. Biología y Geología 1.º Bachillerato

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Dinámica litosférica: la tectónica de placas

Las tillitas son rocas sedimentarias constituidas a partir de sedimentos de tamaños muy variados, sin ningún orden interno y muy angulosos fruto de la gran capacidad de transporte del hielo glaciar. El carbón es una roca sedimentaria organógena originada a partir de la descomposición anaerobia de gran cantidad de restos vegetales. Los ambientes de formación son ambientes pantanosos o litorales con vegetación exuberante, lo que hace pensar en climas tropicales. Las evaporitas son otro tipo de roca sedimentaria de origen químico, formadas por la precipitación de sales (cloruros, sulfatos o carbonatos) debido a la evaporación del agua en la que se encontraban disueltas. Son características de climas áridos muy cálidos ya que para su formación es necesaria una intensa evaporación.

Si la inclinación permitió corroborar el desplazamiento de los continentes en latitud (en la dirección Norte-Sur), la declinación corroboró movimientos en longitud (Este-Oeste). Al estudiar la declinación en las rocas de la península ibérica, se observó algo extraño: los minerales magnéticos de las rocas que eran más antiguas de 125 Ma «apuntaban» unos 30° al oeste del actual polo Norte, las más recientes de 75 Ma. se orientaban en la dirección actual, y las comprendidas entre esas dos fechas apuntaban a posiciones intermedias. Solo existía una respuesta: Iberia había rotado 30° en sentido opuesto al de las agujas del reloj en ese período de tiempo. 11 La teoría de la tectónica de placas es conocida también

como la teoría de la nueva tectónica global. ¿A qué crees que se debe esa denominación? La otra denominación de la teoría de la Tectónica de placas como teoría de la nueva tectónica global es debida a que, además de ser una teoría orogénica, es una teoría unitaria, gracias a la cual se dio explicación a gran cantidad de fenómenos geológicos asociados a la interacción de las placas litosféricas, como el magmatismo, el metamorfismo o la sismicidad.

10 ¿Por qué la teoría de la deriva continental no convenció

a los fijistas?

Según los fijistas, no había un mecanismo capaz de explicar que los continentes pudieran deslizarse sobre el manto y, por tanto, la teoría de la deriva continental debía ser falsa. Wegener atribuía la formación de las cadenas de montañas a fuerzas inerciales por las cuales se produciría un arrugamiento frontal en la deriva de los continentes. Los arcos insulares se formarían, de forma paralela, por retraso de la parte «trasera» de los continentes.

Investiga (página 42) Para conocer la paleolongitud y la paleolatitud de un continente en un momento de la historia de la Tierra, debemos conocer la declinación y la inclinación paleomagnética, respectivamente, registradas en los minerales de una roca de esa época. Investiga el significado de estas dos características del magnetismo y explica, mediante un esquema gráfico, cómo, conociendo esos datos, se puede llegar a reconstruir la curva de deriva polar aparente de un continente.

Investiga (página 44) Busca información sobre cómo era el modelo de convección del manto cuando la astenosfera era considerada una capa parcialmente fundida, situada desde los 100 a los 200 km de profundidad, dentro del manto superior. Representa mediante un dibujo esquemático cómo era dicho modelo y añade breves textos explicativos al dibujo. Respuesta libre. El dibujo debe mostrar la idea ya superada de la astenosfera constreñida en el manto, formando células de convección, en lugar del actual en el que la dinámica es mayor y se basa en la existencia de plumas mantélicas. 12 ¿Crees que la tectónica de placas es una teoría finalizada?

Evidentemente no. Las causas del movimiento de las placas sigue siendo una cuestión sin resolver del todo. Aunque la tomografía sísmica ha dejado claro que las corrientes de convección existen y que afectan a todo el manto, también han manifestado su complejidad. Por tanto, la correcta interpretación de la dinámica convectiva del manto y su relación con las dorsales oceánicas son cuestiones que engrosarán la teoría de la tectónica de placas pero que aún están por resolver.

Los geofísicos miden dos ángulos: la inclinación paleomagnética, o ángulo entre estos minerales y la horizontal, y la declinación paleomagnética, o ángulo entre los minerales férricos y el norte magnético actual. Ambas medidas han aportado datos sorprendentes sobre la posición de los continentes en el pasado. Inclinación paleomagnética: El estudio de este valor en rocas antiguas de continentes que hoy se encuentran cerca del ecuador reveló que, a menudo, los minerales férricos, lejos de disponerse horizontalmente como era de esperar (paralelos a las líneas de fuerza del campo magnético actual), presentaban una fuerte inclinación.

13 Muchas de las grandes teorías científicas tienen un «pa-

dre», como lo es Charles Darwin de la teoría de la evolución. ¿Por qué no ocurre así en el de la tectónica de placas?

Como hemos estudiado, la teoría de la tectónica de placas se ha forjado, y lo sigue haciendo, gracias a la aportación de nuevos conocimientos que van surgiendo a lo largo de los años, muchos de ellos debidos al avance tecnológico. Por este motivo, son muchos los nombres de científicos (Wegener, Holmes, Bullard, Hess, Dietz, Dewey, Bird…) que han aportado su grano de arena y no uno solo.

La explicación era evidente: si los polos magnéticos no se habían separado a lo largo del tiempo de su posición actual, debían de haber sido los continentes los que en el pasado se encontraban cerca de los polos, donde las líneas de fuerza se acercan a la vertical en el momento en que se imantaron esas rocas. Declinación paleomagnética:

Unidades didácticas

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

Dinámica litosférica: la tectónica de placas

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SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES CIENCIA, TECNOLOGÍA Y SOCIEDAD (página 46) Análisis 1.

¿Recuerdas cómo se llaman las zonas donde se crea corteza oceánica? Las zonas donde se crea corteza oceánica son las dorsales oceánicas, motivo por el cual reciben el nombre de bordes de placa constructivos.

2.

¿Sabes cuántas placas tectónicas existen en la actualidad? ¿Han existido siempre las mismas? En la actualidad existen ocho grandes placas: Euroasiática, Africana, Norteamericana, Sudamericana, Pacífica, Indoaustraliana, Antártica y de Nazca. Además existen otras de segundo orden como la placa de Cocos, Caribe, Filipinas, Juan de Fuca, Arábiga, Scotia y un gran número de microplacas como la Iraní o Anatolia. A lo largo de la historia de la Tierra ha habido diferentes placas, ya que unas se han unido a otras, otras han desaparecido y otras se han fragmentado formando placas nuevas.

3.

ca de la Tierra. Aunque, no hemos de olvidar que el núcleo externo, debido a su estado fluido, es el que aporta, también por convección, el calor al manto profundo, en esa capa transicional, conocida como capa D, donde comienza la convección mantélica.

¿Cómo se llama la capa de la Tierra donde fundamentalmente se producen las corrientes de convección? El manto es la capa de la Tierra donde tienen lugar las corrientes de convección que afectan directamente a la dinámi-

Unidades didácticas

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Propuesta de investigación 4.

Investiga acerca de los posibles efectos que podría tener sobre nuestro planeta y los seres vivos que habitan en él una parada de las placas tectónicas y expón dichos efectos mediante una presentación. Respuesta abierta. Una detención de las placas ralentizaría el ritmo de enfriamiento de la Tierra, Por tanto la detención de las placas podría provocar cambios en el clima del planeta, mientras que la aparición de nuevas zonas de subducción podría alterar las condiciones sísmicas de grandes zonas de los continentes. Esto podría conllevar en los seres vivos la aparición de nuevas adaptaciones para hacer frente al cambio climático que se produciría. Esas adaptaciones no solo incluirían cambios fisiológicos y morfológicos, sino también conductuales como, por ejemplo, migraciones, cambio de los ciclos circadianos, etcétera.

Biología y Geología 1.º Bachillerato

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Dinámica litosférica: la tectónica de placas

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES TÉCNICAS DE TRABAJO Y EXPERIMENTACIÓN Cuestiones: 1.

2.

El buzamiento de las imbricaciones es mayor cuando estas son más numerosas, es decir, en las granulometrías más gruesas. El valor del ángulo crítico varía es similar, oscilando entre 10 y 15º. 4.

Manteniendo constante el tamaño de grano de la arena (0,25-0,12 mm) haz variaciones con el espesor del paralelepípedo de arena. Observa las variaciones en el acortamiento y en el número de cabalgamientos imbricados. El acortamiento es inversamente proporcional al espesor, es decir, es mayor cuanto menor es el espesor del material deformado. Igualmente, el número de imbricaciones de los sistemas de cabalgamientos formados aumenta al ser menor el espesor.

Compara los ángulos de las distintas imbricaciones de un mismo sistema de cabalgamientos con el orden de formación. El ángulo de buzamiento de los cabalgamientos disminuye a medida que se van formando, de modo que el de mayor ángulo es el que primero se forma.

3.

El número de cabalgamientos es mayor al aumentar la granulometría.

Observa con detenimiento el orden de formación de las estructuras y descríbelo.

Las primeras estructuras que se forman son dos o tres pliegues vergentes hacia la zona trasera del modelo, después se produce un primer cabalgamiento inmediatamente por debajo de esos pliegues, a medida que la compresión aumenta, se forma un nuevo cabalgamiento por debajo del anterior y así, sucesivamente. Este proceso produce, por tanto, un haz de cabalgamientos imbricados, vergentes hacia la parte delantera del modelo, hasta conseguir el ángulo crítico, momento en el cual la estructura es completamente estable.

5.

Repite la experimentación con las tres granulometrías obtenidas en el tamizado ¿cómo varía el acortamiento? ¿Y el número de cabalgamientos formados? ¿Y su buzamiento? ¿Cuál es el valor del ángulo crítico?

Por último, con la misma granulometría que en la actividad anterior, cambia la superficie de despegue por una de mayor rozamiento, utiliza, por ejemplo, el papel de lija. ¿Qué diferencias observas con respecto a las anteriores deformaciones?. Cuando el coeficiente de rozamiento de la superficie de despegue es mayor, el acortamiento que se produce también lo es y los cabalgamientos son de mayor desplazamiento.

El mayor acortamiento se produce con la granulometría de menor tamaño.

SOLUCIONES DE ACTIVIDADES Y TAREAS Las placas litosféricas 1

2

(páginas 48-49)

d) Placa Antártica - placa Africana. La placa Antártica y la Africana tienen entre ellas un borde constructivo o de dorsal oceánica

Explica cómo influye la temperatura en la deformación de los materiales sólidos. Pon algún ejemplo. En general podemos decir que los sólidos fríos se suelen comportar como materiales frágiles, debido a su rigidez, mientras que los sólidos calientes se comportan como materiales plásticos y son mucho más dúctiles. El comportamiento de hierro es un claro ejemplo, en frío se rompe con facilidad, se comporta como un material rígido, mientras que si lo calentamos se comportará plásticamente, se puede doblar y trabajar con él con facilidad.

(página 47)

e) Placa Pacífica - placa Norteamericana. Las placas Pacífica y Norteamericana comparten un límite complejo, gran parte de él es una falla transformante, mientras que una pequeña parte es una dorsal.

Límites o bordes de placas litosféricas 3

Observa el mapa de las placas tectónicas (figura 2.2) y clasifica los siguientes límites de placas:

Describe brevemente la formación de las siguientes formas de relieve: a) Cordillera del Himalaya. La cordillera del Himalaya se ha formado por una colisión continental o subducción continental-continental.

a) Placa de Nazca - placa Sudamericana.

b) Islas Antillas.

El borde placa de Nazca-placa Sudamericana es una zona de subducción oceánica-continental. b) Placa Norteamericana - placa Euroasiática.

Las islas Antillas es un arco insular formado por una subducción oceánica-oceánica.

El límite entre las placas Norteamericana y Euroasiática es una dorsal o borde constructivo.

Islandia forma parte de la dorsal meso-atlántica.

c) Placa Pacífica - placa Indoaustraliana.

d) Montañas Rocosas.

Las placas Pacífica e Indoaustraliana limitan por una zona de subducción oceánica-oceánica.

Las Montañas Rocosas es una cordillera formada por una subducción oceánica-continental.

Unidades didácticas

c) Islandia.

36

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Dinámica litosférica: la tectónica de placas

e) Cordillera de los Andes.

f) Cordillera de los Pirineos.

4

PA

CAR

La cordillera de los Pirineos se ha formado por una colisión continental o subducción continental-continental. Copia en tu cuaderno el siguiente dibujo y sitúa en él los distintos bordes de placas que existen.

CO = Cocos NAZ = Nazca NA = norteamericana CAR = Caribe SA = sudamericana F = falla PA = Pequeñas Antillas

NA

La cordillera de los Andes está formada por una subducción oceánica-continental. F

CO

2

SA

NAZ

Dorsales

3

2

Zona de subducción

Fallas transformantes

1 1

6

8

1

Línea de profundidad 1 km

0

100

200

300 km

Complejo subductivo

Arco volcánico de las Pequeñas Antillas Cadenas Cuenca de Cadena de de Aves Granada Barbados A

Divergentes

Convergentes

Neutros

Hipocentros

Superficiales

Superficiales profundos

Superficiales

Sedimentos

Pocos

Muchos

No hay

Destrucción

No

Sí

No

Arcos de islas

No se forman

Se forman

No se forman

¿Qué tipo de borde origina las cordilleras pericontinentales? ¿Cuál forma las cordilleras intracontinentales? ¿Y cuál los arcos de islas? Las cordilleras pericontinentales se originan en zonas de subducción entre litosfera oceánica y continental. Las cordilleras intracontinentales en las zonas de colisión continental. Y los arcos de islas en las zonas de subducción entre litosfera oceánica y oceánica.

7

a deform frente de

cadena e Aves d 1

1

1

1

d) Respuestas posibles: se forman o no se forman.

B

Trinidad

Venezuela

c) Destrucción de material de la litosfera. Respuestas posibles: sí o no.

isla Barbados

llanura abisal atlántica

a

1

a) Respuestas posibles: profundos o superficiales. b) Respuestas posibles: muchos, pocos o no hay.

n

A

1

ció

Completa este cuadro de límites o bordes de placas siguiendo las indicaciones que se ofrecen a continuación

cu till enc a de Granada rco a ñ vol ue cán Peq ico de las

as

s An

5

1

1

De derecha a izquierda tenemos los siguientes bordes de placas: zona de subducción oceánica-continental o borde destructivo con fosa oceánica asociada (1), borde constructivo o dorsal oceánica (2) y zona de subducción oceánica-oceánica o borde destructivo con fosa oceánica y arco insular asociados (3).

Los guyots son edificios volcánicos submarinos de superficie plana y laderas muy abruptas. Busca información o algún esquema y elabora una hipótesis que explique cómo han podido formarse.

Moho Placa del Caribe Corteza oceánica

B

Moho Placa americana Complejo subductivo

a) Explica el origen del archipiélago de las Pequeñas Antillas. ¿En qué se diferencia de la isla de Barbados? El archipiélago de las Antillas es un arco de islas, es decir, se origina a partir de la subducción de litosfera oceánica (Placa Americana) bajo litosfera oceánica (placa del Caribe) y es, por tanto, de naturaleza volcánica. Sin embargo, la isla de Barbados es de naturaleza sedimentaria, y se origina por la compresión de los sedimentos del prisma de acreción situado en la zona de subducción.

El guyot era una isla volcánica que se formó cerca de la dorsal oceánica. Posteriormente fue arrasada por la erosión y, más tarde, debido a la expansión oceánica y al enfriamiento de la litosfera oceánica que se va alejando de la dorsal y pierde altura por lo que queda totalmente sumergida formando lo que se conoce como un guyot.

En 1902 hubo una gran erupción del volcán Mont Pelée en la isla de la Martinica que ocasionó más de 30 000 víctimas. Fue una erupción tipo peleana (de ahí el término).

Observa en estos esquemas la situación de las islas Antillas y su relación con las placas litosféricas americanas y la del Caribe.

c) Entre la cadena de Aves y las Pequeñas Antillas se encuentra la cuenca de Granada. Expón una hipótesis razonada sobre su posible origen.

Unidades didácticas

37

b) Investiga sobre el vulcanismo histórico en las islas Antillas. ¿Ha ocurrido alguna erupción catastrófica?

Biología y Geología 1.º Bachillerato

2

Dinámica litosférica: la tectónica de placas

Se trata de una de las llamadas cuencas tras arco o retroarco, originadas por el crecimiento de litosfera oceánica, a modo de pequeñas dorsales, que aparecen en estos tipos de subducción, debido a que el magma que asciende puede llegar a fracturar la litosfera. Se trata de que el alumno sea capaz de deducir por sí mismo esa última hipótesis.

Esto es debido a que la placa que subduce arrastra por gravedad al resto de la placa.

El ciclo de Wilson 12 Observa el mapa del rift africano. Intenta relacionarla

con alguna de las fases del ciclo de Wilson e indica cómo la tectónica de placas explica lo que allí está sucediendo.

Causas del movimiento de las placas 9

Una de las causas del movimiento de las placas es la transferencia del calor por convección en el manto terrestre. ¿A qué es debido este hecho?:

rR

Ma

Entre las zonas más profundas del manto y las más superficiales existe un gradiente geotérmico de más de 3 000ºC. La Tierra libera ese calor mediante la convección.

ojo

Debido a la ductilidad del manto y a su baja viscosidad, este es capaz de transferir el calor desde las zonas más profundas, hacia las más superficiales que limitan con la litosfera. Por otro lado, los materiales más fríos y densos tienden a hundirse, tal y como ocurre con la litosfera oceánica en las zonas de subducción, creándose columnas descendentes que alcanzan la base del manto. Se genera así una convección general en todo el manto terrestre.

golfo de Adén

lago lago Kyoga lago Rudolph Albert

10 La convección en los líquidos la visualizamos muy bien,

lago Victoria

solo basta observar el agua hervir. Sin embargo, ¿cómo explicarías la convección en un sólido?

lago Tanganika

La transferencia de calor por convección en sólidos plásticos es debido a la deformación dúctil que estos sufren al aumentar la temperatura. La ductilidad de las rocas está producida en última instancia por movimientos dentro de la red cristalina de los minerales que la forman. Estos movimientos en el interior de los cristales minerales requieren de la rotura de enlaces y formación de otros nuevos, lo que es propiciado por el aumento de temperatura.

lago Malawi

El rift africano refleja la formación de un rift. Estas primeras fases de la tectónica de placas son ocasionadas por la ascensión de un magma asociado a una pluma mantélica o punto caliente que genera un abombamiento y fractura de la litosfera, formando, normalmente un punto triple formado por tres fracturas radiales a unos 120º que darán lugar a sendos rifts. Cuando varios de estos puntos triples se alinean, como en el caso del triángulo de Afar, dos de las ramas de cada punto triple se unen dando lugar a la fragmentación continental de las primeras etapas distensivas del ciclo de Wilson.

11 Toma como referencia el siguiente mapa de la distri-

bución de las placas litosféricas e investiga cuál es la distancia recorrida por cada placa en cm/año.

montañas Rocosas fosa de las Aleutianas

dorsal noratlántica dorsal centroatlántica

cordillera de los Andes dorsal de Chile

Pruebas de la tectónica de placas

fosa de las Kuriles

13 Trata de explicar de una manera sencilla por qué la ve-

Alpes mar Roj o

Himalaya

locidad de expansión en el océano Pacífico es mucho mayor que en los océanos Atlántico e Índico.

fosa de las Marianas fosa de Tonga

Es bastante fácil de comprender ya que los bordes del Pacífico son zonas de subducción donde la placa se hunde en el manto plástico: aquí la expansión oceánica va a ser muy fácil. En los océanos Atlántico e Índico los borde de los océanos empujan a grandes continentes, difíciles de mover, por lo que la expansión oceánica se hace mucho más difícil y la actividad de las dorsales será mucho menor que la del Pacífico.

dorsal sudatlántica

fosa de Chile dorsal índica sudeste

bordes constructivos bordes destructivos bordes pasivos zona de colisión continental sentido de desplazamiento de las placas límite supuesto

placas tectónicas 1. pacífica 2. Juan de Fuca 3. norteamericana 4. de Cocos 5. del Caribe

6. de Nazca 7. sudamericana 8. de Scotia 9. africana 10. antártica

11. arábiga 12. iraní 13. euroasiática 14. filipina 15. indoaustraliana

a) ¿Cuáles son los límites de placas que se desplazan a menor velocidad?

14 Para poder explicar la existencia de fauna y flora fósiles

iguales en continentes alejados, los biogeógrafos fijistas proponían la existencia de puentes continentales que habrían unido los continentes en momentos concretos de la historia de nuestro planeta. ¿Se puede explicar este hecho de otra forma a la luz de la tectónica de placas?

Los límites de placas que se desplazan a menor velocidad son los bordes continentales pasivos, por ejemplo, los márgenes continentales con el océano Atlántico.

La existencia de puentes continentales no se sostiene a la luz de los conocimientos actuales. En ningún momento, una franja de masa continental se va a poder hundir en el océano ya que es mucho más ligera. En la actualidad, la existencia

b) ¿Y los de mayor velocidad? Los de mayor velocidad se sitúan en los bordes de subducción. c) ¿A qué crees que es debido este hecho? Unidades didácticas

corteza continental corteza oceánica dorsal volcán activo falla normal

38

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Dinámica litosférica: la tectónica de placas

de faunas y floras iguales, en continentes alejados, se explica por la deriva continental: masas continentales que estuvieron unidas y que, por lo tanto, tendrían los mismos seres vivos, se separaron debido a la formación de un nuevo océano que separó las masas continentales que habían estado juntas. 15 Parte de los continentes que formaban Gondwana du-

rante el Pérmico ocuparon el polo Sur. Explica cómo podríamos demostrar este hecho basándonos en dos tipos de estudios diferentes.

Para demostrar que Australia, India, Sudáfrica o Sudamérica, que formaban parte de Gondwana, ocupaban latitudes polares durante el Pérmico podemos recurrir a estudios paleoclimáticos y paleomagnéticos. ❚ Mediante los primeros podemos demostrar que estos continentes existen depósitos glaciares (tillitas) de edad pérmica. ❚ Y gracias al paleomagnetismo podremos conocer la paleolatitud de dichos continentes en el Pérmico. Para ello tendremos que averiguar las características paleomagnéticas (inclinación y declinación) en rocas pérmicas. 16 Estos dos diagramas muestran la reconstrucción de los

2

b) Según esto, ¿cuánto tiempo puede durar un ciclo de Wilson? En concreto, este ciclo de Wilson conocido duró desde que se comenzó a fragmentar Rodinia (800 Ma) hasta que se formó Pangea (250 Ma). Por tanto, unos 550 millones de años. c) Elabora una hipótesis que explique cómo y cuándo se formará el siguiente supercontinente. Suponiendo que el ciclo de Wilson en el que estamos sumidos tuviera una duración similar al anterior (hecho que no tiene por qué ocurrir), la formación del siguiente supercontinente tendría que ocurrir dentro de 300 Ma. Para que esto ocurriera, África tendría que colisionar con Eurasia y, tanto, en el océano Atlántico como en el Índico, comenzaría un proceso subductivo que acabaría con la reunión de los continentes americano, australiano y antártico con el Afroeuroasiático. 17 Explica la relación que existe entre el proceso que ilus-

tra este dibujo y el movimiento de los continentes. dirección del campo magnético

dos supercontinentes conocidos: Rodinia y Pangea.

océano Australia

India

China

Siberia

30º N

Antártica océano de Mozambique Congo

Laurentia Kalahari San Francisco

Río de la Plata océano Brasiliano

partículas magnéticas en los sedimentos oceánicos

ecuador Báltica Amazonia

30º S

África oeste

El dibujo muestra cómo los minerales ferromagnéticos quedan orientados en las rocas que constituyen la corteza según las características del campo magnético terrestre en el momento de su formación. Esas características quedan perpetuadas en el mineral de tal forma que podemos conocerlas y, gracias a ellas, saber la posición del continente que contiene a esa roca en la época en que esta se formó.

Siberia Kazakhstania China

La tectónica de placas hoy

Laurasia

18 La siguiente figura ilustra las corrientes de convección Gondwana

a) Investiga en qué época de la historia de la Tierra se formaron, e intenta conseguir mapas de situaciones intermedias. ¿Qué pasó desde que se formó Rodinia hasta que apareció Pangea? El primer supercontinente conocido, Rodinia, se formó hace unos 1100 Ma. y comenzó a fragmentarse hace aproximadamente unos 750 Ma, todo ello en el Proterozoico superior. Pangea, el segundo de los supercontinentes conocidos, se constituyó a finales del Paleozoico, hace unos 250 Ma. Entre ambas situaciones tuvo un lugar un ciclo de Wilson, es decir, la fragmentación de un supercontinente (Rodinia), con la apertura de los consiguientes océanos, y el posterior cierre de los mismos formando de nuevo una única masa continental (Pangea). Unidades didácticas

39

del manto que Arthur Holmes propuso en 1929 como la causa de la deriva continental. A partir de ese modelo se han creado otros, hasta llegar a la actual concepción de la convección térmica del manto. Explica cómo ha sido esa evolución en los modelos de convección del manto terrestre. Continente

Nuevo océano Isla

XX XXX XXXX XXX XXX XXX XX X

B

A

XX XXX XX XXX XXX XXX XX

Podemos resumir la evolución de los modelos convectivos del manto creados a partir del de Holmes en tres etapas: Biología y Geología 1.º Bachillerato

2

Dinámica litosférica: la tectónica de placas

❚ Modelo convectivo doble: con dos cinturones de células convectivas paralelas uno en la antigua astenosfera (100200 km) y otro inferior que englobaba el resto del manto.

a) ¿Dónde se producen los cambios de viscosidad más bruscos? ¿Qué capas puedes identificar en función de esos cambios de viscosidad?

❚ Una vez rechazada la astenosfera se apostó por un único cinturón de células convectivas en todo el manto.

El primer cambio de viscosidad se produce aproximadamente a los 100 km de profundidad, un notable descenso que coincide con el límite inferior de la litosfera.

❚ Actualmente, se apuesta por una convección global del manto pero sin llegar a formar células convectivas cerradas.

En segundo lugar tenemos un aumento de la viscosidad a los 660 km que marca el final de la actual astenosfera y de la zona de transición del manto y el comienzo del manto inferior.

19 Observa cómo varía la viscosidad en el interior de la

Tierra y responde a las siguientes preguntas:

Y, por último, encontramos otro descenso poco antes de los 2 800 km que marca el comienzo de la capa D.

log10 (viscosidad) (Pa·s) 0

20

21

22

23

b) ¿Cuál crees que puede ser la causa de la variación de la viscosidad en el manto terrestre?

24

La primera de ellas situada a los 660 km marca el paso desde el manto superior, en el que predominan los silicatos con estructura de espinela, al manto inferior, donde tienen una estructura más empaquetada, de tipo perovskita, lo que incrementa su resistencia a fluir.

Profundidad (km)

500 1 000 1 500

La segunda que marca la base del manto inferior es debida al fuerte aumento de la temperatura cerca del contacto con el núcleo externo.

2 000 2 500

SOLUCIONES DE LA EVALUACIÓN 1.

La siguiente fotografía es de un fósil del reptil Mesosaurus, encontrado en materiales triásicos en el sur de América y en el sur de África.

(página 51)

margen continental pasivo

a) ¿Cómo explicarías este hecho? ¿Quién fue el primero que aportó este dato? ¿Qué pretendía demostrar?

dorsal oceánica debilidad litosférica

La existencia del mismo fósil triásico en lugares tan alejados actualmente como el sur de América y el sur de África es que durante ese primer período del Mesozoico ambos continentes todavía permanecían unidos. Este dato fue aportado por Alfred Wegener como una de sus pruebas a favor de la deriva continental, concretamente, las que denominamos pruebas paleontológicas.

litosfera continental

manto futura subducción

b) ¿Qué tienen en común la teoría de la deriva continental y la de la tectónica de placas? La teoría de la deriva continental se puede considerar como la teoría precursora de la tectónica de placas, ya que ambas son las dos grandes teorías movilistas de la historia, defensoras de la movilidad horizontal de los continentes. 2.

a) ¿Dónde está el contacto entre la litosfera continental y la oceánica? El contacto se encuentra en el plano de Benioff. b) Indica dónde habrá esfuerzos compresivos y distensivos.

El gráfico adjunto representa el contacto entre la corteza continental pasiva y la corteza oceánica en expansión. Observa el dibujo y contesta las siguientes preguntas:

Unidades didácticas

litosfera oceánica

Las compresiones se producirán en la zona de choque entre las dos cortezas: oceánica y continental. Las fuerzas de

40

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Dinámica litosférica: la tectónica de placas

distensión, con sentido divergente, se encuentran a ambos lados de las dorsales oceánicas.

cidad de las ondas sísmicas, relacionadas con zonas de mayor temperatura lo implica una pérdida de rigidez del material.

c) Describe qué consecuencias tienen los esfuerzos producidos en la zona de contacto entre la litosfera continental y la oceánica.

En la tomografía de la imagen se pueden distinguir dos límites de placas:

En las zonas de contacto entre ambas cortezas se producirán fricciones que darán lugar a terremotos y también fusión del material que desciende hacia zonas profundas y puede originar chimeneas de material fundido que se manifiestan en la placa continental como volcanes. d) Indica en qué fase del ciclo de Wilson se encontraría la zona representada en la figura. En el paso 3: expansión del suelo oceánico del ciclo de Wilson representado en el libro de texto puede observarse el inicio del plano de Benioff y en el paso 4: subducción se aprecia cómo evoluciona este contacto entre placas. 3.

Observa la siguiente ilustración de la tomografía sísmica de la costa pacífica de Sudamérica y el océano Atlántico. alta velocidad de las ondas S

profundidad (km)

2

❚ Uno subductivo, que correspondería con la subducción de la placa de Nazca bajo la placa Suramericana, determinado por la presencia de una zona azul, por tanto, más fría, que desciende hacia zonas más profundas del manto. ❚ Y otro constructivo, equivalente a la dorsal mesoatlántica caracterizada por una zona de alta temperatura, de color rojo, situada entre los dos continentes, Suramérica y África, más fríos y, por tanto, de color azul. b) ¿Qué se ha demostrado acerca de la convección del manto gracias a la tomografía sísmica? La tomografía sísmica ha demostrado que el manto terrestre presenta una convección general, sin formar células convectivas cerradas. Asimismo, ha demostrado que las placas subductivas, ramas descendentes de la convección, alcanzan las zonas más profundas del manto, sin embargo, las ramas ascendentes no guardan relación directa con las dorsales oceánicas. ACTIVIDADES DE REFUERZO

100 200 300 400 500 600 700 800 900

Batería de actividades de refuerzo que presentan diferentes tipologías. 0

20

40

60 80 distancia (grados)

100

120

140

baja velocidad de las ondas S

a) ¿Qué indican los colores azules? ¿Y los rojos? ¿Qué límites de placas se pueden distinguir? ¿Por qué? En una tomografía sísmica los colores azules indican zonas de alta velocidad de las ondas sísmicas, lo que se interpreta como zonas de mayor rigidez y, por tanto, de menor temperatura. Por el contrario, los colores rojos indican zonas de menor velo-

Unidades didácticas

41

ACTIVIDADES DE AMPLIACIÓN Batería de actividades de refuerzo que presentan diferentes tipologías. PRUEBAS DE EVALUACIÓN Permiten evaluar los estándares de aprendizaje que desarrolla la unidad.

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Unidades didácticas

42

4, 5, 6 AF 9, 10, 11

7, 8 AF 12 Ciencia, Tecnología y Sociedad

9, 10, 11 AF 13, 14, 15, 16, 17

2.1 Aplica y relaciona los conocimientos para entender qué provoca el movimiento de las placas litosféricas

3.1. Explica las fases del ciclo de Wilson.

4.1 Indica las aportaciones más relevantes de la deriva continental, para el desarrollo de la teoría de la Tectónica de placas.

12, 13 AF 18, 19

1, 2, 3 AF 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 Técnicas de trabajo y experimentación

1.1 Identifica los tipos de bordes de placas explicando los fenómenos asociados a ellos.

5.1 Distingue métodos desarrollados gracias a las nuevas tecnologías, asociándolos con la investigación de un fenómeno natural.

Herramientas de evaluación (actividades del LA)

Estándar de aprendizaje evaluable

Distingue y valora las aportaciones de los métodos adecuadamente.

Reconoce adecuadamente las aportaciones.

Identifica las fases principales y explica correctamente en proceso.

Reconoce los elementos principales y establece correctamente las relaciones entre ellos.

Reconoce los tipos de bordes y explica sus interacciones correctamente.

Excelente 3

Distingue y valora las aportaciones de los métodos cometiendo pocos errores.

Reconoce las aportaciones cometiendo pocos errores.

Identifica las fases principales y explica el proceso de forma válida pero cometiendo algunos errores.

Reconoce los elementos principales y establece las relaciones entre ellos cometiendo pocos errores.

Reconoce los tipos de bordes y explica sus interacciones cometiendo pocos errores.

Satisfactorio 2

Distingue y valora las aportaciones de los métodos con muchos errores.

Reconoce las aportaciones cometiendo muchos errores u olvidando gran parte de ellas.

Identifica las fases principales y explica el proceso de cometiendo muchos errores.

Reconoce los elementos principales y establece las relaciones entre ellos cometiendo muchos errores.

Reconoce los tipos de bordes y explica sus interacciones cometiendo muchos errores.

En proceso 1

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

No logrado 0 Puntos

2 Dinámica litosférica: la tectónica de placas

RÚBRICA DE ESTÁNDARES DE APRENDIZAJE

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Dinámica litosférica: la tectónica de placas

2

PRUEBA DE EVALUACIÓN A Test (0,5 puntos cada una = 3 puntos) 1.

Cuál de estas capas de la tierra se comporta mecánicamente como un sólido frágil: a) Litosfera.

Llamamos placas litosféricas a cada uno de los fragmentos, de extensión variable y forma irregular, que constituyen la litosfera terrestre. 2.

b) Astenosfera.

Según ese criterio, los límites de placas pueden ser divergentes, convergentes y de cizalla:

c) Manto.

❚ Los bordes divergentes son zonas en las que existen esfuerzos de tensión que tienden a separar las placas. Estas zonas están representadas por las dorsales oceánicas.

Respuesta correcta: a). 2.

¿Qué tipo de esfuerzos dominan en los bordes constructivos?

❚ Se producen bordes convergentes entre placas enfrentadas por esfuerzos de compresión, bien en las zonas de subducción o en las de colisión continental.

a) Esfuerzos de torsión. b) Esfuerzos de cizalladura. c) Esfuerzos de tensión.

❚ La relación entre las dos placas tiene lugar por esfuerzos de cizalla, debido a desplazamientos laterales entre ellas. Esto ocurre en las fallas transformantes.

Respuesta correcta: c). 3.

Los seísmos más superficiales que ocurren en el plano de Benioff de las zonas de subducción son debidos a esfuerzos:

3.

a) De torsión. c) De cizalladura.

1.º Formación de fosa oceánica debido a la flexión de la placa subducida.

Respuesta correcta: b).

Respuesta correcta: c).

2.º Gran actividad sísmica causada por el rozamiento entre las dos placas que es muy intensa, con terremotos superficiales, intermedios y profundos (hasta 700 km de profundidad) y de todos los tipos: tensión, compresión y cizalla. Los seísmos más intensos y numerosos, por lo tanto, los más peligrosos, son los superficiales debido a la mayor rigidez de los materiales. Cuando se representan los hipocentros en alzado se observa que se alinean según un plano inclinado denominado plano o zona de Benioff.

¿Cuál es el orden correcto de apertura y cierre de un océano según el ciclo de Wilson?

3.º Gran actividad magmática, debido al aumento de la temperatura que sufre la placa subducida, lo que provoca su fusión.

a) Formación de un rift, expansión del suelo oceánico, subducción y colisión continental.

4.º Formación de nuevas cadenas orogénicas que se unirán a la litosfera continental. Los esfuerzos de compresión producen un estrechamiento de estas zonas que hace aumentar el espesor de la litosfera.

Cuáles son los dos causas principales del movimiento de las placas litosféricas: a) Energía hidraúlica y fuerza de la gravedad. b) Fuerza de la gravedad y energía mecánica de rotación. c) Fuerza de gravedad y energía térmica.

5.

b) Subducción, colisión continental, expansión del suelo oceánico y formación de un rift. c) Formación de un rift, subducción, colisión continental y expansión del suelo oceánico.

4.

El científico que propuso por primera vez que el movimiento de los continentes podía ser debido a las corrientes de convección térmica del manto terrestre fue: a) Alfred Wegener. b) Arthur Holmes.

5.

c) Tuzo Wilson.

Preguntas (1,4 puntos cada una = 7 puntos) ¿Qué es una placa litosférica?

Unidades didácticas

¿Qué explica el ciclo de Wilson? El ciclo de Wilson explica como los continentes se fragmentan, se separan formando océanos entre ellos y vuelven a cerrarse formando un cinturón orogénico que marca la sutura de la colisión continental. Es decir, son ciclos de apertura y cierre de océanos.

Respuesta correcta: b).

1.

¿Qué son las fallas transformantes? Las fallas transformantes son bordes de placas neutros o pasivos en los que no se crea ni se destruye litosfera oceánica. Estas fallas cortan e interrumpen la trayectoria de las dorsales. Se generan porque el crecimiento de las placas a lo largo de la dorsal debe ser menor cerca de los polos que en las proximidades del ecuador y por ello se generan fuerzas de cizalla. Estos esfuerzos generan seísmos muy superficiales, como los originados en la falla de San Andrés en California.

Respuesta correcta: a). 6.

Explica los fenómenos geológicos que suceden en las zonas de subducción donde se produce la colisión de litosfera oceánica y litosfera continental. Los procesos geológicos que se producen en las zonas de subducción son los siguientes:

b) De tensión.

4.

Describe brevemente el movimiento de las placas en los diferentes tipos de límites de placa que existen.

43

Biología y Geología 1.º Bachillerato

2

Dinámica litosférica: la tectónica de placas

PRUEBA DE EVALUACIÓN B Test (0,5 puntos cada una = 3 puntos) 1.

Cuál de estas capas de la tierra se comporta mecánicamente como un sólido dúctil:

nica, como la Pacífica o la de Nazca, y otras, de menor tamaño, de naturaleza continental, como la Arábiga o la Iraní. 2.

a) Corteza. b) Manto.

Las dorsales oceánicas son bordes constructivos y divergentes ya que existen esfuerzos de tensión que tienden a separar las placas. Esto provoca una disminución de la presión lo que favorece el ascenso de magma basáltico, el cual va solidificando a medida que sale, añadiéndose al que solidificó con anterioridad. De este modo se construye la litosfera oceánica.

c) Núcleo. Respuesta correcta: b). 2.

¿Qué bordes de placa sufren movimientos divergentes? a) Destructivos de subducción. b) Constructivos.

3.

c) Destructivos de colisión. Respuesta correcta: b). 3.

b) Constructivos. c) Destructivos de subducción. Respuesta correcta: a). El modelo de convección actual se puede describir como:

4.

a) Celdas convectivas en todo el manto.

c) Convección de todo el manto, sin celdas convectivas. Respuesta correcta: c).

Los orógenos de subducción presentan una situación pericontinental, es decir, se localizan en los bordes de los continentes paralelos a la línea de costa. Debido a la subducción presentan gran actividad volcánica, por lo que siempre poseen algún volcán entre sus cumbres. Tal es el caso de la cordillera de los Andes o de las Montañas Rocosas.

¿En qué fase del ciclo de Wilson se encuentra el Himalaya? a) Colisión continental. b) Formación de un rift. c) Subducción.

Si la subducción se produce bajo litosfera oceánica, el orógeno que se origina forma un arco de islas volcánicas como las Antillas, Filipinas, etc.

Respuesta correcta: a). 6.

El científico que propuso la teoría de la expansión del fondo oceánico basándose en la distribución de las anomalías magnéticas de forma simétrica a ambos lados de la dorsal oceánica fue:

5.

b) Tuzo Wilson. c) Harry Hess. Respuesta correcta: c).

Preguntas (1,4 puntos cada una = 7 puntos)

También existen otras fuerzas impulsoras de las placas, sobre todo la fuerza de gravedad que favorece el deslizamiento desde las crestas de las dorsales a las fosas oceánicas y responsable, también, del tirón subductivo ocasionado por la placa que subduce que arrastra del resto hacia zonas profundas del manto.

¿Qué tipo de placas litosféricas existen? Las placas generalmente son de naturaleza mixta, formadas por corteza continental y corteza oceánica, pero también existen placas que están formadas únicamente por corteza oceá-

Unidades didácticas

¿Cuáles son las causas del movimiento de las placas litosféricas? Las fuerzas que impulsan a las placas es la energía térmica que produce diferencias de temperatura entre unas zonas y otras del interior terrestre. Estas diferencias térmicas ocasionan diferencias de densidad entre los materiales internos y generan corrientes convectivas que circulan por todo el manto terrestre.

a) Alfred Wegener.

1.

¿Cómo se puede saber si un orógeno o cordillera se ha originado por subducción o por colisión? Ilustra tu respuesta con algún ejemplo. Los orógenos por colisión forman elevadas cordilleras que se sitúan en el interior de los continentes, con muchas bandas de sutura y bandas de deformación, como sucede en la cordillera Himalaya, en los Pirineos o en los Alpes.

b) Dos cinturones de celdas convectivas, unas en la astenosfera y otras en el resto del manto.

5.

¿Qué es un arco insular? ¿A qué fenómenos geológicos están vinculados? Cita y localiza geográficamente un par de ejemplos de arcos insulares. Son alineaciones de islas dispuestas a lo largo de una línea arqueada producidas cuando dos placas oceánicas colisionan y subduce una bajo otra, generándose una fosa oceánica, vulcanismo y movimientos sísimicos. Los edificios volcánicos pueden emerger del fondo oceánico formando un arco insular, este fenómeno ha originado archipiélagos como los de las islas Filipinas o el archipiélago japonés en el océano Pacífico.

¿En cuáles de estos tipos de bordes de placa no existe vulcanismo activo? a) Destructivos de colisión.

4.

¿Qué tipo de límite de placa son las dorsales oceánicas? Explica los fenómenos geológicos que tienen lugar en ellas.

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

Dinámica litosférica: la tectónica de placas

2

NOTAS

Unidades didácticas

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

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MINERALES Y ROCAS

Introducción

E 

n esta unidad se estudian los minerales y las rocas. Es decir, los materiales básicos que disponen los geólogos para poder estudiar todos los procesos geológicos, tanto externos como internos. Los conceptos que se desarrollan en esta unidad son básicos para poder continuar con el desarrollo de otros conceptos más complejos en geología. En primer lugar se aborda el estudio de los minerales con una doble vertiente: su estructura interna y su composición. El estudio de la materia cristalina, con una perfecta ordenación interna de sus átomos o iones, se puede realizar también desde la forma externa con el estudio de la simetría. Por eso es importante que el estudiante aprenda a ver los distintos tipos de simetría que tienen los cuerpos cristalográficos. También se estudia la composición de los minerales y la clasificación química de los mismos. En esta doble faceta, estructura y composición de los minerales, se hace hincapié en dos conceptos muy interesantes: el isomorfismo (minerales de distinta composición y la misma estructura) y polimorfismo (minerales de igual composición y distinta estructura). Otros aspectos a estudiar de los minerales son sus propiedades físicas, imprescindibles para poder distinguirlos a simple vista, sin necesidad de realizar otros tipos de análisis más costosos. Por último, se estudia el uso de los distintos minerales, tanto de los minerales metálicos: las menas de los distintos metales utilizados por la humanidad, como los minerales industriales, aquellos que tienen un uso en las distintas industrias: químicas, alimentarias, de la construcción, etcétera. En segundo lugar se estudian las rocas. Primero se aborda el concepto de roca, del que existen muchos prejuicios, para, posteriormente, abordar los tres tipos de rocas que existen: magmáticas, metamórficas y sedimentarias. Dejando atrás los procesos formadores de estas rocas, que se estudian en otras unidades, se aborda su clasificación y el estudio de sus texturas, lo que facilitará su reconocimiento, a la vez que explica su génesis. También se estudia, de forma amplia, el uso, por la sociedad, de todos los tipos de rocas, así como su importancia económica y social. La utilización de animaciones y recursos web es una ayuda imprescindible para entender la estructura de los minerales y la importancia económica y social de los mismos, así como de las rocas. Estos recursos pueden además combinarse con algunas actividades de búsqueda en Internet, que sirven para trabajar la competencia digital.

Unidades didácticas

La amplia batería de actividades del libro del alumno completa la unidad. Estas actividades, clasificadas en dos niveles de dificultad y según los epígrafes de la unidad, permiten desarrollar y practicar los conocimientos adquiridos y desarrollar las competencias lingüística y la de aprender a aprender. El alumno debe trabajar en las tareas de investigación propuestas denominadas Investiga, ya que debe tomar las riendas de su trabajo y organizarlo de forma personal. En esta unidad, estas actividades se centran en la búsqueda de información acerca de las propiedades y el uso de los minerales, de las actividades mineras y del uso de algunas rocas, sobre todos de las rocas sedimentarias organógenas, aquellas que tienen como fin principal el aprovechamiento energético. Estas actividades ayudan a trabajar la competencia aprender a aprender, ya que es el alumnado quien guía su propio aprendizaje; la competencia de sentido de iniciativa y espíritu emprendedor, ya que deben buscar y seleccionar la información adecuada al propósito de la actividad; y la competencia digital, en tanto que deben buscar información en medios digitales así como presentar el resultado de su búsqueda empleando las TIC. Se incluye como recurso de la unidad una presentación que el profesor puede utilizar de dos maneras diferentes: como introducción a la misma, o bien como repaso, una vez terminada la explicación y el desarrollo de la unidad, antes de las pruebas de evaluación.

Objetivos ❚ Diferenciar las propiedades químico-estructurales y las propiedades físicas de los minerales. ❚ Identificar y clasificar distintos minerales atendiendo a sus propiedades. ❚ Reconocer las aplicaciones de interés social o industrial que tienen determinados tipos de minerales. ❚ Clasificar las rocas según su proceso de formación. ❚ Valorar la importancia económica y social de las rocas.

Temporalización El tiempo previsto para desarrollar esta unidad, teniendo en cuenta las modificaciones a introducir en cada grupo concreto de alumnos según sus peculiaridades, podría establecerse en unas 11 clases: 10 para el desarrollo de contenidos y la realización de actividades y una más para la práctica.

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

Minerales y rocas

3

PROGRAMACIÓN DIDÁCTICA DE LA UNIDAD Contenidos

Criterios de evaluación

Estándares de aprendizaje

Relación de actividades del LA

Competencias clave

Los minerales ❚   Estructura cristalina ❚   Propiedades químicoestructurales ❚  Propiedades físicas

1. Definir mineral y diferenciar sus propiedades.

1.1. Define mineral y diferencia unas propiedades de otras.

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 AF 1, 2, 3, 4 Técnicas de trabajo y experimentación

CCL CMCCT CD CAA

Clasificación de los minerales

2. Seleccionar y clasificar los minerales.

2.1. Clasifica distintos minerales atendiendo a sus propiedades.

8, 9, 10 AF 5, 6

CCL CMCCT CD CAA

Minerales de interés económico ❚   Menas ❚  Minerales industriales

3. Identificar los minerales más frecuentes, especialmente aquellos utilizados en edificios, monumentos y otras aplicaciones de interés social o industrial.

3.1 Identifica las aplicaciones de interés social o industrial de determinados tipos de minerales.

11 AF 7, 8, 9, 10, 11 Ciencia, tecnología y sociedad

CCL CMCCT CD CAA CSIEE CSC

Las rocas ❚   Las rocas magmáticas ❚   Las rocas metamórficas ❚   Las rocas sedimentarias ❚   Importancia económica de las rocas

4. Reconocer los diferentes tipos 4.1 Identifica los diferentes tipos de de rocas que existen y clasificarlas rocas. según su formación y su importancia económica y social.

12, 13, 14, 15, 16, 17 AF 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19

CCL CMCCT CD CSIEE CAA

18, 19,20, 21, 22, 23 AF 20, 21

CCL CMCCT CD CAA CSC

4.2 Valora la importancia económica de las rocas.

Actividades finales (AF); comunicación lingüística (CCL); competencia matemática y competencias básicas en ciencia y tecnología (CMCCT); competencia digital (CD); aprender a aprender (CAA); competencias sociales y cívicas (CSC); sentido de iniciativa y espíritu emprendedor (CSIEE); conciencia y expresiones culturales (CCEC).

Unidades didácticas

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

3

Minerales y rocas

PARA EL ALUMNO

MAPA DE CONTENIDOS DE LA UNIDAD

Vídeo: El misterio de los cristales gigantes Enlace web: Formas cristalinas en 3D

Vídeo: Viajes geológicos. Europa: fuego y hielo

Enlace web: Mineralogía descriptiva Animación: Estructura molecular de los silicatos Documento: La impresionante geología de los diamaantes

Enlace web: Atlas de rocas ígneas Enlace web: Atlas de Petrología sedimentaria

Video: Los recursos naturales con Piqueto

Unidad 3: Minerales y rocas 1. Los minerales 1.1. Estructura cristalina 1.2. Propiedades químicoestructurales 1.3. Propiedades físicas

2. Clasificación de los minerales

3. Minerales de interés económico 3.1. Menas 3.2. Minerales industriales

4. Las rocas 4.1. Las rocas magmáticas 4.2. Las rocas metamórficas 4.3. Las rocas sedimentaria

5. Importancia económica de las rocas 5.1. Usos de las rocas magmáticas 5.2. Usos de las rocas metamórficas 5.3. Usos de las rocas sedimentarias

PARA EL PROFESOR

Presentación

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Actividades de refuerzo y ampliación

Unidades didácticas

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

Minerales y rocas

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WEBGRAFÍA Departamento de Petrología y Geoquímica (Universidad Complutense de Madrid): Atlas de rocas ígneas https://petroignea.wordpress.com/ Atlas de Petrología sedimentaria http://pendientedemigracion.ucm.es/info/petrosed/#

Formas cristalinas en 3D http://www.uned.es/cristamine/cristal/site_formas/portada.htm Mineralogía descriptiva http://www.uned.es/cristamine/min_descr/mindesc_mrc.htm

Documento: La fracturación hidráulica o fracking Vídeo: Cristalización de minerales Práctica de laboratorio: Crecimiento mediante reacciones químicas

Ciencia, tecnología y sociedad Los minerales y las fuentes de energía renovables.

Técnicas de trabajo y experimentación Cristalización de minerales.

Actividades y tareas

Síntesis de la unidad y Evaluación

Presentación Pruebas de evaluación

>>>>>>

Unidades didácticas

Actividades de refuerzo y ampliación

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

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Minerales y rocas

SUGERENCIAS DIDÁCTICAS Para introducir la unidad se pueden proponer las cuestiones planteadas en el apartado Comprueba lo que sabes, ya que sirven para motivar al alumno en el estudio de la unidad, a la vez que se comprueban los conocimientos previos y si tienen algún prejuicio erróneo. Se puede abrir un debate entre el alumnado sobre las diferencias que existen entre lo que es un mineral y una roca, así como los tipos de rocas que existen y cómo se han generado estas rocas en la naturaleza. En ese debate también se pueden adelantar las ideas que tienen los alumnos sobre la importancia de los minerales y las rocas en la sociedad actual y a lo largo de la historia de la humanidad. Antes de pasar a desarrollar los contenidos pueden visionarse fragmentos del siguiente vídeo. Vídeo: VIAJES GEOLÓGICOS. EUROPA: FUEGO Y HIELO Sirve de nexo de unión con la UNIDAD 2, ya que analiza qué tipos de rocas pueden encontrarse en zonas donde la dinámica litosférica ha dejado patentes muestras de su actividad.

1.3. Propiedades físicas En este epígrafe, el alumno debe aprender a distinguir entre las distintas propiedades físicas de los minerales que nos van a ayudar a diferenciar unos minerales de otros solo con la observación y estudio a simple vista. Es recomendable que el alumno pueda observar y distinguir, con minerales de las colecciones, propiedades tan sencillas como el color, el brillo, la dureza, la raya, la exfoliación, la fractura o el peso específico aproximado.

2. Clasificación de los minerales (páginas 57-60) Este epígrafe es totalmente teórico y descriptivo. Para que el alumno pueda motivarse es necesario que, al tiempo que se describe cada grupo, vaya viendo ejemplos de cada uno de los grupos en que se clasifican los minerales. El estudio de las estructuras de los silicatos debe hacerse con la ayuda de modelos tridimensionales que suelen existir en los centros de enseñanza o visionando algún video que muestre dichas estructuras con claridad. Hay que recalcar que los silicatos son los minerales más abundantes de la corteza y del manto terrestre.

1. Los minerales (páginas 53-56)

Enlace web: MINERALOGÍA DESCRIPTIVA

Este epígrafe se centra en el estudio de las características de los minerales. La definición de mineral va a permitir distinguir, de forma clara, lo que es un mineral de lo que no lo es. Para ello se pueden hacer preguntas sobre algunos materiales que no son minerales aunque lo puedan parecer. El alumno debe razonar si son minerales o no: el agua, el mercurio, el aluminio, el vidrio o los abonos minerales.

Dentro de este enlace podemos encontrar recursos suficientes para trabajar y reforzar todas las características de los minerales, desde su composición química, sus propiedades físicas, su clasificación, sus yacimientos y su uso.

1.1. Estructura cristalina

Se presenta de forma animada la estructura de los principales grupos de silicatos.

Animación: ESTRUCTURA MOLECULAR DE LOS SILICATOS

Los minerales son cristales que tienen una estructura interna ordenada, llamada estructura cristalina. Esa estructura se manifiesta externamente con la simetría de los cristales. Para profundizar en este tema es aconsejable que los alumnos traten de ver la simetría que tienen varios cuerpos cristalográficos: número y tipos de ejes de simetría y número de planos de simetría. Con esos datos pueden clasificarlos en función del sistema cristalográfico al que pertenecen.

Documento: LA IMPRESIONANTE GEOLOGÍA DE LOS DIAMANTES Texto en el que se explica el conocido y muy didáctico caso de la conversión del grafito en diamante gracias a las altas presiones. Muy útil para que el alumnado comprenda mejor que la estructura cristalina determina en gran medida las propiedades de un mineral, a pesar de presentar la misma composición química que otro.

Video: EL MISTERIO DE LOS CRISTALES GIGANTES Espectacular documento sobre los mayores cristales minerales conocidos que ayuda a motivar al alumno hacia el mundo de la cristalografía y explica la importancia de las condiciones de la cristalización en el desarrollo de los cristales.

Enlace web: FORMAS CRISTALINAS 3D Fabuloso recurso para visualizar y comprender los elementos de simetría en diferentes formas cristalográficas.

1.2. Propiedades químico-estructurales Al desarrollar este epígrafe, el alumno tiene que darse cuenta de que la definición de mineral no es sencilla: un mismo compuesto puede presentarse con dos o más estructuras diferentes (polimorfismo), dando lugar a dos o más minerales. Por otra parte, dentro de la misma estructura cristalina se pueden sustituir dos o más átomos o iones, dando lugar a una serie isomórfica de composición variada. Unidades didácticas

3. Minerales de interés económico (páginas 61-63) Se abandona el estudio teórico de los minerales para pasar a la parte práctica o, lo que es lo mismo, a la utilidad o importancia de los minerales para la humanidad.

3.1. Menas Entendemos por menas aquellos minerales de los que se pueden obtener diferentes metales. Es necesario que el alumno comprenda que el concepto de mena ha ido cambiando a lo largo de la historia, dependiendo de las necesidades de la sociedad, de los avances técnicos y de las condiciones socioeconómicas. En el desarrollo de este epígrafe, el alumno puede realizar numeroso tipo de actividades de investigación: el uso de los distintos metales, donde se encuentran las minas más importantes de algunas

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

Minerales y rocas

menas, la historia minera de una región, etcétera. Todo ello con el fin de motivar al alumnado.

3.2. Minerales industriales Algunos minerales se utilizan, de manera directa, en distintas industrias y no, por ser abundantes y no muy valiosos, son menos importantes que las menas. También, en el desarrollo de este epígrafe, el alumno puede realizar ciertas investigaciones sobre los recursos de estos minerales. También, relacionado con este tema, se puede abrir un debate sobre la importancia de reciclar los distintos materiales: vidrio, envases metálicos, materiales de construcción, etcétera, con el fin de lograr lo que se denomina desarrollo sostenible.

4. Las rocas (páginas 64-67) El alumno debe de tener muy claro el concepto de roca como un agregado de minerales formado por un proceso geológico, distinguir los distintos procesos geológicos que forman las rocas y, con ello, ser capaces de clasificar los tres grupos de rocas que existen.

4.1. Las rocas magmáticas Las rocas magmáticas se forman al solidificarse un magma. El alumno tiene que comprender la relación que existe entre el lugar donde cristaliza el magma y los tipos de rocas magmáticas, así como la relación entre la velocidad de solidificación o cristalización y las texturas de las rocas magmáticas. Es fundamental, en el desarrollo de este epígrafe, que el alumno vea los tipos de rocas magmáticas más importantes: granito, gabro, sienita, basalto, andesita, etcétera y, sobre todo, que sea capaz de distinguir, con ejemplares de rocas, con fotografías o a través del microscopio, los distintos tipos de texturas que pueden presentar las rocas magmáticas.

3

Enlace web: ATLAS DE PETROLOGÍA SEDIMENTARIA En él podemos encontrar tanto fotografías de muestras de mano como de lámina delgada de las rocas sedimentarias más importantes.

5. Importancia económica de las rocas (páginas 68-69) El alumno debe comprender la gran importancia económica de las rocas. Para ello puede realizar algunas investigaciones de las que se proponen en la unidad, estudiar los tipos de rocas que se utilizan en su entorno o las rocas de uso industrial más comunes. Es importante que el alumno conozca los impactos que pueden ocasionar las grandes explotaciones mineras a cielo abierto o canteras. Se puede abrir un debate sobre este tema y que los alumnos propongan medios o sistemas para minimizar los impactos de dichas explotaciones. Otro debate importante, a realizar en esta unidad, es el energético, pros y contras del uso de la energía en nuestra sociedad, las energías fósiles, carbón y petróleo, y las energías alternativas, las medidas de ahorro energético y la relación entre energías fósiles y cambio climático. Video: LOS RECURSOS NATURALES CON PIQUETO Buen documento audiovisual para repasar la utilidad de algunos de los minerales y las rocas más usados en la sociedad actual y así finalizar la unidad.

Ciencia, Tecnología y Sociedad El texto que se propone trata acerca del posible uso de la perovskita para generar paneles solares a partir de prácticamente cualquier superficie. Se trata de que el alumnado reflexione sobre la investigación centrada en las fuentes de energía alternativas.

Enlace web: ATLAS DE ROCAS ÍGNEAS En el que podemos encontrar tanto fotografías de muestras de mano como de lámina delgada de las rocas ígneas más importantes.

Técnicas de Trabajo y Experimentación 4.2. Las rocas metamórficas Al igual que en el epígrafe anterior, para el desarrollo de este, el alumno debe ir viendo los distintos tipos de rocas metamórficas así como, con diversos ejemplares, observar las distintas texturas que presentan estas rocas, comprendiendo la relación que existe entre los distintos tipos de metamorfismo así como el grado de estos y las diferentes texturas a que dan lugar.

4.3. Las rocas sedimentarias Aunque son las menos abundantes, estas rocas son las más importantes desde el punto de vista económico y las de estudio, génesis y clasificación más complejos. Como en el estudio de los otros tipos de rocas, la enseñanza tiene que ser eminentemente práctica; que el alumno vaya viendo los distintos tipos de rocas, que relacione las texturas de las rocas sedimentarias detríticas con la potencia y la longitud del medio de transporte. Se puede realizar la práctica del estudio de las texturas e identificación de las partículas de un sedimento arenoso que se proponen en la UNIDAD 5.

Unidades didácticas

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La práctica de trabajo propuesta se basa en el estudio de las condiciones de cristalización teniendo en cuenta diferentes factores tanto físicos como químicos. Documento: LA FRACTURACIÓN HIDRÁULICA O FRACKING En este texto se explica en qué consiste el fracking, técnica muy publicitada en los últimos años y que genera mucha po9lémica por sus posibles efectos ambientales.

Vídeo: CRISTALIZACIÓN DE MINERALES Interesante vídeo sobre la cristalización que puede servir como vídeo motivador para realizar la práctica de laboratorio propuesta en el Libro del Alumno.

Práctica de laboratorio: CRECIMIENTO MEDIANTE REACCIONES QUÍMICAS En esta práctica se lleva a cabo una reacción química bien conocida, empleando nitrato de plata, para formar cristales de forma espectacular.

Biología y Geología 1.º Bachillerato

3

Minerales y rocas

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES Comprueba lo que sabes 1.

2.

2

Mira a tu alrededor e identifica objetos o materiales que procedan directa o indirectamente de minerales o rocas. Gran cantidad de objetos a nuestro alrededor contienen metales que proceden de distintos minerales, el hierro de los vehículos, el cobre de los aparatos eléctricos, el aluminio de las ventanas, el vidrio de vasos y jarras hecho con cuarzo, etcétera. La encimera de la cocina, el mármol de cuarto de baño, los peldaños de granito de mi escalera, los bordillos de granito de las aceras, y otros muchos elementos de construcción están hechos de diferentes tipos de rocas.

3.

La pirita (B) cristaliza en forma de cubo que es el cristal más característico del sistema cúbico, con 3 ejes cuaternarios, 3 ternarios y 6 binarios.

¿Cuál es la diferencia entre un mineral y una roca? Un mineral es un compuesto químico natural, es decir, que puede ser definido con una fórmula, mientras que una roca es un agregado de minerales que se ha formado por un proceso geológico y puede contener numerosos minerales.

Enumera los tres tipos principales de rocas. ¿Sabrías describir brevemente cómo se originan? Cita un ejemplo de cada tipo. Existen tres tipos de rocas: las rocas sedimentarias, formadas por la acumulación, y posterior compactación, de distintos tipos de sedimentos. Ejemplos de rocas sedimentarias son las areniscas, las rocas arcillosas o las calizas. Las rocas metamórficas se forman por la transformación de rocas preexistentes que, al hundirse en la corteza y cambiar las condiciones de presión y temperatura, se transforman pero sin perder su estado sólido. Rocas metamórficas son pizarra, esquistos, gneises y mármol. Las rocas magmáticas son aquellas que se forman por la cristalización de un magma, tanto en profundidad como en superficie. Granitos, basaltos, andesitas o gabros son ejemplos de rocas magmáticas muy abundantes.

(páginas 52-69)

El diamante y la magnetita, cuando están bien cristalizados, forman cristales octaédricos. Sabiendo que el octaedro tiene tres ejes de simetría cuaternarios, ¿cuál será su sistema cristalino? El octaedro es una pirámide tetragonal regular, es igual tomada desde cada uno de los pares de sus vértices, por lo que tiene tres ejes cuaternarios y cuatro ternarios, típico del sistema cúbico y no del sistema tetragonal como podría parecer a primera vista.

Investiga (página 54) Las maclas son asociaciones de cristales de un mismo mineral que se han formado conjuntamente y que están relacionados por un elemento de simetría. Pueden ser de varios tipos. ❚ Maclas de contacto. Formadas por dos cristales que comparten un plano de unión definido. ❚ Maclas de penetración. Formadas por cristales que han crecido introduciéndose unos en otros. ❚ Maclas múltiples. Formadas por tres o más cristales separados por planos paralelos (polisintética) o no paralelos (cíclica). Construye una tabla en la que recojas ejemplos de todos los tipos de maclas citados. Tipo de macla

Ejemplos

Maclas de contacto

Yeso, calcita

Maclas de penetración

Estaurolita, macla de Carlsbad

Maclas múltiples

Crisoberilo, rutilo, aragonito

Investiga (página 53) Para que un cristal se desarrolle en condiciones óptimas, debe tener unas condiciones químicas y físicas adecuadas, además del espacio y del tiempo suficiente. Dos buenos ejemplos de este proceso son la Geoda de Pulpí (Almería) y la Cueva de Naica (México). Elabora un informe en el que expliques cómo se forma una geoda. En las rocas sedimentarias, los minerales que precipitan para formar la geoda llegan hasta ella disueltos en el agua, o en fluidos hidrotermales, y una vez allí se comienzan a formar los cristales de su interior, unos cristales que están formados en la mayor parte de los casos por calcita o alguna variedad de cuarzo. En las volcánicas, sin embargo, el proceso de formación de las geodas se produce durante el enfriamiento del magma y debido a las diferencias existentes entre los propios minerales.

3

El granate o granates, es un grupo de silicatos de fórmula general (SiO4)3 A2B3, donde A puede ser alumino, cromo o hierro y B, magnesio, hierro, manganeso o calcio. Como todos cristalizan en el sistema cúbico son un ejemplo muy claro de isomorfismo, minerales de distinta composición y la misma forma, ya que los cationes metálicos se pueden sustituir en todas las proporciones. 4

Actividades 1

El diamante es un mineral polimorfo del grafito; sin embargo, este último es mucho más abundante y menos valioso que el diamante. Investiga las razones por las que el diamante es un mineral tan escaso. Diamante y grafito son dos polimorfos del carbono que, además de tener distintas estructuras, tienen propiedades físicas muy diferentes. La razón de que el diamante sea tan escaso y, por lo tanto tan caro, es que dicho polimorfo se forma solo en condiciones de muy altas presiones, precisamente en zonas donde el carbono es muy escaso, mientras que el grafito se forma a bajas presiones y donde el carbono es mucho más abundante.

Observa las fotografías A y B. Se trata de cristales de pirita y de cuarzo. ¿A qué sistema cristalino pertenecen? ¿Por qué? El cuarzo (A) cristaliza en forma de prisma hexagonal apiramidado, luego, se puede decir, pertenece al sistema hexagonal. En realidad pertenece al sistema trigonal y son prismas trigonales con las aristas cortadas (pseudohexagonal).

Unidades didácticas

Los granates constituyen una serie isomorfa en la que encontramos minerales como el piropo, el almandino, la grosularia o la andradita. Busca la composición química de estos granates y demuestra que son isomorfos.

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

Minerales y rocas

5

En la figura 3.2b puedes observar un cristal de aragonito con forma de prisma hexagonal; sin embargo, cristaliza en el sistema rómbico. ¿Cómo explicarías este hecho?

3

O2-

El aragonito es carbonato de calcio, igual que la calcita, el prisma hexagonal no es un cristal, es en realidad una macla formada por tres cristales rómbicos. Otras veces cristaliza como verdaderos cristales rómbicos en forma de agujas.

Si4+

Investiga (página 56) La piezoelectricidad fue descubierta en 1881 por los hermanos Curie, al estudiar la compresión del cuarzo. Este mineral es uno de los pocos que presenta esta propiedad. Elabora un informe sobre las aplicaciones del cuarzo debidas a la piezoelectricidad.

8

El amianto o asbesto es un filosilicato, de cadena doble y origen metamórfico, de composición muy compleja y de forma fibrosa. Por esta última propiedad ha sido muy usado en la fabricación de materiales de construcción, sobre todo para cubrir tejados, y en tejidos termorresistentes. Hace ya algunos años que dejó totalmente de utilizarse debido a que es cancerígeno (produce, sobre todo, cáncer pulmonar). Hay que tener mucho cuidado al manipular los tejados que se hicieron de este material; sobre todo hay que usar mascarillas para que el polvo no llegue a los pulmones.

El cuarzo se usa en multitud de aparatos electrónicos, debido a que puede servir como interruptor y también como amplificador de señales. Se usa, por ejemplo, en los mecheros eléctricos y también en los altavoces. 6

El cobre y el oro son metales muy maleables y dúctiles. ¿Qué relación encuentras entre esta propiedad y el uso de estos metales? La maleabilidad del oro y del cobre ha sido muy utilizada a lo largo de la historia. El oro, por su brillo y su color, se ha utilizado desde hace mucho tiempo en orfebrería, para la fabricación de joyas muy apreciadas por la humanidad, aprovechando su maleabilidad. También el cobre, ademas de por ser un buen conductor de la electricidad, se ha utilizado para la fabricación de cable eléctricos en la fabricación de aparatos eléctricos y electrónico. En la actualidad también se utiliza para fabricar canalones para las viviendas.

7

Pon ejemplos de minerales que tengan propiedades luminiscentes. ¿Qué utilidades puede presentar esta propiedad? Son minerales fluorescentes fluorita, scheelita, calcita, diamante, y otros menos conocidos. Esta propiedad se ha utilizado para llamar la atención en las vías de comunicación, por ejemplo los bordes de las carreteras, en los quitamiedos y señales de circulación y, sobre todo, en chalecos de cazadores o de obreros o viandantes cuando trabajan o transitan por las carreteras.

Investiga (página 58) La unidad estructural de todos los minerales silicatados es un tetraedro. Esto se debe a la relación entre el radio del ion de menor tamaño y el radio del ion mayor. Esta propiedad recibe el nombre de número de coordinación. Busca cuáles son los radios iónicos del oxígeno y del silicio y calcula el número de coordinación de ambos: r/R. Dibuja y explica por qué se disponen de forma tetraédrica. Radio iónico del silicio: 0,41 Å. Radio iónico del oxígeno: 1,40 Å. Número de coordinación: r/R: 0,41/1,40 = 1, 28. El número de coordinación es 4 (tetraédrica) para números de coordinación entre 0,225 y 0,414. En este caso cada catión está situado en el centro de un tetraedro, con los aniones en los cuatro vértices.

Unidades didácticas

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El amianto es un mineral que tiene efectos nocivos sobre la salud humana. ¿Qué tipo de mineral es? ¿Cuál es su peligrosidad?

9

Existen numerosas variedades de cuarzo (SiO2) en la naturaleza: cuarzo lechoso, cristal de roca, cuarzo rosa, citrino, amatista o cuarzo ahumado. Esto se debe a la presencia de impurezas. Investiga cuáles son y prepara una presentación, acompañándola de fotografías. El cuarzo presenta múltiples colores debido a impurezas. Así, el cuarzo rosa contiene titanio, la amatista violeta pequeñas cantidades de hierro férrico, el cuarzo ahumado se debe a la radiaciones de minerales radiactivos y el abundante cuarzo lechoso debe su coloración a inclusiones fluidas diminutas.

10 Otras variedades de cuarzo son el ágata, el sílex o el ópa-

lo. ¿Qué tienen de particular estos minerales?

Ágata, ópalo y silex son algunas variedades de sílice, SiO2, criptocristalino, es decir, formadas por pequeñísimos cristalitos de cuarzo. El ópalo es una variedad granuda, de coloraciones claras y brillantes. El ágata es una variedad jaspeada, con bandas muy finas, de distinta coloración, de calcedonia y ópalo muy utilizada como ornamental. Por último el silex es una variedad granuda y mate, de coloración más oscura que el ópalo y que tienen una fractura concoidea, lo que da lugar a bordes cortantes. Esta propiedad fue muy aprovechada en la Edad de Piedra para la fabricación de un número importante de harramientas, tanto en el Paleolítico como en tiempos posteriores. Hasta hace muy poco tiempo se usaba para la fabricación de trillos.

Investiga (página 61) Los yacimientos de aluminio se encuentran fundamentalmente en zonas ecuatoriales, donde la intensa meteorización química, junto con la gran insolubilidad del aluminio a pH neutro, hacen que el agua origine unos depósitos de tipo residual denominados bauxitas, muy ricos en hidróxidos de aluminio. Elabora un informe sobre el proceso de explotación y transformación y los graves impactos ambientales que se generan.

Biología y Geología 1.º Bachillerato

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Minerales y rocas

están en Huelva y se explotaba la pirita y se obtenía S, Cu, Au y Ag. Las minas de Reocín están en Cantabria y se explotaba la blenda (Zn). En la Carolina y Linares, provincia de Jaén, se explotaba sobre todo galena (Pb), lo mismo que en la minas de La Unión (Murcia). Por último, en las minas de Suria y Cardona (Barcelona) se explotaba la halita o sal común.

La bauxita es una roca sedimentaria de origen químico compuesta mayoritariamente por alúmina (Al2O3) y, en menor medida, óxido de hierro y sílice. Es la principal fuente de aluminio utilizada por la industria. Es un residuo producido por la meteorización de las rocas ígneas en condiciones geomorfológicas y climáticas favorables. La explotación de la bauxita destruye grandes áreas de bosque debido a que la bauxita se extrae en minas a cielo abierto, que requieren la eliminación total de la vegetación y del horizonte superficial del suelo. Además, estas minas son causa indirecta de deforestación debido a la apertura de vías de acceso dentro de los bosques. Cuando se despejan los caminos, los madereros, los productores de carbón, hacen su entrada, devastando los árboles en las áreas mineras y en sus alrededores. Por lo tanto la minería es responsable de graves procesos de deforestación mucho más allá de las propias áreas mineras. En los últimos años, la deforestación ha llevado al deterioro de más de un tercio de las cuencas de Jamaica, lo que ha dado lugar a que se sequen ríos y arroyos, con la consiguiente escasez de agua en ciudades y poblados. La diversidad de la fauna y la flora también se ha visto amenazada por la destrucción de los bosques, lo que lleva a la pérdida de las formas tradicionales de vida, el conocimiento sobre las plantas locales y su uso medicinal y de otros tipos.

Investiga (página 62) En la actualidad, minerales raros y escasos como la columbita y la tantalita (el famoso coltán) han cobrado gran importancia. Realiza un informe en el que expliques cuál es la composición del coltán, por qué tiene tanta importancia, qué país es poseedor de la mayor parte de sus reservas y la situación actual de este país. ¿Crees que dicha situación está relacionada con este mineral? ¿Podrías poner algún ejemplo más de una situación similar?

12 Busca en Internet localidades donde existan canteras de

granitos y sitúalas en un mapa. ¿Sacas alguna conclusión? Si buscamos localidades que tienen canteras de granito veremos que fundamentalmente se encuentra en la zona oeste y centro de la Península: Galicia, Salamanca, Extremadura, Córdoba, Ávila, Segovia y Madrid. Esto coincide con aquellos territorios donde se encuentran las rocas más antiguas de España, los materiales que se elevaron durante la Orogenia Hercínica y que, por ser materiales tan antiguos, la erosión ha sido capaz de hacer desaparecer los materiales que estaban cubriendo los granitos formados en profundidad.

Investiga (página 66) En España existen yacimientos de rocas salinas, (yesos, sales, sulfatos, etc.). También hay fábricas de cementos. Busca en Internet y haz un resumen en el que expliques con qué fin son explotados los yacimientos de rocas salinas, así como el proceso de elaboración y los tipos de cementos que se producen. Respuesta libre. 13 ¿Qué clima crees que es más perjudicial para las rocas

de edificios y monumentos, el clima árido o el húmedo? Razona la respuesta. El clima húmedo, sobre todo si es cálido, es el más perjudicial para las degradación de las rocas de los edificios, ya que, debido a la gran humedad, se producen muchas reacciones químicas de meteorización, como hidrólisis, hidratación o disolución de minerales, que darán lugar a la meteorización y degradación de las rocas. Estas reacciones se verán incrementadas si en las ciudades existe contaminación química, como presencia de óxidos de azufre, nitrógeno, etc.

El coltán es una mezcla de otros dos minerales usados como menas independientes, la columbita, utilizada como mena de columbio y niobio, y la tantalita, utilizada como mena de tantalio, que es el componente más importante y más apreciado del mineral de coltán. El tantalio es componente fundamental de muchos componentes electrónicos, especialmente de algunos que se encuentran en los ordenadores de todo el mundo. Aunque en los últimos años se están comenzando a emplear otros materiales alternativos al coltán más baratos, este último aún sigue siendo muy importante a nivel industrial.

14 Busca y describe los distintos tipos de carbones que exis-

ten y a qué se deben las diferencias entre ellos. Existen cuatro tipos de carbones. ❚ Hulla: es el más importante. De color negro y brillo graso, se forma en el Carbonífero a partir de restos de helechos, tiene en torno a un 80 % de carbono y produce unas 8000 calorías al arder. Se utiliza fundamentalmente en siderurgia para la producción de coque para los altos hornos y también, en las centrales térmicas, para la producción de electricidad. ❚ Antracita: más rico y productivo que la hulla. En realidad es una transformación de la misma. Se utiliza para la producción de electricidad. Es negra y brillante. ❚ Lignito: se forma en la era secundaria a partir de restos de bosques de coníferas fundamentalmente. Tiene un 70 % de carbono y produce unas 7 000 calorías, es de color negropardo. Se utiliza para producir electricidad. ❚ Turba: se forma en zonas húmedas y frías, a partir de turberas. Es de color pardo oscuro y muy porosa. No tiene mucha capacidad calorífica, por lo que se usa poco como combustible. Se suele utilizar también como sustrato para el cultivo en invernaderos y en macetas.

El país que se considera que posee las mayores reservas de coltán es la República Democrática del Congo, si bien no todos los estudios parecen corroborar este dato. En este país se han desarrollado conflictos armados ocasionados por grupos que han tratado de hacerse con el control de los principales yacimientos de coltán del país. La explotación de estos yacimientos ha originado, además, consecuencias desastrosas a nivel social, como trabajadores que viven en régimen de semiesclavitud, con jornadas laborales que pueden superar las 12 horas diarias o la explotación infantil. Algunos conflictos similares son los ocasionados por los denominados diamantes de sangre o el comercio de madera en Camboya. 11 Durante muchos años, la minería fue una industria flore-

ciente en España. Minas como las de Almadén, Riotinto, Reocín, La Carolina, Linares, La Unión o Suria-Cardona fueron muy rentables. Localiza estas minas en un mapa e investiga qué minerales se extrajeron de ellas.

La mina de Almadén está en la provincia de Ciudad Real y en ella se explotaba el cinabrio (Hg); las minas de Rio Tinto Unidades didácticas

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

Minerales y rocas

15 Los petróleos están compuestos por hidrocarburos. Ex-

plica las diferencias entre petróleos pesados y petróleos ligeros. Los petróleos están compuestos por hidrocarburos que, como ya sabemos, son cadenas, más o menos largas, de grupos CH2, CH3 o CH, estos últimos se deben a que los carbonos se unen con dobles enlaces. Las cadenas más cortas (con 1, 2, 3, 4 o 5 carbonos) se encuentran en estado gaseoso, mientras que las más largas (con más de 8 carbonos) están en estado líquido. Cuanto más largas sean las cadenas o más enlaces dobles haya en ellas, los hidrocarburos serán más viscosos, es decir, más próximos al estado sólido, dando lugar, de esta manera, a los petróleos pesados. Resumiendo, los petróleos ligeros son aquellos ricos en hidrocarburos de cadena corta, mientras que los pesados son aquellos con hidrocarburos de cadenas largas y con enlaces dobles entre los carbonos.

16 ¿Por qué en un glaciar de largo recorrido son muy fre-

cuentes los cantos y bloques angulosos? Muchos de los materiales que arranca y transporta un glaciar van a ir o encima del hielo o metidos dentro de él, sin rozar con ningún otro material rocoso, por lo que pueden depositarse al final de la lengua glacial sin que se redondeen nada, por eso se encuentran muchos cantos y bloque en las morrenas glaciales que son angulosos.

17 Busca fotografías de todos los tipos de rocas sedimen-

tarias mencionados en el texto y elabora un cuadro que muestre cada uno de los grupos con una muestra representativa de cada uno de ellos. Respuesta abierta.

18 Observa en tu ciudad algunos monumentos y estudia el

tipo de rocas con los que están construidos. Investiga de dónde proceden las rocas utilizadas. Los monumentos de las ciudades españolas van a tener distintos tipos de rocas, dependiendo de la región o zona donde se encuentren. Así, en la zona centro y occidental, la roca más utilizada es el granito, frecuente en estas zonas, fácil de trabajar y muy duradero. En el este peninsular, las rocas más usadas son las calizas de grano fino, también muy usadas en la zona cantábrica. Las areniscas son también bastante utilizadas en algunas zonas, como el norte y zonas del centro peninsular, también son muy típicas de Salamanca.

19 Identifica rocas ornamentales que sean utilizadas en tu

entorno: viviendas, tiendas próximas, bancos, etcétera. En la actualidad, las rocas ornamentales que se encuentran en nuestro entorno son muy variadas. En el exterior de edificios públicos son muy utilizadas las rocas magmáticas por su resistencia a la meteorización: granitos, anortositas y gabros sobre todo. Estas últimas suelen ser de importación. En el interior de los edificios, además de las rocas citadas, suelen usarse calizas cristalinas y mármoles, estos últimos son muy frecuentes en cuartos de baño y pueden ser de procedencia nacional, sobre todo del sureste peninsular, o importados de Portugal o Italia.

3

Aunque no todas las fuentes sitúan a los países en la misma posición, los 10 países más productores de petróleo son Rusia, Arabia Saudí, Estados Unidos, China, Canadá, Irán, Irak, Emiratos Árabes Unidos, Venezuela y México. Los países más consumidores de petróleo son Estados Unidos, China, Japón, India, Rusia, Arabia Saudí, Brasil, Alemania, Corea del Sur y Canadá. Las principales rutas de los petroleros parten de la península arábiga y tienen como destinos Europa y, sobre todo, América del Norte. Hay numerosos mapas disponibles en Internet donde comprobar estas rutas. 20 ¿Por qué son tan poco frecuentes los tejados de pizarra

en España? Los tejados de pizarra no son muy frecuentes en España debido al clima que existe. Aunque son muy buenos para el invierno, no son recomendables para el verano ya que, al ser la pizarra de color negro, absorbe todo el calor de los rayos solares y el edificio se calentaría mucho. Solo se recomienda en las zonas más frías, como la cornisa cantábrica y en zonas de montaña.

21 Explica por qué la cuarcita apenas es empleada como

roca ornamental. La cuarcita, por su abundancia en cuarzo, es una roca muy dura y difícil de trabajar; por esa razón apenas se utiliza como roca ornamental. Sin embargo es una magnífica roca para obtener de ella áridos para las construcciones públicas, dando lugar a aglomerados de primerísima calidad para los firmes de carreteras o para los hormigones.

22 ¿Por qué la cal es muy utilizada en los pueblos del sur y

del este de España y mucho menos en los del norte? Es típico de los pueblos del sur y del este peninsular, así como de Canarias, lo que hace que sus casas estén muy blancas por el uso de la cal. Sin embargo, esto no es frecuente en los pueblos del centro y del norte peninsular y se debe al distinto clima que existe en esas regiones. El fuerte calor del sur se defiende, en las viviendas, blanqueándolas, ya que el blanco refleja casi toda la luz solar, lo que hace que dichas viviendas no se calienten tanto como si el color fuera oscuro.

23 Busca información sobre el coque y responde a las cues-

tiones siguientes: a) ¿Qué es el coque? El coque es un producto que se obtiene de la destilación de la hulla. b) ¿Cómo se obtiene? En realidad es carbono puro o casi puro. Se obtiene calentando la hulla en unas baterías, en ausencia de aire. Entonces, la hulla desprende los productos volátiles, quedando solo el carbono. c) ¿Para qué se utiliza? Cita algunos productos que se obtengan a partir de él. Entre los productos que se obtienen de la destilación de la hulla están, entre otros: gas ciudad, naftas, bencenos, betunes, asfaltos y un largo etcétera, que son la base de la industria petroquímica.

Investiga (página 69) Busca información sobre los países que más petróleo producen y sobre los que más lo consumen. Elabora un mapa con las grandes rutas de tráfico de los barcos petroleros.

Unidades didácticas

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

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Minerales y rocas

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES CIENCIA, TECNOLOGÍA Y SOCIEDAD (página 70) Análisis 1.

4.

En la actualidad existe gran interés en las perovskitas híbridas de haluro de plomo por su capacidad para absorber luz en el ultravioleta visible, su luminiscencia y conductividad eléctrica, propiedades relevantes para aplicaciones fotovoltaicas. La generación de nanopartículas de perovskita permite su dispersión en medio no acuoso, lo que facilita su procesado y, con ello, su uso futuro en celdas solares y materiales luminiscentes.

¿Qué es la perovskita y dónde se encuentra? La perovskita es un trióxido de titanio y calcio (CaTiO3), que se encuentra, en muy pequeñas cantidades, en rocas magmáticas intrusivas básicas, como gabros, sienitas nefelínicas o carbonatitas. Se descubrió en Rusia, en los montes Urales, donde se encuentran las mayores reservas de este mineral.

2.

Calcula la productividad, por unidad de volumen, de los dos componentes productores: silicio y perovskita. Los paneles de silicio deben tener un espesor de 180 micrómetros con una productividad del 25 %, mientras que los paneles de perovskita, con solo un espesor de un micrómetro, tienen una productividad del 20 %. Los cálculos son sencillos, lo que da una mayor productividad, por unidad de volumen, de la perovskyta de 144 %.

3.

¿Qué aplicaciones puede tener la perovskita?

Propuesta de investigación 5.

Investiga cuál es el porcentaje designado a las energías alternativas dentro del gasto energético total en España. Elabora un informe sobre la evolución de las energías limpias en España.

¿Qué ventajas tiene la perovskita sobre el silicio cuando se trata de fabricar módulos no planos?

Respuesta libre. Se pretende, sobre todo, que el alumnado tome conciencia de las insuficientes aportaciones económicas que tiene la investigación en fuentes de energía alternativas y en la implantación de energías renovables que ya están demostrando su gran capacidad para generar energías limpias, especialmente si tenemos en cuenta que, por ejemplo, el 45 % de la energía consumida en 2012 en España procedía de fuentes de energía renovables.

Los módulos o paneles de silicio son muy rígidos, por lo que no es nada fácil utilizarlos sobre superficies curvas y, menos aún, sobre superficies que puedan doblarse o plegarse. Por el contrario, los paneles de perovskita, a ser un spray, se pueden fabricar sobre superficies curvas y también sobre superficies que puedan plegarse o doblarse.

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES TÉCNICAS DE TRABAJO Y EXPERIMENTACIÓN Cuestiones 1.

lla) para forzar la evaporación del agua. ¿Qué ves? ¿A qué crees que es debido?

Atendiendo a la forma de los cristales de sal observados ¿Sabrías decir a qué sistema cristalográfico pertenecen? El sistema de cristalización de la halita es cúbico. El sulfato de cobre cristaliza en sistema triclínico.

Respuesta libre. Deberían observar pequeños cristales cúbicos debido a la rápida evaporación del agua. 3.

El fosfato monoamónico cristaliza en el sistema tetragonal. 2.

¿Qué ambientes naturales podrían asemejarse a los reproducidos en la cristalización de estos minerales? Respuesta libre. Salinas naturales, geodas, etc.

Vierte una gota de la disolución sobresaturada en cloruro sódico sobre un portaobjetos y obsérvala al microscopio durante unos minutos aplicando un foco de calor (bombi-

Unidades didácticas

(página 71)

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

Minerales y rocas

SOLUCIONES DE ACTIVIDADES Y TAREAS 1

¿Cuántos ejes binarios, ternarios y cuaternarios tiene el cubo? Para averiguarlo tienes que coger con una mano un cubo, por ejemplo un dado grande, y hacerlo girar por puntos similares y opuestos, como dos vértices, dos centros de caras o dos centros de aristas. Apunta las veces que se repite un elemento, verás así qué eje de simetría tiene. El cubo tiene tres ejes cuaternarios, que van de centro de cara a centro de cara opuesta; cuatro ejes ternarios, que van de vértice a vértice; y seis ejes binarios, que van de centro de arista a centro de arista.

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3

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5

El diamante, además de ser una gema muy preciada y cara, es un mineral industrial que se utiliza, por su gran dureza, para cortar rocas, con sierras muy especiales con cristalitos de diamante, o para perforaciones. ¿Por qué siempre que se utiliza con estos fines tienen una corriente de agua para refrigerar los aparatos cortantes?

3

(páginas 72-73)

d) Ortosa

Sulfuros

e) Zafiro

Sulfuros

f) Olivino

Filosilicatos

g) Anortita

Tectosilicatos

h) Moscovita

Óxidos

i) Scheelita

Carbonatos

j) Baritina

Tectosilicatos

k) Talco

Nesosilicatos

l) Blenda

Óxidos

m) Magnetita Nesosilicatos n) Andalucita

Sulfatos

o) Cinabrio

Ciclosilicatos

p) Yeso

Sulfuros

El diamante es una variedad de carbono muy dura que puede arder con facilidad al combinarse con el oxígeno a cierta temperatura. Por eso se necesita refrigerar con agua en las herramientas que lo contienen para cortar ya que la fricción provoca un aumento de la temperatura que haría entrar en combustión al diamante si no se refrigerara.

q) Calcita

Filosilicatos

r) Mercurio

Tectosilicatos

s) Pirita

Wolframatos

t) Hematites

Sulfatos

Ya sabes que una serie isomórfica está compuesta por numerosísimos minerales que se encuentran entre dos minerales puros, dado que se pueden sustituir dos o más elementos en todas las proporciones. Propón algún método físico que pueda servir para conocer la composición aproximada de un mineral de una serie isomórfica.

b) Galena - sulfuro

a) Cuarzo - tectosilicato c) Esmeralda - ciclosilicato d) Ortosa - tectosilicato e) Zafiro - óxido

La densidad de los minerales es el método más sencillo para conocer aproximadamente la composición de una serie isomórfica, sobre todo si existe una diferencia apreciable de la masa atómica entre los cationes que pueden ser sustituidos, como sucede entre la calcita, carbonato de calcio (d 2,72), y la siderita, carbonato de hierro (d 3,83). Otro método que se basa en propiedades físicas, es medir la refringencia, pero es más complicado y hay que utilizar el microscopio.

f) Olivino - nesosilicato

Muchas veces confundimos algunos conceptos de propiedades de los sólidos, que también lo son de los minerales. Define, con pocas palabras, las distintas propiedades y empareja las que son contrarias: dureza, tenacidad, fragilidad, flexibilidad, rigidez y blando.

l) Blenda - sulfuro

La dureza es la oposición que opone un mineral a ser rayado, lo contrario de duro es blando, es decir que se raya con facilidad. La tenacidad es la resistencia que opone un mineral a ser roto, lo contrario de tenaz es frágil, es decir, que se rompe con facilidad. La flexibilidad es la propiedad que tienen algunos minerales de doblarse con facilidad, lo contrario de flexible es rígido, que no se dobla y si el esfuerzo al que se somete al mineral continúa, este llegará a romperse antes de doblarse.

p) Yeso - sulfato

g) Anortita - tectosilicato h) Moscovita - mica i) Scheelita - wolframato j) Baritina - sulfato k) Talco - filosilicato m) Magnetita - óxido n) Andalucita - nesosilicato o) Cinabrio - sulfuro q) Calcita - carbonato r) Mercurio - elemento nativo s) Pirita - sulfuro t) Hematites - óxido 6

Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas. Razona tu respuesta.

Relaciona los siguientes minerales con la clase a la que pertenecen:

a) La polimerización es la capacidad de unión de los octaedros que forman los silicatos.

a) Cuarzo

Elementos nativos

b) Galena

Óxidos

b) Los ciclosilicatos están formados por moléculas octaédricas.

c) Esmeralda

Sulfuros

c) Las plagioclasas constituyen una serie isomorfa.

Unidades didácticas

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

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Minerales y rocas

a) Falso. Es la unión de los tetraedros de los silicatos.

produzca gran cantidad de energía eléctrica. Las principales minas de uranio se encuentran en Canadá, Australia, Namibia, Rusia, Nigeria y Kazasjistán.

b) Falso. Los ciclosilicatos están formados por tetraedros que se disponen en forma de ciclos de 3, 4 o 6 tetraedros (los más comunes son los de 6).

El uranio, antes de entrar en una central nuclear necesita una serie de procesos, algunos de ellos muy costosos. El primero es la extracción del mineral en las minas o canteras. Luego le sigue el proceso de lavado, hasta conseguir un producto muy rico en U3O8. Este óxido de uranio se transforma en hexafluoruro de uranio, dicho producto se va a enriquecer, para aumentar la cantidad del isótopo 235 que es el radiactivo. Este enriquecimiento se consigue por difusión gaseosa o por centrifugación. El fluoruro de uranio se transforma de nuevo en dióxido de uranio con el que se fabrican unas pastillas cilíndricas de 2 cm de diámetro por 2 cm de altura, que son las que componen las barras de combustible que se incorporan al reactor nuclear.

c) Verdadero. 7

Se calcula que la vida media de un teléfono móvil es de dos años, aproximadamente. Se recomienda que sean reciclados para recuperar los metales que contienen. Investiga qué proporción de metales contiene un móvil y cuáles son. ¿Son metales comunes y abundantes? En un teléfono móvil entran numerosos metales, aunque en muy pequeñas proporciones. El más abundante es el silicio, por otra parte, muy abundante en la corteza terrestre, aunque difícil y caro de aislar. Otros metales, relativamente abundantes en la corteza terrestre son cobre, plomo y níquel. Por último, existen minerales muy escasos que también entran en la composición de los móviles, estos son paladio, plata, litio, oro, cobalto, niobio, antimonio, galio, indio, platino y tierras raras. De ahí la importancia de poder reciclar los teléfonos móviles que se desechan.

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11 Di qué mena le corresponde a cada uno de los siguien-

tes minerales. Ya sabes que un metal se puede obtener de varios minerales. a) Calcopirita. b) Blenda.

Nombra las aplicaciones industriales que tienen los siguientes minerales:

c) Wolframita.

a) Cuarzo. Fabricación de vidrios.

d) Cinabrio.

b) Feldespato. Fabricación de porcelanas.

e) Oligisto.

c) Halita. Industria alimentaria.

f) Galena.

d) Yeso. Construcción, lucir paredes.

g) Uraninita.

e) Silvina. Fertilizantes.

h) Casiterita.

f) Grafito. Minas de lápices y lubricantes.

a)Calcopirita - Cobre

g) Talco. Lubricantes.

b)Blenda - Zinc

h) Caolinita. Cerámica.

c)Wolframita - Wolframio

Desde hace años, en la industria se están sustituyendo algunos productos fabricados con hierro por los de aluminio. Averigua qué ventajas e inconvenientes tiene esta sustitución de elementos metálicos.

d)Cinabrio - Mercurio

El aluminio es un elemento muy abundante en la naturaleza aunque la mayoría de los minerales de los que lo contienen en su composición, los silicatos, son de nulo valor como menas, ya que el proceso metalúrgico para extraer dicho elemento sería muy caro y haría que el aluminio fuera un elemento imposible de utilizar en la industria. Sobre el hierro, el aluminio presenta dos grandes ventajas, su menor densidad, lo que hace que se puedan fabricar más útiles con menor cantidad de masa y, sobre todo, que es práticamente inoxidable, por lo que es mucho más duradero si está expuesto a la intemperie. El aluminio se extrae de la bauxita, un hidróxido de aluminio frecuente en países tropicales, ya que es un mineral de alteración proveniente de los silicatos. El proceso metalúrgico es por electrólisis, que gasta mucha energía y es bastante caro, lo que es su mayor inconveniente ya que hace que el producto final, el metal que deseamos, sea bastante más caro que el hierro.

g)Uraninita - Uranio

e)Oligisto - Hierro f)Galena - Plomo h)Casiterita - Estaño 12 Uno de los problemas más importantes que debe en-

carar la industria minera es la separación de la mena (el mineral útil) de la ganga (los minerales o rocas no aprovechables). Menciona algunas propiedades físicas que puedan ser utilizadas para separar los minerales mencionados en la actividad 11.

Existen varios métodos, sencillos y relativamente baratos, basados en las propiedades físicas de los minerales, que se pueden utilizar para separar la mena de la ganga. El más común es el basado en las distintas densidades, para eso se utilizan los ciclones que, al dar vueltas a distintas velocidades, separan materiales de distinta densidad. También basado en las densidades se usan las mesas vibratorias, tablas de cierta inclinación que, al vibrar, separan los minerales más densos de los más ligeros. Otro método es el magnético, que aprovecha el magnetismo de muchos minerales metálicos para separarlos de los no magnéticos. Otro método que puede utilizarse es el de flotación, que se basa en la distinta tensión superficial que tienen los minerales; se consigue produciendo una espuma, con ciertos compuestos en el agua, en la que flota el mineral a separar y se hunden todos los minerales que componen la ganga.

10 Investiga dónde se encuentran las reservas de mineral

de uranio en el mundo y qué procesos tienen que sufrir estos minerales hasta que pueden ser utilizados en los reactores nucleares de las centrales eléctricas.

El uranio es un elemento bastante escaso pero muy valioso ya que su isótopo 235 produce mucha energía térmica cuando se fisiona en los reactores nucleares, lo que va a hacer que Unidades didácticas

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

Minerales y rocas

Para la utilización de los distintos métodos descritos, previamente hay que triturar todos los minerales a un tamaño en el que queden bien separados los minerales de mena de los de la ganga, es decir, que no queden fragmentos mixtos de mena y ganga. A veces hay que triturarlos hasta tamaño de pocas micras. 13 Los yacimientos minerales pueden ser explotados de

dos maneras muy distintas: por minería subterránea o a cielo abierto (también llamadas canteras). Haz una lista de las ventajas e inconvenientes que tienen estos dos tipos de explotación desde todos los puntos de vista: económico, social y ecológico o medioambiental.

En la actualidad son mucho más frecuentes las explotaciones a cielo abierto (canteras) que las subterráneas (minas). Las canteras tienen una serie de ventajas: son muy productivas, ya que se puede utilizar maquinaria de gran tonelaje (dumper, excavadoras, grandes barrenadoras, etc.), son muy seguras, los accidentes son poco frecuentes, y puede extraer todo el mineral del yacimiento. Por el contrario, producen un gran impacto ambiental: destruyen el suelo y la flora, ahuyentan la fauna, el impacto visual es enorme, modifican en nivel freático y contaminan el agua subterránea. El gasto energético es enorme ya que sacan del subsuelo gran cantidad de rocas estériles. Además no pueden explotar los minerales muy profundos. La minería subterránea es más cara, debido al coste de la mano de obra. Es menos segura, ya que se producen bastantes accidentes laborales y no se puede extraer todo el mineral, se deja parte para que la mina no se hunda. Desde el punto de vista ambiental es mucho más favorable ya que no presenta apenas ninguno de los inconvenientes que se han citado en la minería a cielo abierto, la actividad minera apenas se nota en el exterior. También la cantidad de mineral que se puede extraer es mucho menor por unidad de tiempo. 14 Observa el dibujo del magma granítico que se muestra

a continuación y relaciona con los tres puntos que se indican en el dibujo las tres texturas siguientes: granuda de grano fino, granuda de grano medio y pegmatítica. Razona la respuesta.

+ + 2

+ +

1

+ +

+

3

+ +

+

+

+

+ + + +

En el punto 3 se formará una textura granuda de grano medio, ya que el enfriamiento del magma es bastante lento. En el punto 2, el enfriamiento es más rápido, debido al contacto con la roca encajante más fría, por eso se formará una textura granuda de grano fino. Por último, en el punto 1, en la parte más alta de la cámara magmática, se formará una textura pegmatítica, ya que, al ser la última parte que se solidifica, habrá mucha cantidad de agua, factor que ayuda a que se formen grandes cristales. 15 En el centro de un filón de basalto de 250 m de espe-

sor se observan cristales de hasta 2 mm de tamaño, en cambio en los bordes los cristales son casi microscópicos. ¿Qué explicación puedes darle a este hecho?

Unidades didácticas

16 En un granito de grano grueso, los minerales que tie-

nen formas más geométricas, más cercanas a verdaderos cristales, son los feldespatos, tanto la ortosa como la plagioclasa, y el cuarzo es el que tiene forma más irregular. ¿Podemos sacar alguna conclusión sobre el proceso de cristalización del granito? Razona la respuesta.

En un magma, los primeros minerales en cristalizar, al no tener otros minerales alrededor, van a desarrollarse sin dificultad, adquiriendo una forma geométrica. Por el contrario, los últimos en cristalizar, van a tener ya gran cantidad del espacio ocupado por otros minerales, por lo que adquirirán formas irregulares, las que le dejan los huecos de los minerales ya solidificados. Si los feldespatos presentan formas más regulares que los cuarzos en un granito eso quiere decir que han cristalizado antes y el cuarzo será el último en cristalizar. 17 En España, los afloramientos de granitos, que se explo-

tan como rocas ornamentales y para la construcción de muros y fachadas, se encuentran en el oeste peninsular (Galicia, oeste de Castilla y León, Extremadura), en el Sistema Central y en parte de los Pirineos, precisamente en aquellas zonas con los materiales más antiguos de la península. Trata de explicar la relación que existe entre los afloramientos de los granitos y la edad de los materiales.

Los granitos son rocas magmáticas plutónicas que se forman en las raíces de las cordilleras orogénicas, por la consolidación de magmas graníticos profundos. Las cordilleras antiguas han estado ya muchos millones de años expuestas a la erosión, lo que ha hecho que desaparezcan gran cantidad de los materiales que estaban encima de los granitos, tanto rocas sedimentarias como metamórficas, por eso es fácil encontrar afloramientos de granitos en zonas de materiales antiguo y, por el contrario, es casi imposible que afloren en las cordilleras jóvenes, en las del ciclo alpino, como las Béticas, la Ibérica o la Cantábrica. nínsula ibérica: cuáles eran los minerales más buscados, los yacimientos más importantes que explotaron y algunos de los métodos que utilizaron en la explotación y en la producción de los distintos metales. ¿Tiene actividad alguna de estas minas en la actualidad?

+ +

El filón de basalto se ha formado al ascender el magma basático por una fractura. Ese magma, en contacto con la roca encajante, se va a enfriar con rapidez, de ahí que en los bordes del filón se formen cristales muy pequeños. Por el contrario, en el centro del filón, a más de 100 m de los bordes, el enfriamiento del magma será más lento, por lo que se formarán cristales de mayor tamaño.

18 Investiga la actividad minera de los romanos en la pe-

+ + + + +

+

3

59

Una de las actividades más desarrollada que tuvieron los romanos en la península ibérica fue la minera, la búsqueda y extracción de materas primas. Los minerales que más interés despertaban eran los de plomo, oro, plata, hierro, cobre, estaño, sal y cinabrio. Muchos de los yacimientos explotados por los romanos han seguido siendo explotados casi hasta la actualidad, eso nos indica la gran riqueza minera de la península ibérica. Existen numerosos indicios de explotaciones mineras romanas en España, pero merece la pena destacar los yacimientos de Río Tinto en Huelva, Cartagena en Murcia, Linares en Jaén, Almadén en Ciudad Real, Llerena - Peñarroya ente Badajoz y Córdoba, Cerro Muriano, también en Córdoba, las Médulas y otros yacimientos menores de oro en León, Teleno en Zamora, Botija en Cáceres y numerosos pequeños yacimientos en Asturias. Biología y Geología 1.º Bachillerato

3

Minerales y rocas

19 En el siguiente dibujo se muestran dos rocas que pre-

sentan distinta textura. La número 1 tiene una textura microcristalina, mientras que la 2 presenta una textura granuda de grano medio. ¿Qué tipo de rocas crees que son? Trata de explicar cómo se han formado, así como el orden de formación.

pizarras sin fósiles

pizarras con restos vegetales capa de carbón

2

pizarras con raíces

1 pizarra arenosa

2

areniscas

Las texturas que se presentan son las dos granudas, por lo que deben ser de rocas magmáticas. Las texturas de las rocas magmáticas se deben a la velocidad de cristalización, lo que va a producir que el tamaño de los cristales que se formen sea diferente. La textura microcristalina la podemos encontrar en algunas rocas plutónicas, en la zona del borde del magma. También es típica de las rocas filonianas y, por último, se puede presentar en algunas rocas volcánicas, siempre debido a que el enfriamiento del magma ha sido bastante rápido. La textura granuda de grano medio es característica de las rocas plutónicas, debido a que estas rocas se producen por un enfriamiento lento del magma, lo que da lugar a que se formen cristales de tamaño medio, identificables a simple vista.

gravas

La hulla se forma siempre en ambientes deltaicos. En un delta, que se ha formado por sedimentación de materiales detríticos en este orden: cantos, arenas y limos, se instala un bosque de helechos que dejan gran cantidad de restos orgánicos, precursores de la hulla. Una invasión del mar hace que se depositen calizas para después volver a repetirse el ciclo: sedimentación, instalación de un bosque, inundación del mar, etc. Este proceso se puede repetir hasta 40 veces, dando lugar a gran cantidad de capas de hulla, aunque no todas sean explotables, ya que la mayoría suelen ser de escaso espesor.

20 Investiga en qué zonas de España se explotan canteras

de mármol. Averigua que método de explotación utilizan y cuáles son los mercados que abastecen.

En España, en la actualidad, existen pocos yacimientos de carbón que se exploten. La región más rica es Asturias, con yacimientos de hulla formada en el Carbonífero (era primaria), y de antracita, de la misma edad y origen que la hulla, pero más rica y energética. También existe antracita en León y, algo menos, en Palencia. En Córdoba existen algunos yacimientos de hulla.

Las canteras de mármol en España están casi todas en el sureste, relacionadas con las formaciones rocosas de las Béticas. Las más numerosas e importantes se encuentran en Macael (Almería). También existen muchas localidades de Alicante que tienen canteras de mármol, como Novelda, Pinoso, Cox, La Romana, etc. También en Granada existen numerosas localidades que explotan el mármol: Huéscar, Sierra Elvira, Alhama de Granada, Atarfe, etc. En Murcia destacan las canteras de Caravaca de la Cruz. Por último, para nombrar algunas canteras fuera de ese distrito minero, citaremos las canteras de Alconera en Badajoz.

Yacimientos de lignitos encontramos en Galicia, Teruel y Barcelona. Este lignito se formó en la era secundaria a partir de restos de gimnospermas, sobre todo coníferas. Todos estos carbones se queman en centrales térmicas para la producción de energía eléctrica, menos una parte pequeña de la hulla, que se usa en siderurgia.

21 El carbón tipo hulla, el más abundante e importante, se

Existen también pequeñas explotaciones de turba, en Granada y Soria. Este carbón, que se forma en las eras terciaria y cuaternaria, se usa sobre todo como sustrato para ciertos cultivos.

encuentra siempre en unas estructuras llamadas ciclotemas, entre rocas sedimentarias de diversos tipos, como indica el dibujo a continuación. Indica en qué tipo de ambiente se ha podido formar este tipo de carbón, teniendo en cuenta que son restos de vegetales.

Unidades didácticas

España es deficitaria en carbón, por lo que tiene que importarlo para sus centrales térmicas y su siderurgia.

60

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Minerales y rocas

SOLUCIONES DE LA EVALUACIÓN 1.

¿Cuáles son los minerales más abundantes de la corteza terrestre, desde el punto de vista de su clasificación química?

¿Qué tipo de minerales se denominan minerales petrogenéticos? Cita algunos que sean especialmente abundantes.

8.

Se denominan minerales petrogenéticos a aquellos que entran a formar parte de las rocas. Son muchos los minerales petrogenéticos que existen, pero los más importantes son los silicatos, ya que entran a formar parte de todos los tipos de rocas, pero sobre todo son los más abundantes en las rocas magmáticas y en las metamórficas. 3.

¿Cuáles son los metales más usados por la sociedad actual? Cita las menas metálicas más abundantes. En la sociedad actual, el metal más utilizado es el hierro que se obtiene de varias menas, sobre todo del oligisto, la magnetita, la siderita y la limonita. Otro metal muy usado en la actualidad es el aluminio, que se obtiene de las bauxitas. Mucho menos usados son el cobre (calcopirita), el plomo (galena) y el zinc (blenda).

4.

El diamante, además de ser utilizado como piedra preciosa o gema, es también un importante mineral industrial. ¿Qué propiedad, de las que has estudiado, hace del diamante un mineral de alto valor industrial? El diamante, además de ser una gema de un gran valor, también es un importante mineral industrial que se aprovecha, por su gran dureza, para fabricar maquinarias de corte de materiales duros, como rocas, o para brocas para perforaciones, sobre todo de investigación y de explotación minera.

5.

Cita algunas menas metálicas de los siguientes elementos: hierro, aluminio, cobre, plomo, zinc, estaño y uranio. La principales menas de los metales son las siguientes: del hierro es el oligisto; del aluminio es la bauxita, del cobre la calcopirita, del plomo la galena, del zinc la blenda, del estaño la casiterita y del uranio la urarinita.

6.

Cita cinco minerales industriales, mencionando el uso que se les da en las diversas industrias. ¿Cuál de ellos te parece el más importante? Razona la respuesta. Minerales industriales importantes son el cuarzo, que se utiliza para la fabricación de los vidrios; el feldespato, usado para la producción de porcelanas, la halita o sal común, muy usada en la industria alimentaria o para evitar que se congelen las carreteras en invierno cuando nieva; la caolinita, muy usada en la industria de la cerámica y como fundente, y el yeso, usado en la construcción. Es muy difícil saber cuál de ellos es el más importante, depende de la industria. En la construcción será el cuarzo, en la industria alimentaria será la halita.

7.

Enumera los distintos usos que pueden tener las rocas magmáticas. Para distinguir los distintos tipos de rocas magmáticas a simple vista nos tendremos que fijar en sus texturas. Las

Unidades didácticas

61

(página 391)

rocas plutónicas tienen una textura granuda con minerales visibles a simple vista. Las rocas volcánicas tienen una textura microcristalina, con cristales que no se aprecian a simple vista, aunque pueden presentar textura porfídica con algunos cristales visibles. Por último, las rocas filonianas presentan texturas porfídicas, que se diferencian de las volcánicas en que los fenocristales son de mayor tamaño.

Los minerales más abundantes de la corteza terrestre son los silicatos. Los silicatos son más abundantes que el resto de todos los grupos minerales: óxidos, sulfuros, sulfatos, carbonatos, etcétera. 2.

3

Cita los usos que pueden tener las rocas metamórficas. ¿Cuál de ellos te parece el más específico de dichas rocas? Las rocas metamórficas pueden tener varios usos: como áridos para la construcción y para cubrir tejados. Este último uso es el más característico de dichas rocas, ya que aprovecha la textura pizarrosa, exclusiva de estas rocas, para su uso como cubiertas de tejados, por su superficies lisas y planas.

9.

Cita algunos de los usos que tienen en nuestra sociedad las rocas sedimentarias detríticas. ¿Cuál de ellos te parece el de mayor valor? Razona la respuesta. Las rocas sedimentarias detríticas pueden tener diversos usos, pero el más importante es el de las rocas arcillosas, que son la base para la importante industria cerámica y de uso fundamental en la construcción de edificios. También son importantes las arenas y areniscas, las cuarzosas para la fabricación de vidrio y las areniscas bien compactadas, para su uso, como bloques, en la construcción de edificios.

10. ¿Qué tipo de rocas sedimentarias tiene un uso energético? Cita los inconvenientes que tiene el uso masivo de estas rocas como fuentes de energía. Las rocas sedimentarias organógenas, carbón y petróleo, son las que tienen una gran importancia energética y suponen la mayor parte de la energía que se consume en la actualidad. El mayor inconveniente de este tipo de energía es que, por un lado, son recursos no renovables, es decir que pueden desaparecer con el tiempo y, por otra parte, al quemar estos tipos de rocas se produce gran cantidad de gases de efecto invernadero, lo que está provocando un calentamiento global de consecuencias que pueden ser muy graves en un futuro inmediato. También se producen otros gases contaminantes perjudiciales para la salud y con otras consecuencias negativas. ACTIVIDADES DE REFUERZO Batería de actividades de refuerzo que presentan diferentes tipologías. ACTIVIDADES DE AMPLIACIÓN Batería de actividades de ampliación que presentan diferentes tipologías. PRUEBAS DE EVALUACIÓN Permiten evaluar los estándares de aprendizaje que desarrolla la unidad.

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Unidades didácticas

8, 9, 10 AF 5, 6

11

2.1. Clasifica distintos minerales atendiendo a sus propiedades.

3.1 Identifica las aplicaciones de interés social o industrial de determinados tipos de minerales.

12, 13, 14, 15, 16, 17 AF 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19

18, 19,20, 21, 22, 23 AF 20, 21

4.1 Identifica los diferentes tipos de rocas.

4.2 Valora la importancia económica de las rocas.

Ciencia, tecnología y sociedad

AF 7, 8, 9, 10, 11

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 AF 1, 2, 3, 4 Técnicas de trabajo y experimentación

Herramientas de evaluación (actividades del LA)

1.1. Define mineral y diferencia unas propiedades de otras.

Estándar de aprendizaje evaluable

62 Aporta muchos ejemplos válidos.

Identifica los principales tipos de rocas y sus características correctamente.

Identifica los elementos principales y las relaciones que se establecen entre ellos correctamente.

Identifica los minerales principales y sus características correctamente.

Identifica los elementos principales correctamente.

Excelente 3

Aporta suficientes ejemplos válidos.

Identifica los principales tipos de rocas y sus características cometiendo pocos errores.

Identifica los elementos principales y las relaciones que se establecen entre ellos cometiendo pocos errores.

Identifica los minerales principales y sus características cometiendo pocos errores.

Identifica los elementos principales de forma válida pero cometiendo algunos errores.

Satisfactorio 2

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

No logrado 0

Aporta pocos ejemplos válidos.

Identifica los principales tipos de rocas y sus características cometiendo muchos errores.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Identifica los elementos Responde de manera principales y las relaciones totalmente errónea o no que se establecen entre responde. ellos cometiendo muchos errores.

Identifica los minerales principales y sus características cometiendo muchos errores.

Identifica los elementos principales cometiendo muchos errores.

En proceso 1 Puntos

3 Minerales y rocas

RÚBRICA DE ESTÁNDARES DE APRENDIZAJE

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Minerales y rocas

3

PRUEBA DE EVALUACIÓN A Test (0,5 puntos cada una = 2,5 puntos) 1.

2.

Piroxenos. Formados por cadenas sencillas de tetraedros que comparten dos oxígenos, donde la relación Si-O es de SiO3+2. Los más abundantes son la hiperstena, la augita o la jadeíta.

El sistema rómbico presenta... a) un eje binario. b) dos ejes binarios. c) tres ejes binarios.

Anfíboles. Formados por cadenas dobles de tetraedros en las que unos comparten dos oxígenos y otros, tres. Su relación Si-O es de (Si4O116-). La hornblenda es el anfíbol más abundante. Otros son la glaucophana o la antofilita.

Respuesta correcta: c. 2.

La unidad estructural básica de los silicatos es... a) el tetraedro.

3.

b) el hexaedro. Respuesta correcta: a.

❚ De contacto (térmico). Mediante procesos de recristalización (cornubianitas).

La calcopirita es la principal mena del... a) cobre.

❚ De presión. Mediante procesos de rotura o brechificación (brechas de falla).

b) hierro. c) mercurio.

❚ Regional (presión y temperatura). A partir de rocas que no presentan minerales hojosos y donde se producen texturas granudas (por ejemplo, el mármol y la cuarcita).

Respuesta correcta: a. 4.

Las rocas que presentan origen magmático y solidifican en su camino de ascenso a la superficie se denominan:

4.

a) Plutónicas. c) Filonianas. Respuesta correcta: c. La textura pizarrosa es propia de rocas:

Como presentan buenos planos de foliación se utilizan para techar, sobre todo en países fríos y húmedos. Con ellas se cubren tejados debido a su impermeabilidad y durabilidad.

a) Sedimentarias. b) Magmáticas. c) Metamórficas.

5.

Respuesta correcta: c.

Preguntas (1,25 puntos cada una = 7,5 puntos) 1.

Clasifica las rocas ígneas. Las rocas ígneas se clasifican en tres grupos:

 

❚ Rocas plutónicas o intrusivas. Se forman cuando el magma se solidifica lentamente en el interior de la corteza terrestre. ❚ Rocas filonianas. Se forman cuando el magma rellena las grietas que se van produciendo. ❚ Rocas volcánicas o efusivas. Se forman cuando el magma cristaliza rápidamente en la superficie terrestre.

Unidades didácticas

¿Qué tipo de roca es la pizarra? ¿Qué textura posee y en qué consiste? ¿Qué usos industriales tiene? La pizarra es una roca metamórfica orientada. Su textura es pizarrosa: se caracteriza por la presencia de minerales de tamaño muy pequeño, microscópicos, y muy bien orientados, que dan lugar a planos de foliación perfectos denominados planos de pizarrosidad.

b) Volcánicas.

5.

Enumera y describe los tipos de metamorfismo que pueden dar lugar a rocas metamórficas no orientadas. Las rocas no orientadas pueden formarse mediante tres tipos de metamorfismo:

c) el octaedro. 3.

¿Qué tipos de inosilicatos hay? Descríbelos.

63

La pizarra es una roca metamórfica orientada. Su textura es pizarrosa: se caracteriza por la presencia de minerales de tamaño muy pequeño, microscópicos, y muy bien orientados, que dan lugar a planos de foliación perfectos denominados planos de pizarrosidad. Como presentan buenos planos de foliación se utilizan para techar, sobre todo en países fríos y húmedos. Con ellas se cubren tejados debido a su impermeabilidad y durabilidad. Tanto el basalto como la andesita son rocas volcánicas de textura parecida. Se diferencian por los minerales que las integran: olivino, piroxenos y plagioclasas cálcicas, el basalto, y anfíboles, biotita y plagioclasas sódicas, la andesita.

Biología y Geología 1.º Bachillerato

3

Minerales y rocas

PRUEBA DE EVALUACIÓN B Test (0,5 puntos cada una = 2,5 puntos)

Preguntas (1,25 puntos cada una = 7,5 puntos)

1.

1.

Un isomorfismo se da cuando... a) Dos minerales tienen idéntica composición química pero presentan diferente estructura cristalina.

❚ Diamagnéticos. No se imantan y son repelidos por el campo magnético. Ejemplos: cuarzo o calcita.

b) Dos o más sustancias minerales presentan idénticas estructuras cristalinas pero diferente composición química.

❚ Paramagnéticos. Se imantan débilmente. Ejemplos: hematites o siderita. ❚ Ferromagnéticos. Se imantan fuertemente y conservan el campo una vez que este se retira. Ejemplo: magnetita.

c) Ninguna de las dos es verdadera. Respuesta correcta: b. 2.

Son minerales que no se imantan y repelen los campos magnéticos: a) Paramagnéticos. b) Ferromagnéticos.

2.

3.

El granito y la riolita son rocas magmáticas; la primera es plutónica y la segunda, volcánica.

Los piroxenos son un tipo de...

La textura del granito es granuda y la de la riolita, vítrea. 4.

b) inosilicatos. Respuesta correcta: b. Las micas… a) son filosilicatos trilaminares. b) son filosilicatos bilaminares. c) son tectosilicatos.

5.

Respuesta correcta: a. La blenda es la principal mena del...

¿Cómo se disponen los tetraedros en los nesosilicatos, tectosilicatos y ciclosilicatos, respectivamente? Cita un ejemplo de cada uno de ellos. En los nesosilicatos lo hacen individualmente, en los tectosilicatos se encuentran unidos de dos en dos a través de un átomo de oxígeno, y en los ciclosilicatos cada tetraedro comparte dos átomos de oxígeno con los tetraedros adyacentes. En estos últimos se forman ciclos de 3, 4 o 6 tetraedros, si bien los más comunes son los formados por 6 tetraedros.

a) estaño. b) mercurio. c) zinc. Respuesta correcta: c.

Unidades didácticas

¿Qué tipo de roca es el mármol y qué aplicaciones tiene? Es una roca metamórfica no orientada formada por metamorfismo regional. El mármol es útil por sus características (color, brillo y poca dureza), se ha usado desde la Antigüedad como roca ornamental para hacer esculturas, embellecer monumentos (en arcos de triunfo) y, más recientemente, en edificios y viviendas (cocinas, cuartos de baño, salones y tiendas). No es recomendable su empleo en el exterior, ya que la contaminación atmosférica lo degrada con cierta facilidad.

c) ciclosilicatos.

5.

¿Qué tipo de rocas son el granito y la riolita? ¿Cómo son sus texturas?

Respuesta correcta: c. a) filosilicatos.

4.

¿En qué consiste la textura pegmatítica? La textura pegmatítica carece de pasta y está integrada por minerales de gran tamaño. Es muy parecida a la granuda.

c) Diamagnéticos. 3.

Define los tipos de minerales en función de sus propiedades magnéticas.

64

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Minerales y rocas

3

NOTAS

Unidades didácticas

65

Biología y Geología 1.º Bachillerato

4

PROCESOS GEOLÓGICOS INTERNOS

Introducción

E  

La amplia batería de actividades del libro del alumno completa la unidad. Estas actividades, clasificadas en dos niveles de dificultad y según los epígrafes de la unidad, permiten desarrollar y practicar los conocimientos adquiridos y desarrollar las competencias lingüística y la de aprender a aprender.

En primer lugar se aborda el estudio del magmatismo. Se estudian los factores que intervienen en la formación de un magma y cómo, una vez formado, evoluciona y puede modificarse su composición, lo que explica que, a partir de un magma único, se puedan formar distintos tipos de rocas magmáticas, tanto desde el punto de vista de su estructura como de su composición. Se aborda también las fases de consolidación de un magma, fenómeno muy complejo y que tiene una importancia enorme, ya que en algunas de estas fases se pueden formar yacimientos de minerales muy valiosos para las sociedades modernas, siempre ávidas de recursos minerales.

El alumno debe trabajar en las tareas de investigación propuestas denominadas Investiga. En esta unidad, estas actividades se centran en la búsqueda de información acerca de los temas estudiados: magmatismo, metamorfismo, deformación de las rocas y riesgos geológicos. También se proponen que presenten alguna teoría para explicar algún hecho concreto o que realicen alguna actividad manual. Estas actividades ayudan a trabajar la competencia aprender a aprender, ya que es el alumnado quien guía su propio aprendizaje; la competencia de sentido de iniciativa y espíritu emprendedor, ya que deben buscar y seleccionar la información adecuada al propósito de la actividad; y la competencia digital, en tanto que deben buscar información en medios digitales así como presentar el resultado de su búsqueda empleando las TIC.

n esta unidad se estudian los procesos geológicos internos: aquellos que dan lugar a la formación de nuevas rocas, el magmatismo y el metamorfismo, y los que producen las deformaciones de las rocas. También se estudian los efectos catastróficos de algunos de estos procesos, sobre todo los terremotos y los volcanes, por la gran incidencia que tienen sobre la humanidad.

Otro aspecto que se estudia son las distintas estructuras que pueden presentar las rocas magmáticas, para terminar con el estudio y descripción de las principales rocas magmáticas y en qué lugares de la Tierra se van a formar, es decir, la relación que tiene el magmatismo con la tectónica de placas.

Se incluye como recurso de la unidad una presentación que el profesor puede utilizar de dos maneras diferentes: como introducción a la misma, o bien como repaso, una vez terminada la explicación y el desarrollo de la unidad, antes de las pruebas de evaluación.

El segundo gran tema que se aborda en esta unidad es el metamorfismo. La intensidad con la que afectan a las rocas dichos factores va a dar lugar a los tres tipos fundamentales de metamorfismo: regional, térmico o de contacto y de presión.

❚ Comprender el conjunto de procesos que engloba el magmatismo y explicar su relación con la tectónica de placas.

A continuación se estudian los principales tipos de rocas metamórficas. Para este apartado hay que tener en cuenta las texturas metamórficas que se estudiaron en la UNIDAD 3, ya que sin ellas no se podrán distinguir los distintos tipos de rocas.

Objetivos

❚ Comprender el concepto y el proceso de metamorfismo, relacionando los factores que le afectan y sus tipos. ❚ Identificar rocas magmáticas y metamórficas a partir de sus característicias y usos.

El tercer gran tema que se estudia son las deformaciones de las rocas, como consecuencia de la dinámica de las placas tectónicas. Lo primero que se ve son los tipos de esfuerzos que pueden existir, luego se estudian las propiedades mecánicas de las rocas: elasticidad, plasticidad y rigidez, factores que van a determinar cómo se van a deformar las rocas, dando lugar a pliegues o fallas. Se estudian posteriormente los elementos y los distintos tipos de esos dos tipos de deformaciones.

❚ Distinguir los tipos de deformación que experimentan las rocas, estableciendo su relación con los esfuerzos a que se ven sometidas.

Por último, se estudian los grandes riesgos que suponen para la humanidad, como consecuencia del magmatismo o de la dinámica terrestre, el vulcanismo y los terremotos. Se presentan las distintas escalas que miden la intensidad y la magnitud de estos fenómenos, así como las medidas preventivas encaminadas a reducir el impacto negativo sobre la población.

Temporalización

Unidades didácticas

❚ Analizar los riesgos geológicos derivados de los procesos internos. ❚ Identificar las principales estructuras tectónicas. ❚ Clasificar los distintos tipos de pliegues y fallas, identificando los elementos que los constituyen.

El desarrollo de esta unidad se puede realizar en 11 sesiones de clases, 10 de ellas en el aula, para la explicación y realización de actividades y otra, en el laboratorio, para la realización de algunas de las prácticas que se proponen.

66

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Procesos geológicos internos

4

PROGRAMACIÓN DIDÁCTICA DE LA UNIDAD Contenidos Magmatismo: ❚   El magma ❚   Emplazamiento de las rocas magmáticas ❚   Clasificación ❚   Magmatismo y tectónica de placas ❚   Riesgos geológicos derivados de la dinámica interna de la Tierra

Criterios de evaluación

Estándares de aprendizaje

Relación de actividades del LA

Competencias clave

1. Relacionar el magmatismo con la tectónica de placas.

1.1. Explica la relación entre el magmatismo y la tectónica de placas, conociendo las estructuras resultantes del emplazamiento de los magmas en profundidad y en superficie.

5, 6, 11, 12 AF 2, 4, 9

CCL CMCCT CD CAA

2. Categorizar los distintos tipos de magmas en base a su composición y distinguir los factores que influyen en el magmatismo.

2.1. Discrimina los factores que determinan los diferentes tipos de magmas, clasificándolos atendiendo a su composición.

1, 2, 3, 4 AF 1, 6, 11, 12, 15, 18

CCL CMCCT CD CAA

3. Reconocer la utilidad de las rocas magmáticas analizando sus características, tipos y utilidades.

3.1. Diferencia los distintos tipos de rocas magmáticas, identificando con ayuda de claves las más frecuentes y relacionando su textura con su proceso de formación.

7 , 8, 9, 10 AF 7, 8, 13

CCL CMCCT CD CAA

AF 3, 5, 10

CCL CMCCT CD CAA

4. Establecer las diferencias de actividad 4.1. Relaciona los tipos de actividad volcánica, asociándolas al tipo de volcánica, con las características del magma. magma diferenciando los distintos productos emitidos en la actividad volcánica. 5. Diferenciar los riesgos geológicos derivados de los procesos internos. Vulcanismo y sismicidad.

5.1. Analiza los riesgos geológicos 21, 22 derivados de procesos internos. Vulcanismo AF 29, 31, 33, 37 y sismicidad.

CCL CMCCT CD CAA CSC

Metamorfismo: ❚   Factores metamórficos ❚   Tipos de metamorfismo ❚   Principales rocas metamórficas

6. Detallar el proceso de metamorfismo, 6.1. Clasifica y define el metamorfismo en relacionando los factores que le afectan función de los diferentes factores que la y sus tipos. condicionan.

13, 14, 15, 16 AF 14, 15, 17, 19, 20, 21, 22, 23, 24

CCL CMCCT CD CAA

7. Identificar rocas metamórficas a partir 7.1. Ordena y clasifica las rocas de sus características y utilidades. metamórficas más frecuentes de la corteza terrestre, relacionando su textura con el tipo de metamorfismo experimentado.

AF 16, 17, 18, 25, 26

CCL CMCCT CD CAA

Deformación de las rocas: ❚   Tipos de deformación ❚   Principales estructuras tectónicas ❚   Deformación y tectónica de placas

8. Analizar los tipos de deformación que experimentan las rocas, estableciendo su relación con los esfuerzos a que se ven sometidas.

8.1. Asocia los distintos tipos de deformación tectónica con los esfuerzos a los que se someten las rocas y con las propiedades de estas.

17, 18 AF 27

CCL CMCCT CD CAA

8.2. Relaciona los tipos de estructuras geológicas con la tectónica de placas.

AF 35, 36

9.1. Distingue los elementos de un pliegue clasificándolos atendiendo a diferentes criterios.

19, 20 AF 28

9.2. Reconoce y clasifica los distintos tipos de falla, identificando los elementos que la constituyen.

AF 30, 32

9. Representar los elementos de un pliegue y de una falla.

CCL CMCCT CD CAA

Actividades finales (AF); comunicación lingüística (CCL); competencia matemática y competencias básicas en ciencia y tecnología (CMCCT); competencia digital (CD); aprender a aprender (CAA); competencias sociales y cívicas (CSC); sentido de iniciativa y espíritu emprendedor (CSIEE); conciencia y expresiones culturales (CCEC).

Unidades didácticas

67

Biología y Geología 1.º Bachillerato

4

Procesos geológicos internos

PARA EL ALUMNO

MAPA DE CONTENIDOS DE LA UNIDAD

Enlace web: Magmatismo Enlace web: Clasificación y características de las rocas magmáticas Documento: Controversias sobre el origen del granito Vídeo: Evidencias del movimiento interno terrestre

Vídeo: Fallas geológicas de placas tectónicas Animación: Tipos de esfuerzos Vídeo: Volcanes y materiales magmáticos Enlace web: Terremotos recientes en España Documento: El CSIC cree que el Teide desaparecerá en el futuro Documento: El nacimiento de un volcán

Enlace web: Clasificación y características de las rocas metamórficas

Unidad 4: Procesos geológicos internos 1. Magmatismo 1.1. El magma 1.2. Emplazamientos de las rocas magmáticas 1.3. Tipos de rocas magmáticas 1.4. Magmatismo y tectónica de placas

2. Metamorfismo 2.1 Factores que intervienen en el metamorfismo 2.2 Procesos metamórficos 2.3 Tipos de metamorfismo y tectónica de placas 2.4 Principales rocas metamórficas

3. Deformación de las rocas 3.1. Tipos de deformación 3.2. Principales estructuras tectónicas 3.3. Deformación y tectónica de placas 3.4. Riesgos geológicos derivados de la dinámica interna de la Tierra

PARA EL PROFESOR

Presentación

>>>>>>

Actividades de refuerzo y ampliación

Unidades didácticas

68

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Procesos geológicos internos

4

WEBGRAFÍA e-educativa. Magmatismo Estupendo enlace Web, con explicación de que es un magma, como se forma, los factores que lo hacen posible, relación entre presión y temperatura. Con un pequeño video de una erupción de magma, curiosidades y una prueba de autoevaluación. http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/750/ 984/html/1_el_magma_y_su_composicin.html Proyecto Biosfera. Metamorfismo. Enlace Web en el que se explica, de forma muy sencilla, el metamorfismo y sus distintos tipos. Existe un pequeño video y una prueba de auto evaluación. http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/2esobiologia/2quincen a6/2q6_contenidos_3c.htm

Proyecto Biosfera. La deformación de las rocas Completísima página Web que explica, de manera clara y sencilla, todo sobre la deformación de las rocas, con dibujos, fotografías y animaciones. Además trae muchas actividades para que el alumno vaya realizándolas y fijando los conceptos que se explican. http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/4ESO/MedioNatural2/ contenido1.htm Teinteresa. Los diez volcanes más peligrosos del mundo Enlace donde se describen distintos volcanes de todo el mundo, con algunas fotos y un video de la erupción del Villarrica (Chile) http://www.teinteresa.es/mundo/volcanes-peligrosos-mundo_0_1084692393.html

Enlace web: Observación y estudio de las principales rocas magmáticas y metamórficas

Ciencia, tecnología y sociedad La roca más antigua y el volcán antártico

Técnicas de trabajo y experimentación Cronología relativa de los procesos geológicos

Actividades y tareas

Síntesis de la unidad y Evaluación

Presentación Pruebas de evaluación

>>>>>>

Unidades didácticas

Actividades de refuerzo y ampliación

69

Biología y Geología 1.º Bachillerato

4

Procesos geológicos internos

SUGERENCIAS DIDÁCTICAS Para introducir la unidad se pueden proponer las cuestiones planteadas en el apartado Comprueba lo que sabes, ya que sirven para motivar al alumnado en el estudio de la unidad, a la vez que se comprueban los conocimientos previos y si tienen algún prejuicio erróneo. Esto se puede hacer abriendo un debate con preguntas muy concretas: ¿Qué es un magma? ¿Por qué se forman? ¿Por qué se deforman las rocas? ¿Qué es un terremoto y por qué se produce? Antes de comenzar a desarrollar los contenidos puede ser interesante la visualización del siguiente vídeo.

Enlace web: CLASIFICACIÓN Y CARACTERÍSTICAS DE LAS ROCAS MAGMÁTICAS Enlace web muy completo (en inglés) donde se describen los tipos de rocas magmáticas, su origen, composición y usos. Interesante para trabajar la clasificación de rocas con el alumnado y realizar tareas de investigación.

Documento: CONTROVERSIAS SOBRE EL ORIGEN DEL GRANITO: MAGMATISTAS Y METAMORFISTAS

Vídeo: EVIDENCIAS DEL MOVIMIENTO INTERNO TERRESTRE Este vídeo supone un repaso somero a los contenidos de la unidad en los que se enfatiza, sobre todo, la relación entre el movimiento de las placas tectónicas y su relación con diferentes formas del relieve y con la aparición de seísmos y volcanes.

1. Magmatismo (Páginas 77- 82) En este epígrafe deben quedar muy claros todos los procesos que conlleva el concepto de magmatismo.

1.1. El magma Una vez que se sabe lo que es un magma, el alumno debe entender muy bien la importancia de los tres factores que favorecen la formación de un magma. Aquí lo más difícil es entender el efecto de la presión, para ello habrá que poner algunos ejemplos, como que el agua hierve a menor temperatura en el Everest que a nivel del mar, porque a mayor altitud hay mucha menor presión atmosférica. También tienen que quedar muy claras las propiedades físicas de los tres tipos de magmas, eso nos ayudará a entender la dinámica de los magmas y su evolución.

1.2. Emplazamientos de las rocas magmáticas La dinámica magmática nos ayuda a entender los distintos tipos de emplazamientos de las rocas magmáticas. Todos los emplazamientos se explican conociendo las propiedades de los distintos magmas, así, los magmas más viscosos tenderán a cristalizar en la cámara magmática, mientras que los más fluidos tratarán de llegar hasta la superficie, aunque, parte de ellos, cristalicen también en profundidad. Dibujos y diapositivas o fotos ayudarán a ver con claridad los distintos tipos de estructuras o yacimientos magmáticos. Enlace web: MAGMATISMO Enlace web en el que se explica muy bien cómo se forma un magma y su evolución posterior. Se describen las distintas estructuras de las rocas magmáticas.

1.3. Principales rocas magmáticas En este epígrafe, el alumno debe aprender a distinguir las rocas magmáticas más importantes. Para ello, las clases deben ser muy prácticas. Con ejemplares de rocas en la mano, el alumno debe distinguir los caracteres de las rocas, sobre todo el color y la textura. En las rocas plutónicas, de minerales más grandes, se puede tratar de identificar aquellos minerales más abundantes.

Unidades didácticas

Texto que analiza la controversia que hubo en los años 70 del siglo pasado acerca del origen del granito.

1.4. Magmatismo y tectónica de placas Este epígrafe se debe explicar con la ayuda de un gran esquema en el que se vean los distintos límites de placas y, sobre los mismos, estén representados los magmas que se forman en ellos, así como el porcentaje de la actividad magmática total.

2. Metamorfismo (páginas 83-86) El concepto de metamorfismo debe quedar muy claro como un cambio físico-químico que sufren las rocas al cambiar sus condiciones de presión y temperatura, es decir, al profundizar en la corteza terrestre.

2.1. Factores que intervienen en el metamorfismo Es fácil entender que, al profundizar en la corteza, aumentan la presión y la temperatura, los factores principales del metamorfismo. También lo es que, los minerales hidratados, como las arcillas, pierden el agua, por lo que la cantidad de este compuesto aumente.

2.2. Procesos metamórficos Algunos de los procesos son muy fáciles de comprender: deshidratación o descarbonatación, con ejemplos como los hornos de secado o los hornos de cal. También lo son la formación de estructuras orientadas (comprimir hojas) o la brechificación (romper objetos). Más difícil es explicar la recristalización y la formación de nuevos minerales, procesos en los que el agua tiene un papel importante, pues ayuda a movilizar las partículas elementales.

2.3. Tipos de metamorfismo y tectónica de placas Un esquema detallado de zonas de subducción, con una gran falla y un magma en la corteza continental es muy útil para explicar donde se producen los distintos tipos de metamorfismo.

2.4. Principales rocas metamórficas Este epígrafe es eminentemente práctico. El alumno debe ver las distintas rocas metamórficas y describirlas: color, textura, brillo, así como otras características que le puedan ayudar a reconocerlas.

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

Procesos geológicos internos

La liberación de la energía en un terremoto se entiende muy bien, apretando un gran muelle o una lámina de acero hasta que no pueda acumularse más energía y salten. Fotos o diapositivas de los desastres sísmicos ayudarán a entender muy bien las consecuencias que pueden tener los terremotos.

Enlace web: CLASIFICACIÓN Y CARACTERÍSTICAS DE LAS ROCAS METAMÓRFICAS Enlace web muy completo (en inglés) donde se describen los tipos de rocas metamórficas, su origen, composición y usos. Interesante para trabajar la clasificación de rocas con el alumnado y realizar tareas de investigación.

Para entender los riesgos volcánicos no hay nada mejor que visionar algún video en el que se pueda ver los dos tipos fundamentales de erupciones, la emisión de lavas o erupción efusiva, y la explosiva con emisión de piroclastos, mucho más destructiva.

3. Deformación de las rocas (páginas 87-93) Unas fotos o diapositivas son suficientes para que el alumno vea con claridad que las rocas, en la corteza terrestre, pueden ser deformadas de manera muy variada. Vídeo: FALLAS GEOLÓGICAS DE PLACAS TECTÓNICAS Vídeo de National Geographic en el que se relacionan los procesos de deformación de las rocas con la formación de los rift continentales o con la destrucción de antiguas ciudades, como la de Petra, en Jordania.

Vídeo: VOLCANES Y MATERIALES MAGMÁTICOS Sirve como repaso a la unidad ya que relaciona varios conceptos que se han tratado durante la misma para explicar los volcanes, los tipos de magma y la relación entre los volcanes y la posición de las placas tectónicas.

Enlace web: TERREMOTOS RECIENTES EN ESPAÑA

3.1. Tipos de deformación El alumno debe comprender muy bien que en la deformación de las rocas, como en la de cualquier otro sólido, intervienen dos factores: las características mecánicas de las rocas (elasticidad, plasticidad y rigidez) y los tipos de esfuerzos (compresión, tensión y cizalla). También debe comprender que las rocas modifican sus características mecánicas al profundizar en la corteza. Ejemplos como el trabajo con la arcilla nos sirve para ello, la arcilla seca es frágil, mientras que con agua se hace muy plástica. Hay una actividad en la que se le propone al alumno doblar una vara tierna (con agua en su interior) y otra seca y que saque sus propias conclusiones.

En la web del Intituto Geográfico Nacional puede encontrarse un listado con los seísmos más recientes detectados. Puede servir como recurso para realizar actividades de búsqueda de información.

Documento: EL CSIC CREE QUE EL TEIDE DESAPARECERÁ EN EL FUTURO Texto en el que se analiza la construcción y destrucción de volcanes a partir de un ejemplo significativo como es el Teide.

Documento: EL NACIMIENTO DE UN VOLCÁN Se describe cómo en un pueblo mexicano pudo observarse en 1943 la formación de un volcán. Las preguntas asociadas al texto ayudarán al alumnado a comprender mejor el origen de los volcanes y sus consecuencias.

Animación: TIPOS DE ESFUERZOS Animaciones sobre las deformaciones de las rocas en las que se simulan cómo se forman las distintas estructuras: los pliegues y los distintos tipos de fallas.

Ciencia, Tecnología y Sociedad

3.2. Principales estructuras tectónicas Este epígrafe es eminentemente práctico. El alumno debe dibujar en su cuaderno los dos tipos estructuras con todos sus elementos, así como los distintos tipos de pliegues y fallas, dibujando a los lados los esfuerzos que han provocado dichas estructuras.

3.3. Deformación y tectónica de placas En un dibujo detallado, del tipo de un corte geológico, con una zona de subducción y una dorsal oceánica, el alumno, con los conocimientos que ya tiene, debe proponer en qué lugares se generan los distintos tipos de estructuras geológicas (pliegues, fallas de distinto tipos). Se puede abrir un debate para criticar las distintas opiniones.

Este texto pretende motivar a los alumnos sobre cómo, con el uso de las nuevas tecnologías, se pueden conseguir datos que, hasta hace muy poco tiempo, eran impensables. En este caso, saber la edad de las primeras rocas de la corteza terrestre o cuándo pudo empezar a haber vida en la Tierra a partir de un pequeño cristal.

Técnicas de Trabajo y Experimentación Se propone como en la unidad anterior la interpretación de un corte geológico para que distingan diferentes procesos geológicos y los relacionen con los tipos de rocas que se forman. Práctica de laboratorio: OBSERVACIÓN Y ESTUDIO DE LAS PRINCIPALES ROCAS MAGMÁTICAS Y METAMÓRFICAS

3.4. Riesgos geológicos derivados de la dinámica interna de la Tierra El alumno debe comprender muy bien estos conceptos fundamentales relacionados con los riesgos: tiempo de retorno, peligrosidad, exposición y vulnerabilidad.

Unidades didácticas

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Clave sencilla para la identificación y clasificación de las rocas magmáticas y metamórficas. Se pueden usar también algunos de los enlaces web de la unidad para facilitar la práctica.

Biología y Geología 1.º Bachillerato

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Procesos geológicos internos

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES Comprueba lo que sabes 1.

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¿Qué es un magma? ¿Por qué se forman los magmas?

¿Por qué ascienden los magmas hasta la superficie? Los magmas ascienden hasta la superficie por su menor densidad y por ser fluidos emigran a las zonas de menor presión, siempre que exista algún conducto hasta la superficie.

3.

5

¿Por qué se deforman las rocas?

¿Qué produce los terremotos? Los terremotos se producen al liberarse la energía mecánica que se acumula en las grandes fallas activas, sobre todo en los límites entre las placas tectónicas.

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Una disminución de la presión favorece la fusión de la mayor parte de los sólidos, incluidas las rocas.

La disminución de la presión favorece la fusión de la mayor parte de los sólidos, ya que los fluidos ocupan mayor volumen que los sólidos, por lo tanto, al disminuir la presión se favorece aquel estado físico que ocupe mayor volumen, es decir, el estado líquido.

Actividades 1

¿Qué magma crees que será más explosivo: uno ácido o uno básico? ¿Por qué? Es más explosivo el magma ácido, ya que es mucho más viscoso. Por esa razón se atasca al ascender por la chimenea volcánica y los gases que contiene el magma presionan y, al desatascar la chimenea, produce una gran explosión con salida de piroclastos.

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3

Investiga (página 80) Localiza en Internet fotografías al microscopio de distintas rocas magmáticas (granito, basalto, gabro, pegmatita, pórfido, sienita, etcétera). Construye una tabla que recoja las texturas que presentan dichas rocas. Respuesta libre. Las distintas texturas de las rocas magmáticas y metamórficas se muestran en las páginas 64 y 65 del Libro del Alumno. En la página web http://www.earth.ox.ac.uk/~oesis/micro/ pueden encontrarse multitud de fotografías al microscopio de los principales tipos de rocas. 7

¿Por qué, cuando se dan las condiciones idóneas de presión y temperatura, se produce una fusión parcial del manto y esta no es total? En el manto, cuando se dan ciertas condiciones de presión y temperatura, se produce una fusión parcial del mismo. La fusión no es total porque no se alcanza la temperatura necesaria para que todos los componentes minerales del manto se fundan, solo lo hacen los de menor punto de fusión, que son los que componen el magma basáltico.

Unidades didácticas

Busca en Internet yacimientos minerales españoles que se presenten en filones. Describe brevemente sus características: tamaño de los filones, mena (minerales útiles) y ganga (minerales no aprovechables). Minas españolas que se presentan en forma de filón hay muchas, algunas de ellas son las minas de plomo (galena) de La Carolina y Linares, en Jaén, en las que el cuarzo es la ganga más abundante. Similares a estas son las minas de La Unión, en Murcia, aunque en estas además de galena hay también zinc (blenda) y otros minerales, y el cuarzo es también la ganga más abundante.

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¿Cómo explicarías el hecho de que la consolidación del magma sea un proceso tan lento? La consolidación de un magma en el interior de la corteza es muy lento porque la pérdida de temperatura es muy lenta, debido a la baja conductividad térmica de las rocas que rodean al magma. Además los puntos de fusión-consolidación de los minerales que forman parte del magma tienen un margen muy amplio, a veces de cientos de grados de diferencia.

Con el mismo programa de navegación, localiza conos volcánicos en Lanzarote (islas Canarias). Si observamos con el programa Google Maps la isla de Lanzarote, podremos ver edificios volcánicos, en forma de conos casi perfectos, alineados. Esto nos indica que el magma basáltico salió a la superficie por fallas cuya dirección nos la indica la alineación de los volcanes.

Investiga (página 77) Busca información acerca de las causas de este proceso y haz un resumen.

En la provincia de Cáceres existen pequeños batolitos de formas casi circulares. Intenta localizarlos en Google Maps. Con el programa Google Maps se puede observar la superficie terrestre fotografiada desde satélites con gran precisión. Si vemos, en la provincia de Cáceres, lugares cercanos a las localidades de Plasenzuela, Trujillo o Logrosán, se podrán observar superficies casi circulares, de distinta coloración, que corresponden a los afloramientos de pequeños plutones de granito.

La rocas se deforman debido a las presiones tectónicas o dirigidas que sufren en el interior de la corteza, más concretamente, en las zonas de límite entre las placas tectónicas. 4.

Explica por qué en la fase hidrotermal el agua se encuentra en estado líquido a más de 100 ºC. En la fase hidrotermal de la consolidación magmática, el agua está a más de 100 ºC y, sin embargo, se encuentra en estado líquido. Esto es debido a la gran presión que existe en esas zonas internas de la corteza. Si saliera al exterior pasaría momentáneamente al estado gaseoso, como sucede en los géiseres.

Un magma es una masa fundida de silicatos con cierta cantidad de agua, dióxido de carbono y algunos otros minerales en pequeñas proporciones. 2.

(páginas 76-93)

Si no hay un magma sienítico, ¿cómo es que podemos hablar de sienitas? La sienita es una roca magmática plutónica que se encuentra siempre asociada a los granitos. En realidad se producen por una contaminación, por asimilación magmática, del magma granítico.

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Las peridotitas son típicas del manto superior pero no existe un magma peridotítico. ¿Cuál es la razón de que las encontremos en la superficie? Biología y Geología 1.º Bachillerato

Procesos geológicos internos

Las peridotitas se encuentran en algunas zonas, muy escasas, de la superficie terrestre, no porque haya ascendido un magma peridotítico hasta esos lugares; se debe a un ascenso mecánico de la peridotita del manto en las zonas de subducción, como un pellizco dado al manto al subducir la placa oceánica. La peridotita, en estos casos, asciende en estado sólido. 10 ¿Por qué las riolitas suelen presentar textura vítrea?

El magma granítico, del que procede la riolita, es muy viscoso y, por lo tanto, explosivo. Aunque es una roca microcristalina, en algunas de las explosiones puede salir cierta cantidad de magma fundido al exterior de forma violenta, por lo que se va a solidificar de forma rapidísima. Esto hace que parte del mismo no cristalice y se forme un vidrio volcánico que llamamos obsidiana.

Investiga (página 82) Estudia un mapa de las islas Canarias. Propón una hipótesis sobre qué líneas de fractura han aprovechado los magmas para llegar al exterior. Dibuja las líneas de fractura sobre el mapa. Donde mejor se ven las líneas de fractura que han favorecido el vulcanismo en las Canarias es en la isla de Tenerife, donde se observa una alineación predominante NE-SW y otra secundaria NNW-SSE. En la isla de La Palma la línea predominante ha sido la N-S. 11 En las dorsales oceánicas se producen la mayor parte de

los magmas. ¿Por qué existen más volcanes en las zonas de subducción que en las dorsales?

En las dorsales oceánicas, el vulcanismo que se produce es fundamentalmente submarino, eso quiere decir que no vemos la actividad volcánica. Sin embargo, en las zonas de subducción todos los volcanes son aéreos y los vemos, por esa razón hay más volcanes en estas zonas que en las dorsales. 12 Localiza en un mapa zonas volcánicas no relacionadas

con los bordes de placas.

Zonas volcánicas no relacionadas con los límites de placas son: las Islas Hawai y las Islas Marshall, en el Pacífico, las islas Canarias y las islas Cabo Verde en el Atlántico, Yelowstone en Norteamérica o volcanes africanos como los del Congo. 13 ¿Se puede considerar al tiempo como un factor que in-

terviene en el metamorfismo? Razona tu respuesta.

Si, por supuesto, el tiempo es un factor del metamorfismo, ya que las reacciones metamórficas tardan mucho tiempo en producirse y si el tiempo no es lo suficientemente prolongado, no se produciría el metamorfismo.

Investiga (página 84) En la península ibérica hay regiones donde pueden encontrarse rocas metamórficas. Busca información sobre estas zonas y elabora un informe en el que incluyas el tipo de roca y el tipo de metamorfismo. Cuando el metamorfismo sea regional, indica el grado del mismo. La mayor abundancia de rocas metamórficas en la península ibérica se encuentra en las zonas más antiguas: el oeste peninsular y el Sistema Central, donde abundan las rocas de metamorfismo regional desde el bajo al alto grado: pizarras, esquistos, gneises y migmatitas. En menor medida, estas mismas rocas se encuentran en las zonas internas de los Pirineos y del Sistema Ibérico. También Unidades didácticas

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existen rocas de metamorfismo de contacto en el oeste de la Península y en los Pirineos. En Sierra Nevada se encuentran también esquistos, es decir, rocas de metamorfismo regional de grado medio. 14 Cuando un folio cae al suelo siempre queda paralelo al

mismo. ¿Por qué?

Un folio es como un mineral hojoso, de gran superficie y pequeño espesor que siempre que es sometido a una presión se coloca perpendicularmente a ella. Por esa razón, cuando se cae al suelo, siempre queda perpendicular a la presión atmosférica y paralelo al suelo. 15 ¿Qué magma producirá más aureola de contacto, el

granítico o el basáltico?

El magma basáltico es más caliente que el magma granítico, por esa razón, a igualdad de masas magmáticas, el magma basáltico producirá una aureola de metamorfismo de contacto más amplia que el magma granítico. 16 ¿Qué procesos se producen en el metamorfismo regional?

Los procesos más importantes que se producen en el metamorfismo regional son la orientación de los minerales hojosos, lo que da lugar a la esquistosidad, y la formación de nuevos minerales metamórficos. También pueden producirse procesos de deshidratación, descarbonatación y recristalización de minerales, pero estos procesos tienen mucha menos importancia que los dos primeros.

Investiga (página 87) Toma una vara o un palo y trata de doblarlo primero de forma lenta y luego de forma brusca. Haz lo mismo con dos varas de igual grosor, una seca y otra que aún no haya perdido la humedad. Resume las conclusiones que saques de los distintos comportamientos observados. Respuesta libre. Es importante que asocien los términos de humedad, elasticidad y plasticidad y que comprendan que la humedad desempeña un papel importante en el tipo de deformación que presentan las rocas. 17 Enumera objetos de uso común que sean elásticos, plás-

ticos o frágiles. La goma es el material elástico por excelencia. Como materiales plásticos se pueden citar: plastilina, plástico, papel, alambres de cobre o acero, etc. Por último, como materiales frágiles se pueden citar: vidrio, casi todas las rocas, el hierro colado y cerámica.

18 ¿Por qué podemos doblar bien un paquete de folios

(elaborados con celulosa) y no lo podemos hacer con un taco de madera (contiene celulosa) de 4 cm de espesor? La madera y el papel están compuestos por celulosa. Un paquete de folios se puede doblar con facilidad, ya que es un material anisótropo, formado por muchas hojas de papel que, al ser comprimidas, se pliegan o doblan, al resbalar unas sobre las otras. La madera es un material isótropo, sus componentes no pueden separarse unos de otros, por lo que es muy difícil que se doble.

19 Comprime, de distintas formas, un paquete de unos 100

folios hasta conseguir distintos tipos de pliegues. Saca las conclusiones pertinentes.

Para obtener distintos tipos de pliegues, al comprimir un paquete de unos 100 folios, tendremos que comprimir dicho paquete Biología y Geología 1.º Bachillerato

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Procesos geológicos internos

con un par de fuerzas distintas. Una vez lo haremos con fuerzas iguales pero de distinto sentido, obteniendo así un pliegue simétrico. Los pliegues asimétricos se obtendrán con fuerzas asimétricas, es decir, más intensas en un sentido que en otro.

y provocó la erupción del volcán Puyehue. El seísmo se detectó también en gran parte de América del Sur, y en otras partes del planeta debido al tsunami resultante, que alcanzó diferentes costas del océano Pacífico, como las de Hawái o Japón.

20 ¿Por qué, si comprimimos una roca que hemos obtenido

Chile se ubica a lo largo de una zona del Cinturón de Fuego del Pacífico, una zona de alta sismicidad. Se debe al choque tectónico entre la placa Sudamericana y la placa de Nazca y la subducción de esta última bajo la placa continental. El movimiento y la fricción entre estas dos placas tectónicas es lo que convierte a Chile en una zona con frecuentes terremotos y alto vulcanismo.

de un pliegue, esta se rompe en vez de plegarse? Las rocas que vemos plegadas en la superficie del terreno fueron plegadas a cierta profundidad, a mayor presión y temperatura, y con mayor cantidad de agua. En estas condiciones, esas rocas se comportan como materiales plásticos. En superficie, las condiciones físico-químicas de esas mismas rocas son muy diferentes, están a mucha menos temperatura y presión y prácticamente secas, por esa razón se comportan como materiales rígidos y se rompen.

21 ¿Por qué el valor del índice de explosividad volcánica

(IEV) de una erupción da una idea de la peligrosidad de la misma? El índice de explosividad volcánica (IVC) está basado en la explosividad de los volcanes y en la emisión de piroclastos, o cantidad de materiales sólidos que emiten, de los mismos. Esto da una idea muy clara de la peligrosidad de los volcanes ya que, a mayor IVC, la peligrosidad será mayor y los volcanes podrán producir más daños y más víctimas a su alrededor.

Investiga (página 90) Con la ayuda de un buscador de imágenes, localiza en Internet varios pliegues. Estudia qué tipo de pliegue es cada uno. Dibújalos en tu cuaderno. Respuesta abierta. Sería interesante que indiquen la localización del pliegue, lo relacionen con el tipo de rocas que se encuentran en la zona y traten de establecer el origen de dicho pliegue.

22 Las islas Canarias no son ejemplo de un vulcanismo aso-

ciado a un borde de placa. Realiza una pequeña investigación que ilustre las posibles hipótesis sobre su origen. En la actualidad existen dos teorías para explicar el vulcanismo de las Islas Canarias. Una teoría defiende que las islas se deben a la existencia de un punto caliente; se basan en que las islas orientales, Lanzarote y Fuerteventura, son las más antiguas, mientras que las occidentales, La Palma y El Hierro, son las más modernas. No explica la gran actividad volcánica e histórica que sufrió la isla de Lanzarote.

Investiga (página 92) Busca información en Internet y escribe en tu cuaderno de clase las características de un terremoto histórico: magnitud o intensidad, localización, relación con los bordes de placas, número de víctimas, etcétera. Respuesta abierta. Ejemplo: Terremoto en Valdivia (Chile) el 22 de mayo de 1960. Localización del epicentro: 38°14'24"S 73°3'0"O. Víctimas mortales: entre 5 700 y 10 000. Personas afectadas por el terremoto: 2 000 000.

La otra teoría defiende que el vulcanismo canario está ligado a la actividad de grandes fallas que se abren y cierran de manera no regular y que provocan le erupción de los volcanes. Esta teoría está apoyada por la existencia de un vulcanismo, casi idéntico al canario, en la vecina zona africana del Atlas.

Se trata del terremoto de mayor magnitud registrado hasta el momento: 9,5 Mw. Valdivia se hundió 4 m bajo el nivel del mar

Unidades didácticas

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

Procesos geológicos internos

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SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES CIENCIA, TECNOLOGÍA Y SOCIEDAD (página 94) Análisis 1.

¿Qué tipo de rocas serían las primeras que se formaron en la Tierra cuando se solidificó? Las primeras rocas que se formaron en la Tierra fueron rocas magmáticas que se producen al enfriarse la Tierra que, en sus primeras etapas, se encontraba en estado fundido, por eso tomó la forma esférica al girar sobre sí misma.

2.

¿Qué isótopos radiactivos son los más adecuados para conocer la edad de la Tierra? ¿Los de vida media muy larga o los de vida media corta? Los isótopos que se utilizan para calcular la edad de la Tierra son los de vida media muy larga ya que la Tierra es muy antigua, miles de millones de años, por lo que los isótopos de vida media corta no sirven para ese tipo de cálculo.

3.

Sí se pueden encontrar cristales de este mineral en otras rocas, por ejemplo en rocas sedimentarias detríticas más modernas, debido a la erosión, y posterior sedimentación, de las rocas magmáticas donde se encontraba dicho cristal.

¿Se podría encontar en rocas mucho más modernas el cristal de zircón que se describe?

Propuesta de investigación 4.

Busca información sobre la edad del Sol y de los cometas. Compáralos con la edad de la Tierra y escribe algunas conclusiones sobre el origen del sistema solar. La edad del Sol se calcula en unos 5 000 millones de años. Los cometas tienen edades entre los 4 600 y los 4 500 millones de años, mientras que a la Tierra se le calcula una edad de unos 4 200 millones de años. La conclusión es sencilla: el Sol es el cuerpo del Sistema Solar más antiguo, después se formaron los planetesimales: cometas y asteroides pequeños y, por último, los planetas por la unión o acreción de planetesimales y planetoides.

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES TÉCNICAS DE TRABAJO Y EXPERIMENTACIÓN

(página 95)

Cuestiones 1.

Utilizando el mismo principio, reúnete con un grupo de compañeros y trata de deducir cuál ha sido la historia geológica del corte que te presentamos, teniendo en cuenta que es bastante complejo y que existen muchos procesos geológicos presentes en el mismo. Los materiales son los siguientes:

1. Basaltos. 2. Arcillas. 3. Calizas y margas. 4. Gneises. 5. Pegmatitas. La historia geológica de esta región comienza con la sedimentación de arenas y arcillas que, después de sufrir un plegamiento y un proceso de metamorfismo regional se convierten en gneises (1). Posteriormente se depositan calizas y margas (3) y sufren un proceso de plegamiento.

En cuarto lugar se depositan las arcillas (2).

En tercer lugar, los anteriores materiales van a sufrir una intrusión magmática en la que se va a formar un gran dique de pegmatitas (5).

Por último la región sufre otro proceso magmático, esta vez de tipo volcánico, produciéndose un volcán que emite materiales basálticos (1).

Unidades didácticas

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

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Procesos geológicos internos

SOLUCIONES DE ACTIVIDADES Y TAREAS Magmatismo 1

¿Cómo explicas que, siendo el magma granítico el menos denso y, por lo tanto, el que más asciende en la corteza, sea el basalto la roca volcánica más abundante en la corteza continental?

El esquema representa un vulcanismo de intraplaca producido por un punto caliente o también llamado pluma mantélica. El magma se forma en zonas profundas del magma y asciende hasta la superficie, como sucede en las islas Hawai. 6

El magma granítico es muy viscoso y le cuesta mucho salir por los estrechos conductos volcánicos, mientras que el basáltico es muy fluido y sale al exterior con cierta facilidad, esta es la razón por lo que son más frecuentes los volcanes de naturaleza basáltica que los de naturaleza riolítica en la corteza continental. 2

¿Qué es necesario para que un magma asimile cierta cantidad de roca encajante? Para que un magma asimile roca encajante su temperatura ha de ser mayor al intervalo de fusión de dicha roca. De esta manera, el material fundido se mezclaría con el magma colindante para dar lugar a una nueva roca de composición química intermedia entre la composición del magma y la de la roca encajante.

3

¿Por qué los volcanes son más frecuentes en las zonas oceánicas que en las continentales? Porque en las zonas oceánicas se encuentran las dorsales que representan más del 80 % del magmatismo terrestre. Además, como es más delgada que la continental, puede ser atravesada con mayor facilidad por los magmas que se formen bajo ella.

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(páginas 72-73)

¿Cómo se llama la roca magmática que tiene un 35 % de plagioclasa cálcica, un 46 % de piroxenos y un 16 % de olivino? ¿Necesitas algún dato más para poder definir con exactitud qué roca es? Para saber perfectamente qué roca es, se necesita conocer su textura o su estructura; con esos datos conoceremos si es una roca plutónica o volcánica. Si es plutónica es un gabro; si es volcánica es un basalto y, por último, si es filoniana será una diabasa.

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¿Por qué se forma el vidrio volcánico? El vidrio volcánico se forma cuando el enfriamiento del magma es muy rápido. Esto hace que no puedan llegar a formarse cristales, ya que la materia cristalina necesita más tiempo para ordenar sus átomos o iones, por eso en los enfriamientos rápidos, se forma materia amorfa: el llamado vidrio volcánico.

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¿Por qué son tan escasas las riolitas, cuando en la corteza continental es tan abundante el magma granítico del que proceden? Las riolitas son muy escasas porque el magma granítico, a pesar de ser bastante abundante, es muy viscoso, lo que dificulta mucho su ascenso hasta la superficie y, casi siempre, cristaliza en profundidad, dando lugar a la formación de los granitos.

Copia el siguiente dibujo y señala las distintas estructuras magmáticas. 9

Investiga en qué zonas de España existen indicios de actividad volcánica y dibuja un mapa en el que incluyas dichas zonas. La única zona de España con actividad volcánica son las Islas Canarias, más concretamente las islas de La Palma, Lanzarote, Tenerife y el Hierro. Las demás islas hace tiempo que no sufren ningún acontecimiento eruptivo. Otras zonas peninsulares con actividad volcánica reciente, pero no actual, son el Cabo de Gata en Almería, el Campo de Calatrava en Ciudad Real, el Campo de Cartagena el Murcia y la región de la Garrocha en Gerona.

En el dibujo observamos las siguientes estructuras magmáticas: Un batolito (1), un dique o filón (2), un sill (3), Una chimenea volcánica (4), una lava cordada muy fluida (5) y una lava en bloque muy viscosa (6). 5

10 Busca en Internet qué compuestos llevan en disolución

las aguas termales de Panticosa, Caldas de Reis y Baños de Montemayor.

Las aguas de Panticosa (Huesca) son bastante variadas ya que existen 6 fuentes y algunas superan los 50 ºC de temperatura. Son aguas sulfuradas, sulfatadas, cálcicas, sódicas, magnésicas y ligeramente radiactivas. Las aguas de Caldas de Reis (Pontevedra) son sulfuradas, cloruro-sódicas e hipertermales, entre 40 y 49 ºC según manantial. Por último, las aguas de Baños de Montemayor (Cáceres) son sulfuradas, sódicas y oligometálicas. Salen a 43 ºC de temperatura. Todas estas aguas se usan desde hace siglos, con fines terapeúticos.

En unos terrenos del Arcaico se encuentran unos conos volcánicos modernos con gran cantidad de lavas basálticas, como muestra el dibujo. ¿Qué tipo de vulcanismo es el responsable de dichos volcanes? equistos del Arcaico

11 Explica por qué las rocas volcánicas, de enfriamiento

rápido, presentan con frecuencia minerales de tamaño medio visibles a simple vista o fenocristales.

basaltos

Unidades didácticas

Los fenocristales de las rocas volcánicas son minerales de tamaño medio que han cristalizado de forma lenta. Esto solo

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

Procesos geológicos internos

puede ocurrir en la cámara magmática, un poco antes de que el magma saliera al exterior, es decir, antes de que se produzca la erupción volcánica. 12 En el centro de un dique de diabasa de 200 m de espe-

sor se observan cristales de 2 mm de tamaño, mientras que en los bordes los cristales son casi microscópicos. ¿Qué explicación puedes darle a este hecho?

Es un caso bastante lógico ya que el magma basáltico, al intruir en una fractura, va a sufrir un enfriamiento rápido en los bordes, en contacto con la roca encajante fría, de ahí que se formen microcristales. Mientras que en la zona central, el enfriamiento va a ser mucho más lento ya que está en contacto con el magma basáltico de los bordes; esta es la causa de que en el centro se formen cristales de tamaño medio. Esto no sucedería si el dique tuviera solo 20 m de espesor, en este caso la diabasa sería toda microcristalina. 13 Señala cuáles de estas aseveraciones son ciertas y cuáles

son falsas. Razona tu respuesta.

a) El granito es una roca plutónica típica de la corteza oceánica. b) El granito se forma por la fusión parcial de la corteza continental. c) El granito es la roca magmática más abundante en la corteza continental. d) El granito se forma por la fusión parcial del manto. La afirmación a es falsa: el granito es típico de la corteza continental, no se encuentra en la corteza oceánica. La afirmación b es parcialmente falsa: el granito se forma por fusión total de la corteza continental y no parcial. La afirmación c es verdadera: el granito es la roca más abundante de la corteza continental. La afirmación d es falsa: por fusión parcial del manto se forma el magma basáltico.

de ahí que no se formen estructuras orientadas como en el metamorfismo regional. 17 Describe los factores y procesos metamórficos causan-

tes de la formación de las siguientes rocas: pizarra, mármol y cornubianitas. ¿De qué rocas proceden?

Las pizarras proceden de rocas arcillosas; el factor más importante para su formación ha sido el aumento de la presión que ha ocasionado el proceso de orientación de la roca. El mármol procede de rocas calizas bastante puras; el factor más importante ha sido el aumento de la temperatura que ha provocado la recristalización de la calcita. La cornubianita suele proceder de rocas arcillosas o de rocas metamórficas de bajo grado como las pizarras. Se produce por un aumento de la temperatura (metamorfismo de contacto) que provoca la recristlización total de la roca y la aparición de algunos nuevos minerales. 18 Señala cuáles de los siguientes procesos ocasionan la

cristalización de minerales magmáticos y metamórficos. Pon ejemplos de minerales que se hayan originado por estos procesos. a) Solidificación a partir de un fundido.

Por solidificación a partir de un fundido se forman casi todos los minerales magmáticos o silicatos: olivinos, piroxenos, feldespatos; tanto ortosa como plagioclasas; micas, cuarzo... b) Precipitación a partir de una disolución. Por precipitación, a partir de una disolución, se forman algunos minerales magmáticos en su fase hidrotermal, como el cuarzo y sulfuros como la galena (Pb), blenda (Zn), calcopirita (Cu, Fe), etc. c) Recristalización a partir de otros minerales. La recristalización es un proceso típico del metamorfismo, así se forma el cuarzo de las cuarcitas o la calcita del mármol. d) Reacciones químicas.

Metamorfismo 14 ¿Crees que las rocas magmáticas pueden sufrir meta-

morfismo?

Por supuesto que sí, en cuanto sufran cambios de presión y temperatura. Sobre todo son muy patentes los cambios producidos por un aumento de la presión, ya que la roca magmática es granuda y no orientada y, por un fuerte aumento de la presión tectónica o dirigida, se convertirá en una roca orientada y con algunos nuevos minerales más acordes con las nuevas condiciones de presión y temperatura. 15 Describe la importancia del agua en los procesos meta-

mórficos y en la formación de los magmas.

El agua tiene una gran importancia tanto en la formación de los magmas como en los procesos metamórficos. La presencia de agua hace rebajar el intervalo de fusión de los magmas varias decenas de grados. De la misma manera, la presencia de agua favorece las reacciones metamórficas, haciendo que estas se produzcan a menor presión y temperatura que si se realizaran en ambientes secos. 16 Explica por qué las cornubianitas no presentan texturas

orientadas.

Las cornubianitas son rocas de metamorfismo térmico o de contacto en el que la presión no es un factor importante, Unidades didácticas

4

77

Las reacciones entre minerales en estado sólido también son un proceso metamórfico, así se pueden formar las micas, los feldespatos, el cuarzo, etc. de las rocas metamórficas. e) Sublimación de gases. La sublimación es un proceso magmático-volcánico excepcional; es el paso de gas a sólido y se forma de esta manera azufre. 19 ¿Por qué el tiempo es un factor importante para que

se produzca el metamorfismo?

El tiempo es un factor muy importante en el metamorfismo ya que las reacciones metamórficas, al realizarse entre minerales sólidos, son muy lentas y si no hubiera tiempo suficiente no se producirían. 20 Los procesos de deshidratación y descarbonatación li-

beran gran cantidad de H2O y CO2 contenido en algunos minerales. ¿En qué proceso geológico se manifista la presencia de estos compuestos?

El agua y el dióxido de carbono tienen gran importancia en los procesos metamórficos y magmáticos pero se manifiestan sobre todo en las erupciones volcánicas donde se hacen visibles. Así, la mayor parte de los gases que emiten los volcanes cuando entran en erupción son H2O y CO2. Biología y Geología 1.º Bachillerato

4

Procesos geológicos internos

Lo más lógico es pensar que esas rocas se han formado por un metamorfismo de presión o dinámico, donde el factor más importante es el aumento de la presión. Si es así, la roca tendrá que estar relacionada con una falla, es decir, debe existir una falla cerca del afloramiento rocoso. Si no fuera así, habría que pensar en el impacto de un meteorito y buscaríamos otros datos, sobre todo morfológicos, para confirmarlo.

21 Trata de situar en una gráfica de presión y temperatura

los campos en que se encontrarían los siguientes tipos de metamorfismo: a) Metamorfismo térmico o de contacto. b) Metamorfismo dinámico o de presión. c) Metamorfismo regional en zonas de subducción. d) Metamorfismo regional de enterramiento.

23 Copia el siguiente dibujo e indica dónde se producen

los distintos tipos de metamorfismo.

16

ecoglitas

50

14 40

ran sic ión

esquistos azules

et aso cia cio ne sd

presión (kbar)

10 8 6

30 granulitas anfibolitas

20

esquistos verdes diagén

4

100

Se produce metamorfismo térmico o de contacto en los puntos 1 y 4, por el calor que tienen los magmas en dichos puntos. En los puntos 2 y 3 se produce metamorfismo regional; el del punto 3 es de alta temperatura, mientras que el que se produce en el punto 2, en el prisma de acreción, es un metamorfismo de alta presión. Por último, en el punto 5, en los bordes de la falla, se produce un metamorfismo dinámico o de presión.

10

ceolitas

esis

2

profundidad aproximada (km)

12

corneanas

200

300

400

700 600 500 temperatura (ºC)

800

900

1 000

24 Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o

16

falsas. Razona la respuesta.

50

a) La esquistosidad es una forma de estratificación sedimentaria.

14 12

40

presión (kbar)

10 grado medio

8 6

20

b) El espesor de la aureola de contacto depende de la temperatura del magma y de la cantidad del mismo. Verdadera, ya que a más temperatura la zona afectada por el metamorfismo de contacto es mayor. c) En la serie de las arcillas, las pizarras son las que presentan mayor grado de metamorfismo.

10

esis

2

grado bajo

diagén

4

grado muy bajo

30

Falsa. La esquistosidad es una estructura metamórfica y la estratificación es una estructura sedimentaria.

profundidad aproximada (km)

grado alto y muy alto

100

200

300

400

700 600 500 temperatura (ºC)

800

900

1 000

Falsa. Las pizarras son las rocas de metamorfismo regional de grado más bajo. 25 En una zona se encuentra una serie de rocas en las que

se alternan esquistos y mármol. ¿Qué rocas originales han podido dar lugar a esta serie metamórfica?

Se trata de una actividad compleja si no se han ampliado los contenidos del Libro del Alumno explicando los grados de metamorfismo en función de la presión y la temperatura. Si tomamos como referencia estas gráficas que se muestran, el metamorfismo térmico o de contacto ocupa la facies de las corneanas. El metamorfismo dinámico o de presión ocupa la facies de los esquistos azules. El metamorfismo regional de las zonas de subducción corresponde con las facies de los esquistos verdes, anfibolitas y granulitas. Por último, el metamorfismo regional de enterramiento se encontraría en la zona de transición entre el metamorfismo dinámico y el metamorfismo regional de las zonas de subducción.

Los esquistos proceden de rocas sedimentarias arcillosas, mientras que los mármoles proceden de calizas; por lo que la serie sedimentaria que dio lugar a las rocas metamórficas citadas, sería una alternancia de arcillas y calizas. 26 Relaciona cada roca con el concepto correspondiente:

gneis, basalto, mármol, pizarra, granito y andesita.

a) Textura granoblástica. Mármol. b) Roca volcánica intermedia. Andesita. c) Roca metamórfica de alto grado. Gneis. d) Roca volcánica básica. Basalto.

22 En el estudio geológico de una región determinada se

han encontrado algunas rocas con texturas cataclásticas y minerales que solo se pueden formar a muy altas presiones. Indica qué proceso natural las ha podido formar.

Unidades didácticas

e) Roca muy bien orientada. Pizarra. f) Roca plutónica ácida. Granito.

78

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Procesos geológicos internos

Deformación de las rocas 27 ¿Por qué las pizarras presentan pliegues muy apretados?

Las pizarras son muy plásticas, ya que provienen de limos y arcillas, además se han deformado a mucha profundidad, lo que hace aumentar su plasticidad. Por último, han sido sometidas a grandes esfuerzos, ya que se encuentran en la zona central de los orógenos cuando se forman. 28 Copia el siguiente dibujo e indica los distintos elemen-

tos del pliegue.

Plano axial

tivos); por último, la vulnerabilidad es muy alta al ser países muy poblados en los que los fenómenos naturales adversos pueden afectar a mucha población. Si en esa época hubieran existido boyas que avisan, vía satélite, de la formación de grandes olas, el gran número de víctimas hubiese sido mucho más reducido. 32 Dibuja una falla normal, otra inversa y una falla longi-

tudinal o de desgarre, indicando los distintos tipos de esfuerzos que las han producido.

Falla normal (alargamiento)

Anticlinal

Flanco

Falla inversa (acortamiento)

Charnela Flanco

4

Núcleo

Falla desagarre (cizalla)

29 Explica por qué, en las islas Aleutianas, donde la peli-

grosidad sísmica es muy alta, la exposición es muy baja.

La peligrosidad sísmica en las islas Aleutianas es muy alta porque se encuentran en una zona de subducción del tipo arco insular, es decir, entre dos placas oceánicas. Sin embargo la exposición es muy baja porque están prácticamente despobladas, debido a su situación, en una zona muy cercana al Polo Norte, donde el clima es extremadamente frío. 30 Indica qué tipo de falla es la siguiente y enumera sus

partes.

33 Trata de explicar por qué la humanidad se ha instalado

en zonas volcánicas a pesar del gran riesgo que supone para la población.

Las zonas volcánicas, en general, están muy pobladas, a pesar del riesgo de vivir en ellas, debido a la gran fertilidad de los suelos que se desarrollan sobre los terrenos volcánicos, muy ricos en elementos nutritivos para las plantas. 34 Propón una hipótesis para explicar que, al profundizar

en las zonas de subducción, el número de terremotos disminuye, tanto en número como en intensidad.

Al profundizar en la Tierra, la temperatura es cada vez mayor. Esto hace que los materiales allí presentes sean cada vez menos rígidos y no acumulen energía mecánica, que es la responsable de los terremotos. Por eso se puede decir que a mayor profundidad existen menos terremotos. Estos dejan de producirse hacia los 700 km de profundidad. 35 Los esfuerzos de compresión son los responsables de la

El dibujo representa una falla normal. El labio superior es el bloque más elevado. El labio hundido es el bloque más bajo. El plano de falla es el plano que separa los dos labios o bloque. El salto de falla es la diferencia en altura entre el labio elevado y el hundido. 31 Investiga acerca del tsunami ocurrido en el sudeste asiá-

formación de los distintos tipos de pliegues. Trata de explicar por qué el mismo tipo de esfuerzo puede producir pliegues simétricos o asimétricos y pliegues rectos, inclinados, tumbados o acostados.

Aunque todos los esfuerzos de compresión producen pliegues, en los materiales plásticos estos van a ser diferentes debido a la simetría o distinta asimetría de los mismos. Así, esfuerzos iguales dan lugar a pliegues rectos y simétricos, mientras que esfuerzos desiguales dan lugar a pliegues asimétricos: inclinados, tumbados y acostados. Los pliegues se inclinaran del lado de donde procedan los esfuerzo menores.

tico el 26 de diciembre de 2004. ¿Cómo influyeron los factores de peligrosidad, exposición y vulnerabilidad? ¿Pudo haberse hecho alguna predicción? ¿Se tomaron medidas preventivas?

36 Ordena de mayor a menor plasticidad, y en las mismas

El tsunami ocurrido el 26 de diciembre de 2004 en el sudeste asiático fue enormemente catastrófico, ya que coincidieron tres factores muy negativos: una alta peligrosidad, pues la zona está en un límite de placas muy activo; una alta vulnerabilidad (afectó a países poco desarrollados que no tienen ningún tipo de construcciones preventivas ni aparatos predic-

De mayor a menor plasticidad, las rocas mencionadas se pueden ordenar de la siguiente manera: arcillas, pizarras, areniscas, calizas y cuarcitas.

Unidades didácticas

79

condiciones de presión, temperatura y cantidad de fluidos, las siguientes rocas: arcillas, areniscas, pizarras, cuarcitas y calizas.

Biología y Geología 1.º Bachillerato

4

Procesos geológicos internos

c) Avellino.

36 Localiza los siguientes lugares con alto riesgo sísmico y

comprueba su situación con respecto a los cinturones sísmicos:

d) Assam. e) Agadir. f) Islas Kuriles. a) Anchorage: Alaska; Cinturón de Fuego del Pacífico (zona norte). Zona de subducción. b) Lima: Sudamérica; Cinturón de Fuego del Pacífico. Zona de subducción. c) Avellino: Italia; Cinturón Mediterráneo. Borde de colisión entre placas. d) Assam: India; Cinturón Mediterráneo. Borde de colisión entre placas.

Terremotos superficiales Terremotos profundos

e) Agadir: Marruecos. Falla de Gibraltar. Falla transformante y cercana a borde de colisión.

a) Anchorage.

f) Islas Kuriles: Arco insular al norte del Pacífico. Cinturón de Fuego del Pacífica. Zona de subducción.

b) Lima.

Unidades didácticas

80

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Procesos geológicos internos

SOLUCIONES DE LA EVALUACIÓN 1.

Cita los factores que intervienen en la formación de los magmas y en qué sentido lo hacen.

❚ Temperatura: el aumento de la temperatura favorece la fusión de las rocas. 8.

❚ Presencia de agua: el agua favorece la fusión de las rocas ya que rompe los enlaces de los silicatos. 2.

3.

4.

Enumera los factores que hacen posible la formación de magmas en las siguientes zonas: dorsales oceánicas, zonas de subducción y zonas de intraplaca.

9.

Describe los factores del metamorfismo. ¿A qué son debidos y de qué manera actúan?

Enumera los factores que originan la formación de magmas en distintas zonas del manto y la corteza terrestres.

10. Describe los distintos procesos metamórficos. Relaciona los distintos procesos con los factores que los provocan.

Los factores son siempre el aumento de la temperatura, la disminución de la presión y el aumento de la cantidad de agua. Pueden actuar solos o se pueden sumar la acción de dos o más factores.

Los procesos metamórficos son los siguientes: recristalización, debido a un aumento de los minerales al aumentar la temperatura; formación de estructuras orientadas, como la esquistosidad, debido a que las presiones tectónicas hacen que se orienten los minerales hojosos como micas y arcillas; deshidratación y descarbonatación de minerales hidratados, como las arcillas, y de los carbonatos, como la calcita; por último, el proceso más importante, la neoformación de minerales metamórficos al reaccionar entre sí los minerales preexistentes por los cambios en las condiciones físico-químicas.

Cita los distintos tipos de magmas que existen y describe sus características más importantes (temperatura de formación, densidad y viscosidad o fluidez).

¿Qué hace que los magmas ácidos o graníticos sean más explosivos y peligrosos que los magmas básicos o basálticos?

¿Por qué el vulcanismo de las zonas de subducción es mucho más peligroso que el vulcanismo de intraplaca o el de las dorsales oceánicas? El vulcanismo de las zonas de subducción es más peligroso que el de otras zonas debido a que en estas zonas se producen magmas graníticos y andesíticos más viscosos y explosivos que los magmas basálticos típicos de las zonas de dorsal y del vulcanismo intraplaca.

7.

El Cinturón de Fuego del Pacífico es una zona de subducción o enfrentamiento entre placas por lo que conlleva tanto un riesgo sísmico como otro volcánico: Japón, Filipinas, la zona andina, etc.

Los factores del metamorfismo son: la presión que favorece los cambios físicos o estructurales en las rocas; la temperatura, que favorece los cambios químicos o mineralógicos en las rocas; y, por último, la presencia de fluidos, sobre todo agua y dióxido de carbono, que favorecen las reacciones entre los minerales, haciendo que se produzcan a temperaturas más bajas que si no estuvieran presentes.

El magma granítico es el más peligroso cuando sale al exterior debido a su mayor viscosidad. Esto hace que se atasque en los conductos volcánicos y que, posteriormente, la presión del magma haga que se produzcan fuertes explosiones. 6.

¿Es el Cinturón de Fuego del Pacífico una zona que solo esté expuesta al riesgo volcánico? Razona tu respuesta.

En las dorsales se forman magmas por una disminución de la presión y un ligero aumento de la temperatura. En las zonas de subducción se forman magmas al aumentar la temperatura, debido a la fricción entre las placas y a la presencia de agua por la deshidratación de muchos minerales. El magma de las zonas de intraplaca se debe exclusivamente a un aumento de la temperatura por corrientes ascendentes del manto.

Existen tres tipos de magmas: el magma basáltico, se forma por fusión parcial del manto, es el de mayor temperatura y el más fluido; el magma granítico, se forma por fusión de la corteza continental, es el de temperatura más baja y el más viscoso; el magma andesítico, se forma por fusión parcial de la corteza oceánica, es de características intermedias entre los dos anteriores. 5.

(página 99)

Las zonas con riesgo sísmico y volcánico son los llamados cinturones o zonas de subducción o de enfrentamiento entre placas, como el Cinturón de Fuego del Pacífico o el Cinturón Mediterráneo. Zonas con solo riesgo sísmico únicamente se encuentran alrededor de las grandes fallas, como la falla de San Andrés al oeste de Norteamérica. Zonas con solo riesgo volcánico se encuentran en el vulcanismo de intraplaca o en las dorsales oceánicas, como las islas Hawái o las Azores.

En la formación de los magmas intervienen los siguientes factores:

❚ Presión: la disminución de la presión favorece la formación de los magmas.

4

Cita zonas de la Tierra que estén expuestas tanto a riesgos sísmicos como volcánicos. Menciona zonas que solo estén expuestas a uno de los dos riesgos mencionados.

Unidades didácticas

81

11. Haz un esquema de las diferentes texturas metamórficas. Relaciónalas con la intensidad del metamorfismo y con la naturaleza de las rocas originales. Las texturas metamórficas más importantes son: textura pizarrosa, de grano muy fino, presenta planos muy perfectos y numerosos; textura esquistosa, de grano fino a medio y planos no tan perfectos ni tan numerosos como los de la textura pizarrosa; textura gneísica, de grano medio a grueso y con una orientación mucho más grosera o imperfecta; textura granoblástica, que no presenta orientación debido a la ausencia de minerales hojosos o que se ha producido por un metamorfismo de contacto. 12. Cita los distintos tipos de deformaciones que pueden sufrir las rocas. Las rocas se pueden deformar de tres maneras distintas: ❚ Deformación elástica; la roca recupera su forma al desaparecer el esfuerzo por lo que no deja huella. ❚ Deformación plástica: la roca se dobla y mantiene la deformación al desaparecer los esfuerzos. Da lugar a la formación de pliegues. ❚ Deformación por rotura: la roca se rompe, dando lugar a diaclasas o a fallas. Biología y Geología 1.º Bachillerato

4

Procesos geológicos internos

13. Dibuja un pliegue indicando sus elementos.

ACTIVIDADES DE REFUERZO

Plano axial. Es el plano imaginario que une todas las charnelas del pliegue.

Batería de actividades de refuerzo que presentan diferentes tipologías.

Eje del pliegue. Es la intersección del plano axial con el plano de estratificación.

Anticlinal Charnela. Es la zona de máxima flexión del pliegue.

ACTIVIDADES DE AMPLIACIÓN

Sinclinal Flanco

Batería de actividades de refuerzo que presentan diferentes tipologías.

Flanco Núcleo. Es la parte más interna del pliegue.

Los flancos son las partes del pliegue a ambos lados de la charnela.

PRUEBAS DE EVALUACIÓN

14. Dibuja una falla indicando sus elementos.

Permiten evaluar los estándares de aprendizaje que desarrolla la unidad.

Elementos de una falla

Dirección de la línea de falla

Plano de falla

Estrías Norte a Labio de falla (levantado)

Línea de falla b c

a-b: Salto de falla a-c: Escarpe de falla

Labio de falla (hundido)

Buzamiento del plano de falla

Unidades didácticas

82

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Unidades didácticas

1, 2, 3, 4 AF 1, 6, 11, 12, 15, 18

7 , 8, 9, 10

2.1. Discrimina los factores que determinan los diferentes tipos de magmas, clasificándolos atendiendo a su composición.

3.1. Diferencia los distintos tipos de rocas magmáticas, identificando con ayuda de claves las más frecuentes y relacionando su textura con su proceso de formación.

83 Identifica y clasifica los diferentes tipos de rocas metamórficas sin errores.

AF 16, 17, 18, 25, 26

7.1. Ordena y clasifica las rocas metamórficas más frecuentes de la corteza terrestre, relacionando su textura con el tipo de metamorfismo experimentado.

Reconoce adecuadamente los riesgos. Identifica los factores causantes de metamorfismo correctamente.

21, 22 AF 29, 31, 33, 37

5.1. Analiza los riesgos geológicos derivados de procesos internos. Vulcanismo y sismicidad.

Reconoce los elementos principales y establece correctamente las relaciones entre ellos.

Reconoce los tipos de bordes y explica sus interacciones cometiendo pocos errores.

Reconoce los elementos principales y establece correctamente las relaciones entre ellos.

Reconoce los tipos de bordes y explica sus interacciones correctamente.

Excelente 3

6.1. Clasifica y define el 13, 14, 15, 16 metamorfismo en función AF 14, 15, 17, 19, 20, de los diferentes factores 21, 22, 23, 24 que la condicionan.

AF 3, 5, 10

4.1. Relaciona los tipos de actividad volcánica, con las características del magma diferenciando los distintos productos emitidos en la actividad volcánica.

AF 7, 8, 13

1, 2,3 AF 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8

Herramientas de evaluación (actividades del LA*)

1.1. Explica la relación entre el magmatismo y la tectónica de placas, conociendo las estructuras resultantes del emplazamiento de los magmas en profundidad y en superficie.

Estándar de aprendizaje evaluable

Identifica y clasifica los diferentes tipos de rocas metamórficas cometiendo pocos errores.

Identifica los factores causantes de metamorfismo cometiendo pocos errores.

Reconoce los riesgos cometiendo algunos errores.

Reconoce los elementos principales y establece las relaciones entre ellos cometiendo pocos errores.

Reconoce los tipos de bordes y explica sus interacciones cometiendo muchos errores.

Reconoce los elementos principales y establece las relaciones entre ellos cometiendo pocos errores.

Reconoce los tipos de bordes y explica sus interacciones cometiendo pocos errores.

Satisfactorio 2

Identifica y clasifica los diferentes tipos de rocas metamórficas cometiendo muchos errores.

Identifica los factores causantes de metamorfismo cometiendo muchos errores.

Reconoce los riesgos cometiendo muchos errores u olvidando gran parte de ellos.

Reconoce los elementos principales y establece las relaciones entre ellos cometiendo muchos errores.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Reconoce los elementos principales y establece las relaciones entre ellos cometiendo muchos errores.

Reconoce los tipos de bordes y explica sus interacciones cometiendo muchos errores.

En proceso 1

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

No logrado 0 Puntos

Procesos geológicos internos

4

RÚBRICA DE ESTÁNDARES DE APRENDIZAJE

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Unidades didácticas

AF 35, 36

19, 20 AF 28

AF 30, 32

8.2. Relaciona los tipos de estructuras geológicas con la tectónica de placas.

9.1. Distingue los elementos de un pliegue clasificándolos atendiendo a diferentes criterios.

9.2. Reconoce y clasifica los distintos tipos de falla, identificando los elementos que la constituyen.

* LA: Libro del alumno

17, 18 AF 27

Herramientas de evaluación (actividades del LA*)

8.1. Asocia los distintos tipos de deformación tectónica con los esfuerzos a los que se someten las rocas y con las propiedades de estas.

Estándar de aprendizaje evaluable

Identifica los elementos y resuelve las actividades sin cometer errores.

Identifica los elementos y resuelve las actividades sin cometer errores.

Reconoce los elementos principales y establece correctamente las relaciones entre ellos.

Reconoce los elementos principales y establece correctamente las relaciones entre ellos.

Excelente 3

Identifica los elementos y resuelve las actividades cometiendo pocos errores.

Identifica los elementos y resuelve las actividades cometiendo pocos errores.

Reconoce los elementos principales y establece las relaciones entre ellos cometiendo pocos errores.

Reconoce los elementos principales y establece las relaciones entre ellos cometiendo pocos errores.

Satisfactorio 2

Identifica los elementos y resuelve las actividades cometiendo muchos errores.

Identifica los elementos y resuelve las actividades cometiendo muchos errores.

Reconoce los elementos principales y establece las relaciones entre ellos cometiendo muchos errores.

Reconoce los elementos principales y establece las relaciones entre ellos cometiendo muchos errores.

En proceso 1

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

No logrado 0 Puntos

4 Procesos geológicos internos

RÚBRICA DE ESTÁNDARES DE APRENDIZAJE

84

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Procesos geológicos internos

4

PRUEBA DE EVALUACIÓN A Test (0,5 puntos cada una = 3 puntos) 1.

los silicatos, ocupando la casi totalidad de la cámara magmática; fase pegmatítica-neumatolítica, en la parte alta de la cámara magmática quedan los minerales de más bajo punto de fusión y gran cantidad de agua en estado gaseoso que trata de infiltrarse en las grietas de las rocas, dando lugar a filones con cuarzo, ortosa y micas y algunos minerales de interés económico: Sn, W, F, Li, etc.; fase hidrotermal, solo queda agua líquida con minerales disueltos que trata de salir a superficie (aguas termales), en su ascenso se forman filones de interés económico, de cuarzo y sulfuro metálicos: Fe, Pb, Co, Hg, Cu, etc.

El magma granítico se produce por: a) Una fusión parcial del manto. b) Una fusión de la corteza oceánica. c) Una fusión de la corteza continental. Respuesta correcta: c.

2.

El magma basáltico es: a) El más viscoso y más caliente. b) El más fluido y más caliente.

3.

c) El más fluido y de temperatura intermedia.

Textura granuda holocristalina, de grano medio con cristales identificables a simple vista; se forma por una cristalización lenta en la cámara magmática, típica de rocas plutónicas. Textura microcristalina, con cristales pequeños no identificables a simple vista, se produce por cristalización debido a un enfriamiento rápido, típica de rocas volcánicas y algunas filonianas. Textura pegmatítica, con cristales muy grandes debido a una cristalización en presencia de agua, típica de las rocas filonianas llamadas pegmatitas.

Respuesta correcta: b. 3.

En la etapa ortomagmática cristalizan: a) Todos los silicatos del magma. b) Solo aquellos silicatos de mayor punto de fusión. c) La mayoría de los silicatos. Respuesta correcta: c.

4.

Un filón se produce por: a) La inyección del magma entre dos estratos.

4.

b) La inyección de magma en una fractura. c) La consolidación de magma al aire libre. En las zonas de subducción se producen:

Gabro, roca granuda, casi negra, con piroxenos, plagioclasa y algunos olivinos.

a) Los tres tipos de magmas. b) Solo el magma granítico.

Sienita, roca granuda, de color gris a rosado, con feldespato potásico u ortosa y pequeñas cantidades de plagioclasa, cuarzo y micas.

c) Solo el magma basáltico. Respuesta correcta: a. 6.

Granodiorita, roca muy parecida al granito, solo se distingue porque tiene más plagioclasa que ortosa.

El aumento de presión es el responsable, en las rocas metamórficas de:

Diorita, también se parece al granito pero presenta un color gris más oscuro por su mayor cantidad de micas y con algunos anfíboles. La plagioclasa domina a la ortosa.

a) La formación de nuevos minerales. b) La orientación de los minerales. c) La descarbonatación de los minerales carbonatados.

5.

Respuesta correcta: b.

Cita los distintos tipos de magmas que existen y describe sus características más importantes. Existen tres tipos de magmas: el magma basáltico, se forma por fusión parcial del manto, es el de mayor temperatura y el más fluido; el magma granítico, se forma por fusión de la corteza continental, es el de temperatura más baja y el más viscoso; el magma andesítico, se forma por fusión parcial de la corteza oceánica, es de características intermedias entre los dos anteriores.

2.

Enuncia las diferentes fases de la consolidación magmática y describe los procesos más importantes que suceden en cada una de ellas. Las fases de consolidación magmáticas son tres: fase ortomagmática, cristaliza la mayor parte del magma, casi todos

Unidades didácticas

85

Describe los factores del metamorfismo. ¿A qué son debidos y de qué manera actúan? Los factores del metamorfismo son: la presión que favorece los cambios físicos o estructurales en las rocas; la temperatura, que favorece los cambios químicos o mineralógicos en las rocas; y, por último, la presencia de fluidos, sobre todo agua y dióxido de carbono, que favorecen las reacciones entre los minerales, haciendo que se produzcan a temperaturas más bajas que si no estuvieran presentes.

Preguntas (1 punto cada una = 7 puntos) 1.

Describe las rocas magmáticas plutónicas más importantes: composición mineral, color, abundancia y textura. Granito, roca granuda, de color gris claro con cuarzo, los dos feldespatos y algunas micas.

Respuesta correcta: b. 5.

Relaciona tres texturas magmáticas con las condiciones físicas que tiene el magma durante su solidificación.

6.

Describe las características del metamorfismo regional y señala en que zonas de la corteza se produce. El metamorfismo regional se produce por un aumento paralelo de la presión y la temperatura. Los procesos más importantes son la formación de estructuras orientadas y la neoformación de minerales. Se produce en las zonas de subducción y afecta a grandes masas de rocas. Es, sin duda, el más importante de los metamorfismos.

Biología y Geología 1.º Bachillerato

4 7.

Procesos geológicos internos

Haz un dibujo de un pliegue, indicando sus elementos y define estos lo más brevemente posible. La charnela es la zona de máxima flexión del pliegue. Los flancos son las partes del pliegue a ambos lados de la charnela. El plano axial es el plano imaginario que une todas las charnelas del pliegue. El eje del pliegue es la intersección del plano axial con el de estratificación. El núcleo es la parte más interna del pliegue.

Plano axial. Es el plano imaginario que une todas las charnelas del pliegue. Eje del pliegue. Es la intersección del plano axial con el plano de estratificación.

Anticlinal Charnela. Es la zona de máxima flexión del pliegue.

Sinclinal Flanco

Flanco Núcleo. Es la parte más interna del pliegue.

Los flancos son las partes del pliegue a ambos lados de la charnela.

PRUEBA DE EVALUACIÓN B Test (0,5 puntos cada una = 3 puntos)

Preguntas (1 punto cada una = 7 puntos)

1.

1.

El magma andesítico es: a) El más viscoso y más caliente.

Un magma se forma por la fusión, total o parcial de rocas, del manto o de la corteza profunda, por algunos de los factores siguientes: aumento de la temperatura, disminución de la presión o aumento de la cantidad de agua. Estos factores pueden actuar en solitario o dos o más al mismo tiempo.

b) El más fluido y más caliente. c) De temperatura y fluidez intermedia. Respuesta correcta: c. 2.

En las dorsales oceánicas se producen:

Una vez formado el magma trata de de ascender hasta la superficie, debido a su menor densidad, hasta que la densidad del mismo se iguala con las rocas encajantes. Allí se acumulará, dando lugar a la llamada cámara magmática.

a) Solo el magma granítico. b) El magma granítico y el magma andesítico. c) Solo el magma basáltico.

Si a la cámara magmática siguen llegando materiales fundidos, se produce una sobrepresión y el magma tratará de salir, dando lugar a una actividad volcánica. Se forman así las rocas volcánicas, en la superficie de la Tierra, y las rocas filonianas, en las vías de ascenso.

Respuesta correcta: c. 3.

El aumento de la temperatura no es responsable, en las rocas metamórficas de: a) La formación de nuevos minerales. b) La orientación de los minerales.

Por último, debido a un lento enfriamiento lento del magma en la cámara magmática, se formarán las rocas magmáticas plutónicas.

c) La deshidratación de minerales hidratados. Respuesta correcta: b. 4.

El pliegue sinclinal se caracteriza por lo siguiente:

2.

a) En el núcleo se encuentran los materiales más modernos. c) El núcleo es la parte superior del pliegue. Respuesta correcta: a. En la falla normal o directa:

El magma basáltico, por la fusión parcial del manto superior, que es el más superficial.

a) El labio superior se apoya sobre el inferior. b) El labio inferior se apoya sobre el superior.

El magma andesítico, de posición intermedia, que se produce por la fusión parcial de la corteza oceánica.

c) El desplazamiento de los labios es solo horizontal.

Y el magma granítico, el más profundo, por la fusión total de corteza continental.

Respuesta correcta: b. 6.

Las zonas donde más terremotos se producen son: a) Las zonas de dorsales.

Describe los tipos de magmas que se producen en las zonas de subducción. Relaciónalos con la profundidad a que se forman. En las zonas de subducción, debido al aumento de temperatura, por el rozamiento entre las dos placas, y al aumento de la cantidad de agua, por la deshidratación de los minerales de la placa que subduce, se van a formar los tres tipos de magmas:

b) En el núcleo se encuentran los materiales más viejos.

5.

Explica cómo se forman los magmas y describe su posterior evolución.

3.

Describe los distintos procesos metamórficos. Relaciona dichos procesos con los factores que lo provocan.

b) Los bordes neutros o fallas transformantes.

Los procesos metamórficos son los siguientes:

c) Las zonas de subducción.

❚ Recristalización, debido a un aumento de los minerales al aumentar la temperatura.

Respuesta correcta: c.

Unidades didácticas

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

Procesos geológicos internos

❚ Formación de estructuras orientadas, como la esquistosidad, debido a que las presiones tectónicas hacen que se orienten los minerales hojosos como micas y arcillas.

6.

❚ Deshidratación y descarbonatación de minerales hidratados, como las arcillas, y de los carbonatos, como la calcita.

Norte a Labio de falla (levantado)

Explica cuáles son los procesos más importantes que se producen en el metamorfismo de contacto o térmico y a que tipos de rocas dan lugar.

Sinclinal

Simétrico

Asimétrico

Recto

Inclinado

Tumbado

Acostado

Unidades didácticas

Línea de falla b c

a-b: Salto de falla a-c: Escarpe de falla

Labio de falla (hundido)

Buzamiento del plano de falla

Plano de falla: es el plano de fractura sobre el que se realiza el desplazamiento de los bloques. Labio superior o elevado: bloque que resulta elevado con respecto al otro. Labio inferior o hundido: bloque que resulta hundido con respecto al otro.

Dibuja los siguientes tipos de pliegues: anticlinal, sinclinal, simétrico, asimétrico, recto, inclinado, tumbado y acostado. Anticlinal

Dirección de la línea de falla Estrías

En el metamorfismo térmico el proceso más importante es la recristalización de minerales. También se produce una neoformación de minerales metamórficos debido al aumento de la temperatura en contacto con magmas calientes. Las rocas a que dan lugar son las corneanas si la recristalización ha sido total y las pizarras mosqueadas si la recristalización ha sido solo parcial. 5.

Dibuja una falla, indicando sus elementos y definiendo los mismos brevemente. Plano de falla

❚ Por último, el proceso más importante, la neoformación de minerales metamórficos al reaccionar entre si los minerales preexistentes por los cambios en las condiciones físico-químicas. 4.

4

Salto de falla: es el desplazamiento relativo que han sufrido los bloques de la falla. 7.

Enumera los lugares de la corteza terrestre donde se producen el mayor número de seísmos. ¿Existe alguna relación entre zonas sísmicas y zonas volcánicas? Razona tu respuesta. Las zonas donde se producen mayor cantidad de seísmos son los llamados cinturones, zonas de enfrentamiento entre dos placas o zonas de subducción, como el Cinturón de Fuego del Pacífico y el Cinturón Mediterráneo. En estas zonas también se producen procesos magmáticos-volcánicos. También se producen terremotos en las grandes fallas, como la Falla de San Andrés al oeste de Norteamérica, pero en estas zonas no están asociados a procesos volcánicos.

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

6

EL TIEMPO GEOLÓGICO

Introducción

A 

unque el alumnado ya ha tenido algunas nociones de geología histórica en cursos anteriores es en 1.º de Bachillerato donde este estudio profundiza más, sirve de repaso a los contenidos anteriores y supone una buena introducción a la parte de Biología que se presenta ya en la UNIDAD 7. Comienza la unidad con la definición de tiempo geológico, para tratar que el alumnado sea consciente de que los sucesos que acaecen en escala geológica tienen muy poco que ver con los que ellos experimentan diariamente. A continuación se detallan los diferentes métodos de datación que se emplean en geología. Entre ellos nos detenemos, por su especial relevancia en los métodos estratigráficos, con mención del principio de superposición de estratos; los biológicos, donde prestamos especial atención a los fósiles y su valor fundamental para la datación geológica y los métodos estructurales y radiométricos. La idea es que el alumnado sea consciente de la multidisciplinariedad de la geología y que los conocimientos adquiridos por los geólogos se asientan en muy diferentes datos procedentes de diversas fuentes de conocimiento. Después de los métodos de datación se descruben las eras y períodos de la historia de la Tierra, haciendo hincapié en los principales sucesos tanto geológicos como biológicos que tuvieron lugar en ellos, que acompañamos de numerosas imágenes y tablas para facilitar la comprensión de estos eventos. Finaliza la unidad con una breve presentación del mapa topográfico y el mapa geológico, herramientas fundamentales para el estudio del científico de campo. Se analizan las principales informaciones que proporcionan estos mapas y cuál es su utilidad en cada caso. La utilización de animaciones, medios audiovisuales y, en general, recursos que podemos encontrar en la web, así como los que presentamos como recursos adicionales al libro del alumno, resulta de gran ayuda para comprender mejor estos procesos que ocurren a una escala geológica. Estos recursos pueden además combinarse con algunas actividades de búsqueda en Internet, que sirven para trabajar la competencia digital, la de aprender a aprender y la de sentido de la iniciativa y

Unidades didácticas

espíritu emprendedor. Por ello se plantean a lo largo de la unidad diversas tareas de investigación denominadas Investiga, en las que el alumno debe tomar las riendas de su trabajo, organizarlo de forma personal y presentarlo usando las TIC. En esta unidad, estas actividades van encaminadas al conocimiento de las aportaciones de ciertos científicos como Hutton o Lyell, la ampliación de ciertas cuestiones relacionadas con los restos fósiles y algunas otras que invitan a investigar acerca de hechos fundamentales tanto a nivel geológico como biológico a lo largo de la historia de la Tierra. La amplia batería de actividades del libro del alumno completa la unidad. Estas actividades, clasificadas en dos niveles de dificultad y según los epígrafes de la unidad, permiten desarrollar y practicar los conocimientos adquiridos y desarrollar las competencias lingüística y la de aprender a aprender. Se incluye como recurso de la unidad una presentación que el profesor puede utilizar de dos maneras diferentes: como introducción a la misma, o bien como repaso, una vez terminada la explicación y el desarrollo de la unidad, antes de las pruebas de evaluación.

Objetivos ❚ Relacionar sucesos geológicos con escalas de tiempo aproximadas. ❚ Conocer y explicar los distintos métodos de datación empleados en geología. ❚ Conocer los períodos de la historia de la Tierra y describir los principales sucesos geológicos y biológicos que tuvieron lugar en ellos. ❚ Identificar y establecer las diferencias entre un mapa geológico y un mapa topográfico.

Temporalización El tiempo previsto para desarrollar esta unidad es de siete horas aunque debemos tener en cuenta cómo es el grupo de alumnos, según las peculiaridades del grupo podrían hacerse algunas modificaciones. En principio puede fijarse el tiempo necesario en unas siete clases: seis para el desarrollo de contenidos y una más para la práctica de laboratorio.

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

El tiempo geológico

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PROGRAMACIÓN DIDÁCTICA DE LA UNIDAD Contenidos La Tierra: un sistema en continuo cambio

Criterios de evaluación

Estándares de aprendizaje

Relación de actividades del LA

1. Deducir a partir de mapas topográficos y cortes geológicos de una zona determinada, la existencia de estructuras geológicas y su relación con el relieve.

1.1. Interpreta y realiza mapas topográficos y cortes geológicos sencillos.

Métodos de datación del tiempo geológico: ❚   Métodos estratigráficos ❚   Métodos biológicos ❚   Métodos estructurales ❚   Métodos radiométricos ❚   División del tiempo geológico

2. Aplicar criterios cronológicos para la datación relativa de formaciones localizadas en un corte geológico.

2.1. Comprende y aplica los criterios de 3, 4, 5, 6, 10, 11 datación en geología. AF 2, 3, 4, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15

Grandes cambios ocurridos en la Tierra: ❚   Precámbrico ❚   Paleozoico ❚   Mesozoico ❚   Cenozoico

El mapa topográfico y el mapa geológico: ❚   El mapa topográfico ❚   El mapa geológico

1, 2, 17 AF 1, 24, 25, 26

Competencias clave CCL CMCCT CD CAA CSC CSIEE CCEC

2.2. Interpreta cortes geológicos y determina la antigüedad de sus estratos, las discordancias y la historia geológica de la región.

AF 5, 19 Técnicas de trabajo y experimentación

3. Describir los principales períodos de la historia de la Tierra y los sucesos, tanto geológicos como biológicos que tuvieron lugar en ellos.

3.1. Describe y relaciona con sus causas los principales sucesos que tuvieron lugar en los distintos períodos de la historia de la Tierra.

12, 13, 14, 15, 16 AF 16, 21, 22, 23 Ciencia, Tecnología y Sociedad

4. Interpretar el proceso de fosilización y los cambios que se producen.

4.1. Categoriza los principales fósiles 7, 8, 9, 13, 14 guía, valorando su importancia para el AF 6, 7, 17, 18, 20 establecimiento de la historia geológica de la Tierra.

CCL CMCCT CD CAA CSC CSIEE CCEC

CMCCT

CCL CMCCT CD CAA CSC CSIEE CCEC

Libro del Alumno (LA); actividades finales (AF); comunicación lingüística (CCL); competencia matemática y competencias básicas en ciencia y tecnología (CMCCT); competencia digital (CD); aprender a aprender (CAA); competencias sociales y cívicas (CSC); sentido de iniciativa y espíritu emprendedor (CSIEE); conciencia y expresiones culturales (CCEC).

Unidades didácticas

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

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El tiempo geológico

PARA EL ALUMNO

MAPA DE CONTENIDOS DE LA UNIDAD

Vídeo: La historia de la Tierra

Vídeo: Las eras geológicas Documento: Paleoicnología Documento: Origen y evolución de la atmósfera y la hidrosfera Documento: Las causas de las extinciones Documento: Antropoceno, ¿estamos en una nueva era?

Vídeo: El ámbar: una resina de interés científico Enlace web: Proceso de fosilización Enlace web: Escala cronoestatigráfica 2015 Documento: Otra forma de datar: la densidad de los cráteres

Vídeo: Historia geológica 3D Práctica de laboratorio: La regla de las uves

Unidad 6: El tiempo geológico 1. La Tierra: un sistema en continuo cambio

2. Métodos de datación del tiempo geológico 2.1. Métodos estratigráficos 2.2. Métodos biológicos 2.3. Métodos estructurales 2.4. Métodos radiométricos 2.5. División del tiempo geológico

3. Grandes cambios ocurridos en la Tierra 3.1. Precámbrico (4 550-542 Ma) 3.2. Paleozoico o era Primaria (542-250 Ma) 3.3. Mesozoico o era Secundaria (250-65 Ma) 3.4. Cenozoico (65-0 Ma)

4. El mapa topográfico y el mapa geológico 4.1. El mapa topográfico 4.2. El mapa geológico

PARA EL PROFESOR

Presentación

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Actividades de refuerzo y ampliación

Unidades didácticas

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

El tiempo geológico

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Práctica de laboratorio: El perfil topográfico

Ciencia, tecnología y sociedad El papel de los insectos en la extinción de los dinosaurios

Técnicas de trabajo y experimentación Interpretación de cortes geológicos

Actividades y tareas

Síntesis de la unidad y Evaluación

Presentación Pruebas de evaluación

WEBGRAFÍA Revista del aficionado a la meteorología Página web que contiene dentro del apartado REVISTA algunos artículos interesantes, como las nuevas teorías sobre la formación de la atmósfera. http://www.tiempo.com/ram/7645/ Fauna de Edicara Son muchos los enlaces que es posible encontrar sobre estas formaciones. Destacamos: http://revistacmc.jgcalleja.es/?p=168&fb_ ref=Default,

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Unidades didácticas

http://geofrik.com/2014/01/23/fauna-de-ediacara/ y el vídeo https:// www.youtube.com/watch?v=v361IQh6dPE&feature=player_embedded Historia de la Tierra Información relativa a este contenido tenemos en http://www.scotese.com/earth.htm Atapuerca Recomendamos la interesante página web del yacimiento arqueológico de Atapuerca. http://www.atapuerca.org/

Actividades de refuerzo y ampliación

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

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El tiempo geológico

SUGERENCIAS DIDÁCTICAS Introducción

Principio de superposición de los estratos

Comenzar la exposición de la unidad reflexionando sobre la dimensión del tiempo en geología, y cómo han podido quedar registrados los sucesos en la Tierra: los estratos, su contenido fósil... y la necesidad de datar esos acontecimientos.

Hay que prestar atención a este apartado porque, para poder aplicar los métodos estratigráficos a la hora de interpretar la historia geológica de una región, es muy importante conocer los principios básicos en los que nos basamos. El principio de superposición de los estratos, que establece el orden de sucesión de más antiguo a más moderno, siempre que no se alteren las condiciones iniciales y no hayan sido deformados, el principio de horizontalidad y el de continuidad lateral, así como las excepciones en la aplicación de estos, han de ser asimilados por los alumnos para poder aplicarlos después.

Se puede hacer una tormenta de ideas en clase, para comprobar los conocimientos previos que tienen los alumnos y realizar las actividades de la sección Comprueba lo que sabes. Vídeo: LA HISTORIA DE LA TIERRA Y DE LA VIDA Documental en inglés muy completo que muestra los principales sucesos en la historia de la Tierra.

1. La Tierra: un sistema en continuo cambio (página 123) Este epígrafe pretende hacer reflexionar al alumnado sobre que el planeta es dinámico y sufre continuos cambios. Hay que enfatizar que esos cambios son el resultado de la interacción de todos los procesos que ocurren en la Tierra y en el concepto de tiempo, significando que lo que nosotros observamos no es más que una instantánea en la evolución del planeta, y que este seguirá cambiando mientras exista calor interno.

2. Métodos de datación del tiempo geológico (páginas 124-133) En este apartado se trata de que los alumnos entiendan y diferencien entre cronología relativa (métodos que establecen un orden relativo de los sucesos geológicos) y cronología absoluta (métodos que fijan fechas lo más exactas posibles de los fenómenos geológicos), así como la importancia que tienen los métodos de datación para conocer la historia de la vida.

2.1. Métodos estratigráficos Se basan en el análisis de la secuencia de estratos que aparecen en el registro geológico. En primer lugar hay que definir lo que es un estrato, cada una de las capas en las que se disponen las rocas sedimentarias, y explicar después qué es una secuencia estratigráfica. Posteriormente hay que explicar que la sucesión estratigráfica no es continua, que se suceden interrupciones en la sedimentación, hiatos, que dan lugar a diastemas en el registro sedimentario, y procesos tectónicos que provocan la deformación, exposición y erosión de los estratos, antes de que continúe de nuevo la sedimentación, si se dan las condiciones adecuadas y la zona quede de nuevo sumergida en una cuenca sedimentaria. Si esto ocurre así, los nuevos materiales sellarán las denominadas discontinuidades estratigráficas. Es precisamente el estudio de estás discontinuidades lo que aportará más información para establecer la historia geológica de una región determinada. Y haciendo correlaciones estratigráficas entre los materiales de distintas zonas, llegar a conocer la historia de la Tierra en su conjunto.

Criterios de polaridad de los estratos De igual importancia es este apartado por sus consecuencias a la hora de aplicar estos criterios a la reconstrucción de los sucesos geológicos que han afectado a una región determinada y establecer adecuadamente la cronología de los mismos. Hay que dar prioridad a que sepan identificar correctamente las estructuras sedimentarias de techo y muro (ripples, grietas de desecación, pistas de organismos, granoselección positiva, relleno de canal...), las estructuras sedimentarias internas (como estratificaciones cruzadas) y la forma de los estratos (con muros irregulares por acomodación de los materiales a paleorrelieves, etc.). Estas estructuras también aportan información paleoclimática y sobre los ambientes sedimentarios donde se formaron (fluvial, marino, deltaico, desértico…). Para profundizar y facilitar la asimilación de estas estructuras y que los alumnos las entiendan correctamente sería interesante disponer de muestras de mano, que el alumnado pueda ver y tocar, así como ver imágenes que las ilustren con ayuda del proyector o la pizarra digital. Análisis de varvas glaciares Las varvas glaciares son otro método muy utilizado para establecer cronología relativa y además permiten deducir el medio sedimentario y el clima en el que se formaron los estratos. Se trata de pares de estratos anuales de origen glaciar que constan de una capa limosa o arenosa de color claro (producida en época estival, cuando la superficie del lago no está helada y recibe mayor aporte de sedimentos) y de una capa arcillosa oscura, (producida en invierno, cuando el hielo superficial solo permite que se depositen finas partículas arcillosas que permanecen en suspensión).

2.2. Métodos biológicos Video: EL ÁMBAR: UNA RESINA DE INTERÉS CIENTÍFICO Vídeo que aunque aparenta ser algo infantil es muy completo acerca la formación del ámbar y el gran interés científico que tiene, especialmente por los restos biológicos que pueden quedar retenidos en él.

Discontinuidades estratigráficas

Los restos fósiles presentes en los estratos de las rocas sedimentarias y las huellas de la actividad de los seres vivos, son las herramientas más utilizadas y más importantes para poder datar las formaciones geológicas. Por ello hay que darle especial importancia y hacer hincapié en algunos conceptos clave para su aplicación.

Se pretende que los alumnos aprendan y diferencien entre los tres tipos de discontinuidades estratigráficas: discordancias, disconformidades e inconformidades, así como su significado geológico.

En primer lugar hay que detenerse y hacer reflexionar a los alumnos sobre cómo se lleva a cabo el proceso de fosilización. Hay que asumir que la fosilización de un ser vivo es algo extremadamente

Unidades didácticas

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

El tiempo geológico

raro y difícil que ocurra, ya que los restos orgánicos se alteran y destruyen con facilidad si están expuestos a la acción del agua o de la atmósfera. Para que se forme un fósil se deben dar unas condiciones muy particulares que pasan por un rápido enterramiento del resto orgánico. Los denominados fósiles-guía, son los mejores para establecer relaciones cronológicas. Un fósil-guía es una especie fósil delimitada a un intervalo de tiempo. Hay que dedicar un tiempo a que los alumnos reflexionen sobre las condiciones especiales que tienen que concurrir para que un determinado fósil sea considerado fósil-guía: gran dispersión geográfica, proceso evolutivo rápido, gran tolerancia ecológica, con características fisiológicas muy significativas que permitan su fácil reconocimiento y distinción. Esto se puede llevar a cabo mediante una tormenta de ideas o un pequeño debate en clase, o también haciendo una pequeña investigación en Internet y exponiendo las conclusiones en clase de manera conjunta. Otro aspecto que se debe destacar aquí es el hecho de que las asociaciones de varios fósiles guía ajustan mucho más la datación, porque se delimita al tiempo en que convivieron esas especies en la Tierra. Por otra parte hay que explicar que el contenido fósil de los estratos es fundamental para interpretar la paleoecología y la peleoclimatología de la región, porque aportan información sobre el medio sedimentario en que se formó el estrato. Los fósiles también son fundamentales para reconstruir la posición paleogeográfica de las placas en épocas pasadas. Además son extraordinarios para hacer biocronoestratigrafía, permitiendo realizar cronología relativa y correlaciones estratigráficas entre series que no tienen continuidad física. Esto se basa en otro de los principios básicos de la geología, que los alumnos deben conocer, el principio de sucesión faunística, por el que se admite que en cada intervalo de tiempo de la historia geológica (representada por un conjunto de estratos o formaciones), los organismos que vivieron y que, por tanto, pudieron fosilizar, fueron diferentes y no repetibles en el tiempo (debido a la irreversibilidad de la evolución biológica). Este principio permite establecer correlaciones (comparaciones en el tiempo) entre materiales de contextos geográficos muy distantes pero que tienen la misma edad, ya que muchos organismos tenían una extensión horizontal o dispersión prácticamente mundial. Enlace web: PROCESO DE FOSILIZACIÓN Resumen del concepto de fosilización y de los procesos físicoquímicos que lo permiten.

Dendrocronología Aquí hay que explicar que se pueden hacer dataciones encadenadas con los anillos de los árboles a partir de uno de edad conocida, y además es un método que aporta información paleoclimática, ya que el grosor de los anillos depende de la temperatura, humedad, etc. Este método también se puede aplicar con otros organismos que tengan anillos de crecimiento, como los corales.

6

2.3. Métodos estructurales Hay que reseñar en este apartado que se trata de un método de cronología relativa que, aparte de basarse en los principios básicos de la Geología antes vistos, aplica el principio de intersección, según el cual las fallas o intrusiones que atraviesan otros materiales son más modernas que los materiales a los que cortan. También aplica el principio de las inclusiones, según el cual, cualquier roca incluida en otra es más antigüa la inclusión que la roca que la contiene.

2.4. Métodos radiométricos Son muy importantes y por tanto hay que asegurase de que los alumnos los comprenden bien. Son métodos de datación absoluta, que permiten establecer edades precisas. Se basan en el análisis del contenido en isótopos inestables que se van trasmutando en isótopos estables a ritmo constante y conocido, es decir, en la relación que existe entre ambos en la muestra objeto de estudio. Esta desintegración es espontánea y se produce a una velocidad conocida. Para saber la edad de una muestra se necesita saber la vida media del elemento padre o período de semidesintegración (tiempo que tarda el isótopo padre en reducirse a la mitad). En función de la vida media de los elementos serán aplicables a rocas o muestras de mayor o menor antigüedad. Se hace especial mención del método del C14, que si bien no tiene una aplicación muy amplia en datación geológica, ya que se usa en restos orgánicos, se basa en los mismos principios y despierta mucho interés en los alumnos.

2.5. División del tiempo geológico Se trata aquí de presentar a los alumnos la escala cronoestratigráfica global, que utiliza unidades cronológicas absolutas. Aunque en la práctica se usan dos escalas simultáneamente, la geocronológica y la cronoestratigráfica. Las unidades geocronológicas son divisiones del tiempo geológico que tienen límites establecidos a partir de dataciones absolutas eón, era, periodo, época, edad. Las unidades cronoestratigráficas son divisiones estratigráficas en las que se definen estratos formados durante un tiempo determinado, que se denomina estratotipo: eonotema, eratema, sistema, serie, piso. Se trata de que el alumnado conozca las principales divisiones de la historia de la Tierra, al menos hasta los períodos, y por lo menos conozcan la existencia de alguna división menor. Hay que contarles que esta escala se revisa anualmente por una comisión internacional de estratigrafía, ya que los límites entre unas divisiones y otras no están siempre claros y son objeto de controversia y debate. Enlace web: ESCALA CRONOESTRATIGRÁFICA 2015 Página web del Institut Cartogràfic i Geològic de Cataluña donde se comentan los principales cambios que se han acordado con respecto a la escala cronoestratigráfica en 2015.

Relojes moleculares Son métodos basado en cambios en las moléculas orgánicas, que mantienen un equilibrio durante la vida del organismo, pero que a partir de su muerte, se van transformando en otras moléculas más estables, alterando la proporción que existía inicialmente en el organismo cuando vivía. Al tratarse de moléculas orgánicas no es un método aplicable a rocas ni útil para sucesos muy antiguos. Unidades didácticas

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Documento: OTRA FORMA DE DATAR: LA DENSIDAD DE LOS CRÁTERES En este texto se explica cómo la densidad de cráteres que dejan los meteoritos que caen sobre un planeta puede usarse también como método para datar. Biología y Geología 1.º Bachillerato

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El tiempo geológico

3. Grandes cambios ocurridos en la Tierra (páginas 134-139)

4. El mapa topográfico y el mapa geológico (páginas 140-141)

Vídeo: LAS ERAS GEOLÓGICAS

Vídeo: HISTORIA GEOLÓGICA 3D

Documental que repasa los sucesos geológicos más importantes en la historia de la Tierra. Interesante como introducción al epígrafe.

Animación que ilustra cómo se va generando la historia geológica de una región hasta llegar al bloque diagrama definitivo.

En este apartado se trata de profundizar con detalle en las características particulares de cada era geológica (Precámbrico, Paleozoico, Mesozoico y Cenozoico). Se comienza exponiendo una línea del tiempo con la datación de sus límites y divisiones. Se hace después una descripción de las características más significativas de la Tierra en ese tiempo, resaltando en cada caso la evolución geológica y situación de las placas litosféricas, el clima existente y la evolución biológica prestando especial atención a los fósiles más característicos y a las extinciones que tuvieron lugar. Documento: PALEOICNOLOGÍA Texto en el que se describe qué es la paleoicnología, cuál es su utilidad, y alguna de las técnicas de las que se sirve esta ciencia para estudiar la historia de la Tierra.

En este apartado se les puede pedir a los alumnos que hagan por grupos (en función del número de alumnos) una presentación de las características más relevantes de cada era y la expongan en clase a sus compañeros. Documento: ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LA ATMÓSFERA Y LA HIDROSFERA Artículo que resume las principales ideas acerca de cómo pudo ser la generación de la atmósfera terrestre.

Documento: LAS CAUSAS DE LAS EXTINCIONES En este texto se analizan algunas de las causas que pudieron provocar las grandes extinciones ocurridas en la historia de la Tierra.

Documento: ANTROPOCENO, ¿ESTAMOS EN UNA NUEVA ERA? Artículo sobre la propuesta realizada por un grupo de científicos para establecer una nueva era, el antropoceno, basada en diversos criterios geológicos.

Unidades didácticas

Este punto es eminentemente práctico, por lo que, se le debe dedicar bastante tiempo dentro del desarrollo de la unidad. Se trata, en primer lugar, de que comprendan los fundamentos del mapa topográfico y hagan el levantamiento de algún perfil, para después estudiar en profundidad los fundamentos del mapa geológico y aprender a interpretar toda la información que contiene: cronoestratigráfica, geomorfológica, recursos y yacimientos minerales, contenido fósil, estructural, tectónica, etc. Práctica de laboratorio: EL PERFIL TOPOGRÁFICO En esta práctica alternativa a la del Libro del Alumno se pretende que el alumnado comprenda cómo se interpreta un perfil topográfico a partir de un mapa topográfico.

Práctica de laboratorio: LA REGLA DE LAS UVES Se explica en un breve texto, con una actividad asociada la regla de las uves, que ayudará al alumnado a interpretar cortes geológicos. Se puede combinar con las otras prácticas de laboratorio de la unidad.

Ciencia, Tecnología y Sociedad En este apartado se presenta un texto que puede resultar sorprendente para el alumnado ya que la mayoría conocen la causa más probable de la extinción de los dinosaurios. El texto plantea algunas dudas sobre esa hipótesis, lo que puede ayudar a concienciarles acerca de que la ciencia es una disciplina que cambia constantemente y que pone a prueba sus hipótesis una y otra vez.

Técnicas de Trabajo y Experimentación Se plantea en esta sección una actividad para que el alumnado trabaje con cortes geológicos, lo que les obligará a recordar contenidos de unidades anteriores y a aplicar de forma práctica los que se han tratado en la presente unidad. La actividad presenta cierta complejidad, por lo que puede ser útil dar ciertas pautas antes de su realización, como indicios que den pistas sobre si unos estratos pueden ser más antiguos que otros, la posición previa de esos estratos, etc.

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

El tiempo geológico

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES Comprueba lo que sabes 1.

Cita alguna de las divisiones de la historia de la Tierra. Paleozoico, Mesozoico, Cenozoico, Neógeno, Paleógeno, Cretácico, Arcaico...

2.

¿Podrías situar cronológicamente algún acontecimiento importante que haya ocurrido en la evolución geológica de nuestro planeta? Ejemplo. Hace 65 Ma tuvo lugar el comienzo de la orogenia Alpina, que aún continua y la extinción de los grandes reptiles del Mesozoico.

3.

La superposición de los estratos establece una cronología relativa y, por tanto, un orden relativo en los sucesos geológicos y biológicos que han ocurrido a lo largo de la historia de la Tierra, es decir, cuales sucedieron antes y cuales después. 4.

¿Qué es un fósil? ¿Cómo se forma? Los fósiles (del latín fossile, lo que se extrae de la tierra) son los restos de organismos vivos que vivieron en otros tiempos en la Tierra o señales de su actividad vital. Dichos restos, se conservan inmersos en las rocas sedimentarias. Para que un resto corporal o una señal de un organismo se convierta en un fósil es necesario que sufra un proceso físicoquímico conocido como fosilización, durante un periodo de tiempo generalmente largo, desde que el organismo muere y es enterrado. El proceso de fosilización comienza con la desaparición de las partes blandas y el relleno de los huecos por el sedimento circundante. En ese momento empiezan a producirse una serie de transformaciones químicas que poco a poco van sustituyendo los compuestos orgánicos de esos restos por minerales.

5.

¿Por qué se utilizan isótopos para establecer la datación de los eventos geológicos? Porque los isótopos se forman a velocidad constante en el universo a partir del elemento padre original, por lo que la cantidad existente en una roca de un isótopo determinado permite establecer la cronología absoluta del acontecimiento que lo originó.

Investiga (página 123) Busca información sobre James Hutton. ¿Por qué se le considera el padre de la geología moderna? Haz un resumen de su actividad científica. Respuesta libre. James Hutton se considera el padre de la geología moderna porque fue el primero en introducir la idea del reciclaje continuo de los materiales en el planeta Tierra. Explicó el ciclo geológico: las rocas se meteorizan y forman sedimentos que se acumulan en grandes cuencas, donde son enterrados y sufren procesos metamórficos y/o magmáticos. Posteriormente, se deforman y dan lugar a grandes cordilleras que son de nuevo meteorizadas y erosionadas, y el ciclo vuelve a comenzar.

Unidades didácticas

117

(páginas 122-141)

Hutton nació en Edimburgo en 1726, médico de formación, también hizo incursiones en la meteorología, la química o la agricultura. El resultado de sus observaciones fueron dos conferencias que pronunció en 1785 y que publicó tres años después en las que describía el ciclo geológico. Cien años después de su muerte, se publicaron sus resultados en una obra en tres volúmenes, Theory of the Earth, cuyas ideas influyeron a importantes científicos posteriores como Lyell o Darwin.

Actividades 1

¿Sabes qué son los estratos y que información aportan sobre la evolución de la Tierra? Capas de rocas de espesor más o menos uniforme cuyo origen se debe a un proceso de sedimentación.

6

Pon dos ejemplos de interacción entre los distintos subsistemas del sistema Tierra. Formación de un suelo, meteorización de una roca granítica.

2

Investiga sobre las nuevas teorías acerca de la procedencia de la atmósfera terrestre. Los gases que formaron la atmósfera primitiva y probablemente también el H2O de los océanos, deben provenir del último bombardeo meteorítico, producido por objetos ricos en hielo y gases como los cometas provenientes de las zonas más externas del sistema solar, después de que la Tierra ya se había formado completamente. Según algunos autores, los gases volcánicos no pueden haber contribuido significativamente a la composición de la atmósfera terrestre. Se han medido relaciones isotópicas de trazas de gases como el cripton y el xenón en el interior de la Tierra y concuerdan con las medidas en las emanaciones volcánicas, pero no con las relaciones que existen en la atmósfera, lo que probaría un origen diferente.

Investiga (página 125) Busca información acerca de las estructuras de actividad de organismos en la superficie de estratificación. Elabora un listado con los tipos de estructuras. Respuesta libre. A continuación se presentan algunas de las estructuras de actividad definidas, si bien las clasificaciones son mucho más amplias: Estructuras de bioturbación: reflejan la interrupción de la sedimentación y de la estratificación a partir de la actividad de organismos como: ❚ Pistas o trail: son estructuras superficiales de desplazamientos. Son superficiales o subsuperficiales. ❚ Pisadas, huellas o tracks: pisadas dejadas por un organismo (vertebrado o invertebrado) en un acto de locomoción. ❚ Rastrillada o trackway: grupos de pisadas causadas por varios organismos en actos de desplazamiento. Estructuras de bioestratificación o formadores de roca: entre ellos están los estromatolitos, las estructuras formadas por corales y las redes de algas. Otras dejan marcas en la roca, como los icnofósiles. Se han clasificado las trazas dejadas por los icnofósiles hasta en ocho tipos, en función de observaciones etológicas (reptar, construir cuevas, excavar, etc.).

Biología y Geología 1.º Bachillerato

6 3

El tiempo geológico

Explica las diferencias entre cronología relativa y absoluta. La cronología relativa establece el orden relativo entre los sucesos estudiados, es decir, qué suceso ocurrió primero, mientras que la cronología absoluta establece el momento exacto en el que tuvo lugar un determinado suceso.

4

¿Qué diferencia existe entre disconformidad y discordancia? Una disconformidad es una discontinuidad estratigráfica que conserva el paralelismo entre los estratos. Una discordancia es una discontinuidad que viene marcada por un determinado ángulo entre los estratos implicados en la misma.

5

Debatid en equipo sobre los criterios para establecer la cronología relativa y la absoluta de las edades de todas las personas del centro escolar. El aspecto físico (estatura, arrugas, canas, …), el curso al que pertenecen, si han repetido curso, etc.

6

Busca información y haz un esquema de las estructuras sedimentarias que indican polaridad en los estratos.

Investiga (página 128) Busca información y describe cómo se produce el proceso de fosilización. Es un proceso complejo y muy lento, que dura millones de años, por el que el organismo, algunas de sus partes, sus huellas o los productos de su metabolismo, pasan a formar parte de las rocas que lo contienen, sufriendo una serie de cambios químicos denominados mineralización, donde los componentes orgánicos son sustituidos por otros inorgánicos. El proceso de fosilización comienza con la muerte del organismo y su posterior enterramiento. Cuanto menos tiempo esté el organismo expuesto al exterior mayor será la probabilidad de que fosilice. Lo más probable, salvo excepciones, es que las partes blandas desaparezcan, ya que es muy fácil que se oxiden y que sean atacadas por bacterias. Las partes duras son las que generalmente sufren el proceso de mineralización, que dependerá de la composición del organismo y del sedimento. Existen varios tipos: carbonatación, silicificación, piritización, carbonificación y fosfatación. 8

❚ Estructuras primarias: debidas a los procesos de sedimentación.

Debe tener una distribución mundial y una evolución rápida. De este modo podrá encontrarse en estratos depositados en lugares muy distantes entre sí y en un tiempo relativamente corto, lo que permite establecer buenas correlaciones.

Estratificación / laminación – Gradada – Paralela

9

– Cruzada – Ripples o rizaduras – Marcas de corriente – Marcas de carga

Investiga (página 127) Las cruzianas son icnofósiles muy comunes en la península ibérica. Busca información sobre qué son, a qué organismos pertenecen, en qué materiales aparecen, dónde, y qué otra información aportan. Elabora un informe sobre los icnofósiles. Respuesta libre. Las cruzianas son huellas de la reptación de trilobites que suelen encontrarse sobre cuarcitas. Son importantes porque permiten establecer las condiciones de sedimentación de la región donde se hallan las cruzianas ya que esas huellas proceden del Paleozoico, cuando vivieron los trilobites. En la península ibérica son muy abundantes e incluso, dado que no se conocía su origen, se han llegado a emplear en la construcción como elementos ornamentales. 7

Investiga (página 130) ¿Quién fue Charles Lyell? ¿Qué aportó a la geología? Escribe una breve biografía. Respuesta libre. A Lyell se le considera uno de los padres de la geología moderna. Nació en 1797 en Inglaterra y murió en 1875. Su principal obra científica fue Principles of geology (1830) donde proponía la idea de que la Tierra actual era el resultado de sucesos que tenían lugar a lo largo de períodos de tiempo muy prolongados. La obra proponía así mismo que los hechos pasados podían explicarse con los que tienen lugar en el presente (actualismo), excluía la influencia de las catástrofes en los cambios en la Tierra (actualismo) y recuperaba la idea de ciclo geológico de Hutton (equilibrio dinámico). La obra de Hutton sirvió además de inspiración a Darwin para las observaciones que después plasmaría en El origen de las especies. 10 ¿Qué diferencias existen entre datación absoluta y rela-

tiva?

La datación absoluta establece una «edad» concreta de un suceso del registro geológico mientras que la datación relativa establece la secuencia temporal de sucesos.

¿Qué tipo de paleoecosistema indican los fósiles de helechos del Carbonífero? Indican un ambiente continental bastante caluroso y húmedo, que se correspondería con bosques tropicales de gran desarrollo.

Unidades didácticas

¿Podrían utilizarse los anillos de crecimiento de los corales como indicadores paleoecológicos? Justifica tu respuesta. Sí, se pueden considerar buenos indicadores paleoecológicos ya que las condiciones medioambientales favorables para el crecimiento de los corales se dan en un estrecho margen de temperatura del agua, salinidad, transparencia… Si los anillos son más anchos se puede interpretar que dichas condiciones se mantuvieron durante más tiempo.

Estructuras de techo

❚ Estructuras secundarias: debidas a procesos postsedimentarios o diagéneticos.

¿Cuales son los requisitos que debe cumplir un fósil para poder ser considerado fósil-guía?

11 ¿En qué consiste el período de semidesintegración de

un elemento radiactivo? ¿Cómo se puede aplicar este concepto a la datación de acontecimientos geológicos?

118

Biología y Geología 1.º Bachillerato

El tiempo geológico

Se llama período de semidesintegración al tiempo que tardan en transmutarse la mitad de los átomos radiactivos de una muestra: es el tiempo necesario para que los N0 átomos iniciales pasen a ser N0 / 2. En ese tiempo se forman N0/ 2 átomos diferentes, transmutados de los iniciales. Si tenemos un millón de átomos radiactivos y el período de semidesintegración es un año, tardarán un año en convertirse en 500 000. Pero transcurrido otro año aún quedarán 250 000, y en otro más quedarán 125 000. Cada vez se desintegran menos átomos en un mismo tiempo. Por tanto N0 átomos iniciales tardan T1/2 en ser N0 / 2. Si se conoce el período de semidesintegración de un isótopo radiactivo y puede determinarse la proporción padre/hijo, puede calcularse la edad de la muestra. Por ejemplo, supongamos que el período de semidesintegración de un isótopo inestable hipotético es de un millón de años y la proporción padre/hijo de la muestra es 1/15, dicha proporción indica que han transcurrido cuatro períodos de semidesintegración y que la muestra debe tener 4 millones de años. El porcentaje de átomos radiactivos que se descomponen durante un período de semidesintegración es siempre el mismo: 50 %. Sin embargo, el número real de átomos que se descomponen con cada período de semidesintegración disminuye continuamente. Por tanto, a medida que disminuye el porcentaje de átomos del radioisótopo padre, aumenta la proporción del isótopo hijo estable, coincidiendo exactamente el aumento de átomos hijo con la disminución de los átomos padre. Este hecho es la clave para la datación radiométrica. Gracias a la datación radiomética es posible obtener fechas numéricas fiables para los acontecimientos del pasado geológico. Por ejemplo, sabemos que la Tierra tiene alrededor de 4 500 Ma y que los dinosaurios se extinguieron hace unos 65 Ma.

Investiga (página 133) Busca información sobre la localización y el período de algún piso definido en la península ibérica. Represéntalo en un mapa. Respuesta abierta. Un ejemplo es el aragoniense: en la escala continental del Mioceno, posterior al Rambliense y anterior al Vallesiense, equivalente al Burdigaliense Superior, al Langhiense y al Serravalliense Inferior, del registro sedimentario marino.

Investiga (página 135) Busca información acerca de la fauna de Ediacara. ¿A qué debe su nombre? ¿En qué lugares existen yacimientos con fauna de Ediacara? Elabora un informe. Estos curiosos fósiles fueron descubiertos en 1946 por el geólogo australiano Reginald C. Sprigg en una zona montañosa cercana a Adelaida (Australia), conocida como Ediacara Hills (colinas Ediacara). Son los primeros fósiles procedentes de organismos pluricelulares con tejidos diferenciados que se han datado en uno 600 Ma. Sorprende especialmente la gran diversidad de formas de estos fósiles, algunos de los cuales ya anticipan las formas de otras animales posteriores que fueron más exitosos evolutivamente. Esto

Unidades didácticas

119

6

ha llevado a proponer que Ediacara fue un «experimento evolutivo fallido», pues muchos de aquellos organismos no pudieron adaptarse al medio. Todavía la fauna de Ediacara sigue resultando desconocida y plantea numerosos interrogantes, incluso en aspectos elementales como el metabolismo. Se han encontrado yacimientos con fauna de Ediacara por todo el mundo: Terranova y Labrador-Canadá, Namibia, Antártida, Rusia, Inglaterra... Aparte del yacimiento de Ediacara en Australia, al que debe su nombre, destaca el yacimiento de Mistaken Point, en Canadá, y el yacimiento de Nama en Namibia. 12 ¿Cuáles son los tres sucesos más destacados del Prote-

rozoico? La transición a una atmósfera oxidante tuvo lugar entre los 2 500 y 1 800 Ma debido a la actividad de organismos fotosintetizadores, cianobacterias, que tapizaron la Tierra construyendo estromatolitos y que causaron una crisis ambiental de escala global.

Investiga (página 136) ¿Cómo era la posición de los continentes en cada uno de los períodos del Paleozoico? Haz un dibujo. Respuesta libre. En la página web http://www.scotese.com/ pueden encontrarse buenos mapas que muestran la posición de los continentes durante el Cámbrico, Ordovícico, Silúrico, Devónico, Carbonífero y Pérmico.

Investiga (página 137) El Nautilus es el único representante actual de los cefalópodos con concha externa. ¿Cómo y cuál es su hábitat? Haz una tabla con sus características. Respuesta libre. Nautilus o Nautilos es el nombre común de los cefalópodos marinos pelágicos de la familia Nautilidae, la única familia existente de la superfamilia Nautilaceae. Se compone de seis especies distribuidas en dos géneros, el género Nautilus y el genéro Allonautilus. Debido a que han sobrevivido relativamente sin cambios durante millones de años a menudo se consideran «fósiles vivientes». Solo se encuentran en los Océanos Índico y Pacífico, entre los 30º N y 30º S de latitud y de 90º a 175º E de longitud. Habitan en las laderas profundas de los arrecifes de coral, hasta los 700 m de profundidad. Suelen ascender por la noche. Solo en Nueva Caledonia, las Islas de la Lealtad, y Vanuatu se pueden observar nautilos en aguas muy poco profundas debido a que en estos lugares las aguas superficiales son más frías. Generalmente evitan la temperatura del agua por encima de 25 ºC. Son carroñeros y depredadores oportunistas. Comen mudas de langostas, cangrejos ermitaños, y carroña de todo tipo. La concha del Nautilus ocupa un lugar destacado en el emblema oficial de Nueva Caledonia.

Biología y Geología 1.º Bachillerato

6

El tiempo geológico

Anatomía

El tamaño oscila entre los 20-30 cm de diámetro, dependiendo de las especies.

Concha

Son los únicos cefalópodos vivientes con concha externa. Tiene forma de espiral nacarada de aragonito. Vista desde arriba, la concha es de color más oscuro y marcado con rayas irregulares, lo que ayuda a mimetizarse con el agua oscura abajo. La parte inferior es casi completamente blanca, por lo que se hace casi indistinguible de las aguas brillantes cerca de la superficie. Este modo de camuflaje se llama contrasombreado. Los Nautilus no tienen bolsa de tinta, a diferencia de otros cefalópodos, por lo que dependen exclusivamente de su concha para defenderse de los depredadores. El animal puede retirarse completamente en su caparazón y cerrar la abertura con una capucha de cuero formado a partir de dos tentáculos especialmente doblados. La espiral de los Nautilus es uno de los ejemplos más bellos de la naturaleza de la razón áurea o proporciones de oro.

Tentáculos

Suelen tener más tentáculos que otros cefalópodos, hasta noventa, dispuestos en dos círculos, y, a diferencia de los tentáculos de otros cefalópodos, no tienen ventosas.

Fisiología

13 ¿Cuáles son y en qué se diferencian los distintos grupos

de dinosaurios? Los paleontólogos han dividido tradicionalmente a los dinosaurios en dos órdenes en función de la estructura de la cadera: El orden sauristiquios, o caderas de reptil, contenía dinosaurios con grandes aberturas reduciendo el peso del cráneo, dientes, la mayoría, dispuestos en el borde exterior de las mandíbulas, y la mayoría un pubis que apunta hacia adelante el hueso frontal de la cadera, al igual que otros reptiles primitivos. Había tres subórdenes de sauristiquios: los terópodos carnívoros y bípedos, los saurópodos principalmente cuadrúpedos y herbívoros, y los segnosaurios. El orden ornistiquios, o caderas de ave, contenía por otro lado dinosaurios herbívoros los cuales tenían los huesos de la cadera con un pubis que apuntaba hacia atrás como en las aves y algunos sauristiquios avanzados. Los ornistiquios también tenían un pico cornudo, un hueso extra en la mandíbula inferior, y dientes con la corona en forma de hoja. A muchos les faltan los dientes frontales pero tienen potentes molares, bolsas en los carrillos y muchos tendones óseos que enderezaban la columna vertebral. Aunque parezca extraño, las aves no tienen la pelvis de los ornistiquios, sino que son sauristiquios que desarrollaron una estructura de la pelvis similar, pero de forma independiente.

14 ¿Qué diferencia a dinosaurios, pterosaurios e ictiosaurios?

Los tres pertenecen a los diápsidos, grupo muy diverso que constituye una subclase de saurópsidos (reptiles) que divergieron en el Carbonífero. Desde el punto de vista evolutivo pueden distinguirse, a grandes rasgos, tres linajes principales: los ictiosaurios, los lepidosaurios y los arcosaurios. ❚ Los ictiosaurios se separaron tempranamente del tronco diápsido y se adaptaron por completo a la vida acuática; su cuerpo adquirió forma pisciforme con las patas transformadas en aletas. Su aspecto llegó a ser muy parecido al de los delfines actuales, en un notable caso de convergencia evolutiva. ❚ Los lepidosauros son un linaje que se remonta al Triásico; a su vez, se divide en tres grupos principales, plesiosaurios, esfenodontos y escamosos. ❚ Los arcosuarios son un grupo de reptiles que surgió en el Pérmico Medio y se diversificó en el Triásico. Arcosaurio significa «reptil dominante» y, realmente, fueron los vertebrados terrestres que predominaron durante todo el Mesozoico; se diversificaron de una manera extraordinaria y algunos, los dinosaurios, llegaron a ser los animales terrestres más grandes de todos los tiempos. De hecho, los arcosaurios siguen siendo un grupo predominante en la actualidad; las aves son arcosaurios y son el grupo de vertebrados terrestres más diverso. Se dividen en: – Los pterosaurios. Vertebrados alados de sangre caliente. Se extinguieron hace 65 millones de años, junto con los dinosaurios. – Los cocodrilos y formas afines. Mientras que los dinosaurios eran los animales dominantes en tierra, los cocodrilos prosperaron en los ríos, pantanos, y los océanos, con diversidad mucho mayor que la que tienen hoy. Con la extinción masiva del Cretácico-Terciario los dinosaurios se extinguieron, mientras que los cocodrilomorfos continuaron con pequeños cambios. Los cocodrilos, caimanes, y gaviales son los supervivientes de este linaje.

La sangre de los Nautilus contiene hemocianina, que le da color azul. Tiene dos pares de branquias.

Para nadar, el Nautilus extrae agua dentro y fuera de las cámaras y utiliza la propulsión a chorro. Flotabilidad Mientras que el agua está dentro de la cámara y extrae sal de la misma y la difunde en la sangre. Movimiento El animal ajusta su flotabilidad por los cambios de densidad por ósmosis y por la eliminación de líquido desde sus cámaras. Sentidos

No tienen buena visión, se cree que utiliza el olfato como el sentido principal.

Cerebro

Tienen un cerebro simple comparado con los cerebros más complejos del pulpo, la sepia y el calamar, y durante mucho tiempo se ha asumido su falta de inteligencia. Pero experimentos recientes han demostrado que tiene capacidad de memoria y de cambiar la respuesta a un mismo evento con el tiempo.

Se reproducen poniendo huevos. Las hembras adhieren los huevos fertilizados a las rocas en aguas poco profundas. Los huevos tardan entre ocho y doce meses en desarrollarse. Las hembras Reproduc- desovan una vez al año y regeneran sus gónadas. ción y ciclo Los Nautilus presentan dimorfismo sexual, en la madurez de vida los machos son de mayor tamaño que las hembras. Pueden vivir más de 20 años, que es un período excepcionalmente largo para un cefalópodo. Normalmente alcanzan la madurez sexual a los 15 años de edad. Unidades didácticas

120

Biología y Geología 1.º Bachillerato

El tiempo geológico

– Aves. Los dinosaurios dominaron los ecosistemas terrestres del Mesozoico durante unos 160 millones de años. Una de sus principales características es el bipedismo, con las patas situadas por debajo del cuerpo y no hacia los costados, como muchos otros reptiles. Las aves se calsifican dentro de Dinosauria y se piensa que evolucionaron a partir de pequeños dinosaurios carnívoros en el Jurásico. 15 ¿Por qué se denomina al Mesozoico «era de los repti-

les» y al Cenozoico «era de los mamíferos»? Porque tras la gran extinción del Mesozoico desaparecieron la mayoría de los reptiles que se habían diversificado y extendido por todo el planeta, dejando multitud de nichos ecológicos vacíos, que fueron ocupados rápidamente por los mamíferos, los cuales se diversificaron y extendieron por todo el planeta en la era Cenozoica.

16 ¿Qué acontecimientos marcan el final del Mesozoico y

comienzo del Cenozoico? Tectónicamente, el comienzo de la Orogenia Alpina, que se suele hacer coincidir con el choque de la India con Asia. Paleontológicamente, la diversificación de los mamíferos que ocuparon los nichos ecológicos dejados por la gran extinción cretácica.

Investiga (página 139) Busca información sobre el yacimiento de Atapuerca. ¿Cómo se descubrió? ¿Cuáles son los restos de homínidos que han aparecido allí? Haz un informe.

Unidades didácticas

121

6

Se trata de varios yacimientos, no de uno solo. La existencia y conocimiento de la cueva se sabe desde antiguo, pero es en 1962 cuando el grupo espeleológico Edelweiss advierte de la existencia de fósiles en la trinchera del ferrocarril. En 1976 el ingeniero de minas Trino Torres desciende a la Sima de los Huesos en busca de restos de osos, Ursus deningeri, y recupera junto a restos de estos, varias piezas dentarias, craneales y tres mandíbulas humanas que confía al paleontólogo Emiliano Aguirre. Aquí comienza la gran historia de estos yacimientos, gracias a la inquietud de Emiliano, quien elabora un proyecto de investigación y pide el pertinente permiso de excavación en 1978. Los restos de homínidos encontrados en el yacimiento de Atapuerca han permitido demostrar la presencia humana en el continente europeo desde hace unos 1 200 000 años. El hallazgo más importante lo constituyen los restos de Homo antecesor (nueva especie definida en el yacimiento de «La gran Dolina»). También se han encontrado restos de Homo hiedelbergensis de unos 400 000 años de antigüedad y numerosos restos de neandertales, Homo neanderthalensis. Puede encontrarse mucha información en la página web oficial del yacimiento de Atapuerca: http://www.atapuerca.org/ 17 Consulta un mapa geológico, en papel o en formato

digital, y realiza una breve interpretación geológica ayudándote de todos los elementos que aparecen. Respuesta abierta. Se les puede sugerir alguna página web donde buscar el mapa geológico o incluso facilitárselo al alumnado.

Biología y Geología 1.º Bachillerato

6

El tiempo geológico

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES CIENCIA, TECNOLOGÍA Y SOCIEDAD (página 142) Análisis 1.

ceniza y humo, frenando la radiación solar y provocando un episodio de frío intenso y falta de luz. Esta teoría se apoya en el descubrimiento de una fina capa de arcilla con altas concentraciones de iridio, elemento muy escaso en la Tierra, en el límite estratigráfico del Mesozoico.

En el texto se dice que hay indicios de la existencia de sucesos catastróficos a finales del Cretácico, como la caída de un asteroide. ¿Podrías citar alguno de esos indicios? Cuando se produce el impacto de un meteorito se forma un elemento muy escaso en la Tierra, el iridio, para cuya formación se necesitan presiones muy elevadas. Se ha constatado la existencia de una fina capa de arcillas con alto contenido en iridio en el límite estratigráfico entre el Cretácico y el Terciario, lo que generalmente se conoce como límite K-T.

3.

Respuesta libre. Debe mencionarse que las pruebas del impacto de un meteorito que pudo haber causado la extinción de los dinosaurios son evidentes, y que las alteraciones en las condiciones de vida en la Tierra posteriores a tal impacto (grandes flujos de lava, terremotos, una amósfera opacada por polvo y ceniza…) pudieron ser suficientes como para causar dicha extinción. Sin embargo, en el texto se menciona que durante esa época se produjeron también impactos de otros asteroides o flujos de lava colosales que no dieron lugar a un declive significativo de las poblaciones de dinosaurios.

Propuesta de investigación 2.

Elabora un cuadro comparativo con los argumentos a favor y en contra de la hipótesis defendida por los autores del texto respecto a las hipótesis más aceptadas hasta ahora.

Investiga otras hipótesis que intentan explicar el origen de esta gran extinción mesozoica. ¿Cuál de ellas es la más extendida? El impacto de un asteroide en la península de Yucatán, México, que enturbiaría drásticamente la atmósfera con polvo,

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES TÉCNICAS DE TRABAJO Y EXPERIMENTACIÓN Cuestiones 1.

3. Después de la intrusión del sill se produjo la intrusión del dique F, que es discordante y corta a todos los estratos de la serie.

Trabaja en grupo con tus compañeros para interpretar y reconstruir la historia geológica que aparece representada en el corte superior. Estableced las edades de los materiales y explicad la secuencia de sucesos que han ocurrido.

4. A continuación, las capas bascularon o se plegaron, por lo que aparecen inclinadas. Después hubo erosión. 5. Se depositaron las capas G, H, I, J y K, en ese orden sobre el material erosionado formando una discordancia angular.

1. Aplicando la ley de superposición de los estratos, el orden de deposición de las capas ha sido A, B, C y E.

6. Se produjo una emersión y una posterior erosión. La superficie irregular y el valle fluvial indican que hubo un vacío en el registro litológico por erosión.

2. El material D es una intrusión ígnea concordante (sill). Aplicando el principio de intersección, el sill D es más joven que las rocas en las que intruye. Esto se corrobora porque el sill contiene fragmentos de los estratos adyacentes C y E, que ya estaban antes de la intrusión. Unidades didácticas

(página 143)

122

Biología y Geología 1.º Bachillerato

El tiempo geológico

SOLUCIONES DE ACTIVIDADES Y TAREAS 1

Fenómenos como los volcanes o los terremotos y sus efectos, una tormenta que se lleva una playa o una riada que barre el fondo de un barranco son ejemplos de que la Tierra cambia. Pero además de estos cambios más o menos rápidos, hay otros mucho más lentos, casi imperceptibles desde el punto de vista humano. ¿Podrías describir alguno de estos cambios que han sucedido en la historia geológica y qué consecuencias ha tenido? Justifica tu respuesta.

5

B

C D

B: calcarenitas con Fusulinas. C, D, E: serie sediementaria que contiene graptolites. F, G: calizas y calcarenitas con fósiles del trilobites Neseuretus. H, I: calcarenitas y calizas con arquociatos. W: basaltos de edad absoluta de 445 Ma. Y: dique pegmatítico de edad 350 Ma. En primer lugar se depositarían las calcarenitas y calizas con arqueociatos (I y H) en una cuenca marina de plataforma en el Cámbrico. Después se depositaron las calizas y calcarenitas con Neseuretus, en el Ordovícico (F y G). Esta serie está intruida por X, de 460 Ma, al final del Ordovícico. Un poco después hubo un episodio volcánico y los basaltos W, de 445 Ma, se interestratificaron en la serie sedimentaria al final del Ordovícico, Por último aparecen los materiales con graptolites (C, D y E) culminando la serie, que se depositaron en el Silúrico. Durante el Devónico ocurrió una orogenia que plegó los materiales anteriores, por lo que ahora aparecen inclinados en lugar de estar en su posición horizontal original. Además, se produjo una gran erosión de todos ellos, creando una discordancia angular sellada por las calcarenitas de Fusulinas (B), que se depositaron en el Carbonífero. Posteriormente, también en el Carbonífero, ocurrió la intrusión del dique pegmatítico (Y). Por último, ya en el Pérmico, se depositaron las pizarras con Goniatites, que están siendo actualmente erosionadas.

❚ Inconformidades: son discontinuidades formadas por el depósito de materiales sedimentarios sobre rocas magmáticas anteriores, que fueron expuestas y erosionadas previamente. Cita algunas estructuras sedimentarias que sirvan como criterio de polaridad. Marcas de corriente, rizaduras u ondulaciones, huellas de pisadas, etc.

123

I

A: pizarras con fósiles Goniatites.

❚ Discordancias: son discontinuidades en las que durante la laguna estratigráfica se ha producido deformación de los estratos y su erosión simultánea o posterior, lo que queda reflejado por un cierto ángulo entre la disposición de estos estratos y los superiores que sellan la discordancia. Estas discontinuidades indican las orogenias o etapas de plegamiento, deformación y elevación de las cordilleras.

Unidades didácticas

H

G

❚ Disconformidades: son discontinuidades marcadas por superficies erosivas pero que conservan el paralelismo entre los estratos, lo que marca la ausencia de plegamiento durante la laguna estratigráfica.

Por ejemplo en la sedimentación de un delta, ya que la acumulación de materiales en el frente deltaico va progradando mar adentro, por lo que los materiales más modernos no es-

X

F

¿Qué es una discontinuidad estratigráfica? Describe brevemente los diferentes tipos de discontinuidades estratigráficas que existen.

Describe brevemente algunas circunstancias en que no se cumplan los principios de horizontalidad y de continuidad lateral de los estratos.

Y

W E

Una discontinuidad estratigráfica es una interrupción en el proceso de sedimentación. Existen varios tipos de discontinuidades:

4

Interpreta y reconstruye la historia geológica que aparece representada en el siguiente corte. Establece las edades de los materiales y la secuencia de sucesos que han afectado a la región.

A

La transición a una atmósfera oxidante, que tuvo lugar entre los 2 500 y 1 800 Ma debido a la actividad de organismos fotosintéticos, cianobacterias, que tapizaron la Tierra construyendo estromatolitos y que causaron una crisis ambiental de escala global. La consecuencia que tuvo fue la dispersión de los organismos aerobios, que colonizaron casi todos los hábitats del planeta.

3

(páginas 144-145)

tán situados encima de los más antiguos sino colateralmente con ellos.

El cierre del Mar del Thetys, cuando la India chocó con Asia, iniciándose así la Orogenia Alpina. Entre otras consecuencias, la modificación de la posición de los continentes ha condicionado la distribución de las masas de agua y de aire del planeta, así como la formación de los relieves del Himalaya, los más altos de la Tierra, lo cual ha condicionado el clima a escala planetaria.

2

6

6

¿Por qué los fósiles son muy importantes para establecer la paleoecología de una zona? Porque sirven para interpretar las condiciones medioambientales en las que se formaron los materiales que los contienen, si fue en un medio continental, o marino, de temperaturas cálidas o bajo la acción del hielo, etc.

Biología y Geología 1.º Bachillerato

6 7

El tiempo geológico

Describe las características que debe cumplir un fósil para que pueda considerarse fósil-guía. Debe tener una distribución mundial y una evolución rápida. De este modo podrá encontrarse en estratos depositados en lugares muy distantes entre sí y en un tiempo relativamente corto, lo que permite hacer buenas correlaciones.

8

14 ¿Crees que es importante tener una escala de tiempo

geológico? ¿Por qué? Respuesta correcta: b. 15 Cita las unidades cronoestratigráficas y las geocronoló-

gicas y establece las diferencias entre ellas. Existen, simultáneamente, dos escalas de la historia de la Tierra: una estratigráfica, (cronoestratigráficas), y otra estrictamente cronológica, (geocronológicas).

¿Cuál es el fundamento del principio de sucesión faunística usado en las correlaciones estratigráficas? Respuesta correcta: c.

9

Unidades cronoestratigráficas

¿Cómo puede ayudar el principio de intersección a establecer la relación cronológica entre varios sucesos geológicos? Cuando una falla atraviesa otras rocas, o cuando se produce una intrusión magmática, podemos suponer que la falla o la intrusión es más joven que las rocas afectadas por ella.

10 ¿En qué se basan los métodos radiométricos de data-

ción? ¿Cuál es su ventaja respecto a otros métodos?

En la desintegración a velocidad constante de determinados isótopos inestables de elementos existentes en la naturaleza

Periodo

Serie

Época

Piso

Edad

Se denominan así los restos fósiles encontrados por primera vez en la región australiana de Ediacara y que se interpretan como pertenecientes a los primeros organismos pluricelulares que existieron en el planeta. 18 ¿A qué se denomina «explosión cámbrica» y por qué?

En el período Cámbrico fue cuando por primera vez se formó y se diversificó la vida multicelular, apareciendo prácticamente todos los filos animales actuales, incluidos los vertebrados, por lo que se ha denominado la explosión cámbrica. Se cree que esta explosión de vida está relacionada con la acumulación de O2 libre en la atmósfera. Aparecen los organismos con caparazón y la vida coloniza los continentes..

a) Una viga de madera de un edificio antiguo. El método del C14, por ser una muestra de procedencia orgánica y de poca antigüedad.

Berilio-10/Boro-10 o que tiene una vida media de 1.5 Ma.

Sistema

17 ¿Qué es y qué importancia tiene la fauna de Ediácara?

Permiten interpretar las condiciones ambientales existentes en el lugar donde se formó el material que los contiene: tipo de medio sedimentario, energía del mismo, condiciones climáticas, etc.

b) Un trozo de cerámica encontrado en unas excavaciones arqueológicas.

Era

La transición a una atmósfera oxidante tuvo lugar entre los 2 500 y 1 800 Ma debido a la actividad de organismos fotosintetizadores, cianobacterias, que tapizaron la Tierra construyendo estromatolitos y que causaron una crisis ambiental de escala global.

qué radica la importancia paleoecológica de los fósiles?

establecer la edad de los siguientes elementos? Justifica la respuesta.

Eón

Eratema

rante el Precámbrico que fuera determinante para su historia posterior.

11 ¿Qué es y para qué sirve la biocronoestratigrafía? ¿En

12 ¿Qué métodos de datación cronológica utilizarías para

Eontema

16 Cita algún cambio importante ocurrido en la Tierra du-

Son muy precisos ya que dan la edad absoluta en la que se formó la roca o se produjo el fenómeno geológico estudiado en función de la cantidad del elemento inestable que todavía quede presente en la muestra a estudiar

Permite datar y correlacionar materiales de diferentes lugares de la tierra que tengan el mismo contenido fósil.

19 Reconstruye los acontecimientos que aparecen repre-

sentados en el corte del dibujo.

c) Un meteorito. Samario-147/Neodimio-143, por tener una vida media muy alta es adecuado para materiales muy antiguos.

F

d) Rocas magmáticas de los cratones continentales.

F D

C

Uranio-238/Plomo-206, Uranio-238/Plomo-207 o Potasio-40/Argón-40, por ser elementos con una vida media muy alta y muy abundantes, lo que los hace válidos para materiales muy antiguos, son muy precisos y se pueden aplicar a cualquier tipo de datación.

B A

e) Un sedimento fluvial que contiene dientes de roedores. Berilio-10/Boro-10, útil en rocas sedimentarias del Terciario y Cuaternario.

Primeramente, se depositó la serie sedimentaria B, que fue después plegada en un episodio orogénico que afectó a la región y posteriormente erosionada. Encima se depositaron los materiales calcáreos (C) formando una discordancia angular con los materiales anteriores del zócalo. Una intrusión magmática afectó posteriormente tanto a los materiales B como

13 ¿Cuál de las siguientes afirmaciones explica la diferen-

cia entre los métodos de datación absoluta y relativa de los estratos y de los sucesos geológicos? Respuesta correcta: c.

Unidades didácticas

Unidades geocronológicas

124

Biología y Geología 1.º Bachillerato

6

El tiempo geológico

C, y dos fallas inversas, debidas a esfuerzos compresivos a los que estuvo sometida la región, afectaron a los tres materiales anteriores. Más tarde hubo erosión de todos los materiales y, por último, un relleno sedimentario D, probablemente fluvial, de las zonas de valle. 20 Cita algunos de los fósiles más representativos de la era

Paleozoica.

O A

E B

Arqueociatos, Graptolites, Trilobites, braquiópodos, helechos, corales rugosos, etc…. 21 ¿Qué teoría es la más aceptada actualmente para expli-

car la drástica desaparición de los grandes dinosaurios al final del Mesozoico?

El impacto de un asteroide en la península de Yucatán, México, que enturbiaría drásticamente la atmósfera con polvo, ceniza y humo, frenando la radiación solar y provocando un episodio de frío intenso y falta de luz. Esta teoría se apoya en el descubrimiento de una fina capa de arcilla con altas concentraciones de iridio, elemento muy escaso en la Tierra, en el límite estratigráfico del Mesozoico.

25 Dibuja en tu cuaderno este esquema de un pliegue anti-

clinal y completa el plano superior con la correspondiente cartografía en superficie:

22 ¿Cuál es el fenómeno geológico más relevante del Ter-

ciario?

El comienzo de la orogenia Alpina, que se suele hacer coincidir con el choque de la India con Asia. ¿Y del Cuaternario? Desde el punto de vista climático, las glaciaciones ocurridas en este período. 23 ¿Qué hechos son los más significativos en cuanto a la

evolución de la vida durante la era Cenozoica (tanto en el Terciario como en el Cuaternario)?

El Terciario destaca por la diversificación de los mamíferos que ocuparon los nichos ecológicos dejados por la gran extinción cretácica. El Cuaternario destaca por la aparición de los homínidos. 24 Observa el siguiente mapa geológico, ¿Qué estructu-

ra geológica representa? Haz un dibujo de la misma. ¿Cuál de los estratos representados es el más antiguo?

A

26 Haz un dibujo en el que se pueda observar cómo sería,

en profundidad, la estructura tectónica que representa esta cartografía geológica.

B

En el mapa observaremos los símbolos de buzamiento de un sinclinal y el símbolo de un anticlinal, que indican la existencia de pliegue. Otro criterio para advertir la presencia de un pliegue es que a ambos lados del núcleo las capas se repiten. El estrato más antiguo sería el que ocupa el núcleo del anticlinal, mientras que el más moderno sería el presente en el núcleo del sinclinal.

Unidades didácticas

125

Biología y Geología 1.º Bachillerato

6

El tiempo geológico

SOLUCIONES DE LA EVALUACIÓN 1.

Reconstruye la historia geológica representada en la siguiente figura:

(página 147)

1. calizas y margas con radiolites. 2. conglomerados con industrias líticas. 3. areniscas con huellas de dinosaurios. 4. esquistos. 5. dolomías con fragmentos de conchas.

D

a) Aplicando el principio de superposición de los estratos y de sucesión faunística, el orden cronológico de los mismos.

E A I

F

H

B

C

b) Utilizando el principio del actualismo, el medio en el que se formaron las rocas.

G

c) La historia geológica. Los materiales más antiguos son los esquistos 4, que aparecen plegados y formando una discordancia angular con los estratos suprayacentes, areniscas con huellas de dinosaurios, 3. Estos materiales son de origen continental y de la era Mesozoica, no pudiendo precisar el período al que pertenecen. Encima se sitúan las dolomías con fragmentos de conchas, concordantes con las areniscas inferiores por lo que se pueden atribuir al Mesozoico también, aunque posteriores a estas. El medio sedimenario es marino de plataforma, donde se producen muchas acumulaciones de bivalvos y organismos de esqueleto carbonatado.Todas estos materiales, tanto los paleozoicos como los mesozoicos han sido inclinados posteriormente y, sobre ellos, se han depositado discordantes las calizas y margas con Radiolites, en el Cretácico. Estos materiales son de medio marino de plataforma y se corresponden con un medio arrecifal. Posteriormente la región ha sido sometida a esfuerzos tectónicos distensivos que han provocado la falla normal. Los conglomerados con industrias líticas corresponden con terrazas fluviales del Cuaternario, con restos de actividad humana, y es más antigua la terraza a, que ha quedado colgada, que la b, en la que se encaja actualmente el río.

J

A: arenas fluviales con restos de dinosaurios B: calizas con arqueociátidos C: pizarras con graptolites D: calizas con ammonoideos E: pizarras con lignito F: calcarenitas H: calizas con braquiópodos I: calcarenitas con goniatites J: discordancia En primer lugar se depositaron los materiales correspondientes a la serie Paleozoica comenzando con G, cuarcitas con trilobites, cámbrico, B (calizas con arqueociatos, también del cámbrico. Las calcarenitas F y las calizas con braquiópodos, H, se depositaron más tarde, en el Paleozoico medio. Y, por último, en el Paleozoico superior, las calcarenitas con goniatites, I, probablemente en el Pérmico. Toda la serie se depositó de manera concordante y con disposición horizontal en una cuenca sedimentaria marina. Esta serie fue plegada, emergida y erosionada posteriormente y sobre ella se depositaron los materiales correspondientes a la serie mesozoica de manera discordante. En primer lugar unas arenas fluviales con restos de dinosaurios, A, del Triásico, después los materiales E, pizarras con lignito, que se pueden atribuir al período Jurásico, y encima las calizas con amonoideos del Cretácico. 2.

3.

En el siguiente corte, establece la secuencia de acontecimientos geológicos y la edad de los distintos materiales. Explica cómo se ha llevado a cabo el proceso de fosilización.

A partir del corte geológico adjunto, establece:

a 5 3

A

1 b

2

B

4

C D

3

Unidades didácticas

126

Biología y Geología 1.º Bachillerato

El tiempo geológico

A: conglomerados y arcosas con restos de molares de Hipparion. B: areniscas con huesos de dinosaurios. C: calizas con amonites y belemnites. D: pizarras con trilobites. Historia geológica: En el Paleozoico se produjo la deposición de materiales de grano fino en un ambiente de sedimentación marina (D). Los estratos contienen fósiles de artrópodos marinos del Paleozoico (Trilobites). Estos materiales han sufrido un proceso de metamorfismo de bajo grado que ha dado lugar a las pizarras que conservan su contenido paleontológico. Este proceso metamórfico puede estar relacionado con la orogenia Hercínica, porque además las pizarras aparecen plegadas y discordantes con los materiales suprayacentes. Posible regresión marina. A finales del Paleozoico- principio del Mesozoico se produce una erosión importante de los materiales afectados por la orogenia del Paleozoico. A mediados del Mesozoico tiene lugar una transgresión marina y se produce el depósito de materiales carbonatados, C, en zona de plataforma continental, (ambiente de sedimentación marino). Este material presenta restos de cefalópodos del Mesozoico (Ammonites). A final del Mesozoico tiene lugar una regresión marina y se depositan materiales continentales que contienen restos de dinosaurios terrestres, B. Posteriormente hay actividad tectónica distensiva y se produce una falla que afecta a los materiales depositados hasta ese momento.

Unidades didácticas

127

6

A principios del Cenozoico tiene lugar una erosión o no deposición de materiales. Y a finales del Cenozoico se depositan materiales de posible origen fluvial, A, con restos paleontológicos de mamíferos que indican un ambiente de sedimentación continental. El proceso de fosilización comienza con la muerte del organismo y su posterior enterramiento. Cuanto menos tiempo esté el organismo expuesto al exterior mayor será la probabilidad de que fosilice. Lo más probable, salvo excepciones, es que las partes blandas desaparezcan ya que es muy fácil que se oxiden y que sean atacadas por bacterias. Las partes duras son las que generalmente sufren el proceso de mineralización, que dependerá de la composición del organismo y del sedimento. Existen varios tipos: carbonatación, silicificación, piritización, carbonificación y fosfatación. ACTIVIDADES DE REFUERZO Batería de actividades de refuerzo que presentan diferentes tipologías. ACTIVIDADES DE AMPLIACIÓN Batería de actividades de ampliación que presentan diferentes tipologías. PRUEBAS DE EVALUACIÓN Permiten evaluar los estándares de aprendizaje que desarrolla la unidad.

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Unidades didácticas

AF 5, 19

2.2. Interpreta cortes geológicos y determina la antigüedad de sus estratos, las discordancias y la historia geológica de la región.

4.1. Categoriza los principales fósiles guía, valorando su importancia para el establecimiento de la historia geológica de la Tierra.

3.1. Describe y relaciona con sus causas los principales sucesos que tuvieron lugar en los distintos períodos de la historia de la Tierra.

3, 4, 5, 6, 10, 11 AF 2, 3, 4, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15

2.1. Comprende y aplica los criterios de datación en geología.

AF 6, 7, 17, 18, 20

7, 8, 9, 13, 14

Ciencia, Tecnología y Sociedad

AF 16, 21, 22, 23

12, 13, 14, 15, 16

Técnicas de trabajo y experimentación

1, 2, 17 AF 1, 24, 25, 26

Herramientas de evaluación (actividades del LA)

1.1. Interpreta y realiza mapas topográficos y cortes geológicos sencillos.

Estándar de aprendizaje evaluable

Comprende sin errores el concepto de fósilguía y valora su utilidad científica.

Identifica los principales períodos de la historia de la Tierra y los relaciona con los sucesos principales que tuvieron lugar en ellos sin cometer errores.

Resuelve las actividades sin cometer errores.

Identifica los elementos principales y los aplica en la resolución de las actividades sin cometer errores.

Resuelve las actividades sin cometer errores.

Excelente 3

Comprende, cometiendo algunos errores, el concepto de fósil-guía y valora sus utilidad científica.

Identifica los principales períodos de la historia de la Tierra y los relaciona con los sucesos principales que tuvieron lugar en ellos cometiendo pocos errores.

Resuelve las actividades cometiendo pocos errores.

Identifica los elementos principales y los aplica en la resolución de las actividades cometiendo pocos errores.

Resuelve las actividades cometiendo pocos errores.

Satisfactorio 2

Comprende el concepto de fósil-guía y valora su utilidad científica cometiendo muchos errores.

Identifica los principales períodos de la historia de la Tierra y los relaciona con los sucesos principales que tuvieron lugar en ellos cometiendo muchos errores.

Resuelve las actividades cometiendo muchos errores.

Identifica los elementos principales y los aplica en la resolución de las actividades cometiendo muchos errores.

Resuelve las actividades cometiendo muchos errores.

En proceso 1

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

No logrado 0 Puntos

6 El tiempo geológico

RÚBRICA DE ESTÁNDARES DE APRENDIZAJE

128

Biología y Geología 1.º Bachillerato

El tiempo geológico

6

PRUEBA DE EVALUACIÓN A Test (0,5 puntos cada una = 3 puntos) ¿Cómo se llaman las interrupciones en la sedimentación de una secuencia estratigráfica? a) Diastema. b) Hiato.

2.

Respuesta correcta: a.

Explica cómo podemos saber si una roca plutónica es más joven o más antigua que la roca suprayacente aplicando el método de datación estructural del estudio de las inclusiones.

¿Qué principio establece que en una serie de sedimentos no tectonizados el orden de sucesión desde el más antiguo hasta el más moderno se establece de abajo arriba?

❚ Si las inclusiones aparecen dentro de la intrusión, eso significará que la roca plutónica es más joven que la roca encajante ya que posee inclusiones de la misma.

a) Principio de la horizontalidad inicial.

❚ Si, por el contrario, las inclusiones aparecen dentro de la roca suprayacente, esto implicará que la roca plutónica es más antigua, pues fue erosionada y sus fragmentos fueron incorporados a los estratos posteriores más modernos.

c) Laguna. 2.

b) Principio de la continuidad lateral de los estratos. c) Principio de la superposición de los estratos. Respuesta correcta: c. 3.

¿Cuál de estas características sobre los fósiles-guía es falsa?

3.

Los fósiles nos pueden aportar información paleogeográfica, paleoecológica y cronoestratigráfica.

a) Gran dispersión geográfica. b) Proceso evolutivo lento.

❚ Paleogeográfica, ya que nos darán datos para poder reconstruir la posición relativa de las placas litosféricas.

c) Gran tolerancia ecológica.

❚ Paleoecológica, porque suministran información climática y ecológica sobre el medio ambiente en que habitaron dichos organismos, de gran importancia para reconstruir el medio sedimentario en que se depositó la roca que los contiene.

Respuesta correcta: b. 4.

¿Cuál de las siguientes condiciones que han de darse para usar un elemento radiogénico es falsa? a) Ser común.

❚ Cronoestratigráfica, pues permiten establecer la datación del estrato en el que se encuentran, o correlacionar estratos sin continuidad lateral e incluso situados en diferentes lugares.

b) Tener una vida media elevada. c) Su elemento hijo se debe distinguir de las eventuales cantidades del mismo isótopo presentes en el mineral en el momento de su formación. Respuesta correcta: b. 5.

Describe el tipo de información que nos puede suministrar el contenido fósil presente en un estrato.

¿Cuál de las siguientes no es una unidad cronoestratigráfica? a) Eonotema.

4.

Realiza un esquema de la escala en que se divide el tiempo geológico, indicando el nombre de los eones, eras y períodos, así como la edad en la que comienzan las diferentes eras geológicas. Ver ilustración de la página 133 del Libro del Alumno. Eón

b) Serie.

Era

Período

Cenozoico

1.

tinuada de los agentes geológicos externos; por otro lado, los procesos geológicos internos rejuvenecen el relieve generando nuevas cordilleras. A partir de esta interacción de procesos geológicos internos y externos surge la idea del ciclo geológico, acuñada en primer lugar por James Hutton.

Cuaternario

c) Período.

1,5

Terciario 65

Mesozoico

Cretácico

Respuesta correcta: c. ¿Qué periodo del Paleozoico es el de los grandes bosques de helechos? a) Devónico. b) Carbonifero.

140 Jurásico 195 Triásico 250 Pérmico

Fanerozoico

6.

Ma

280 Carbonífero

Paleozoico

345

c) Pérmico. Respuesta correcta: b.

Devónico Silúrico

395 440

Ordovícico 500

Preguntas (1,2 punto cada una = 7 puntos)

Podemos considerar que la Tierra es un planeta en continuo cambio ya que los procesos geológicos externos desgastan paulatinamente la superficie terrestre gracias a la acción conUnidades didácticas

129

542 Proteozoico

Razona el hecho de que la Tierra sea un sistema en continuo cambio basándote en la interacción de los procesos geológicos externos e internos.

Precámbrico

2 500

Arcaico

1.

Cámbrico

4 550

Biología y Geología 1.º Bachillerato

6 5.

El tiempo geológico

Justifica esta frase: «El Paleozoico puede ser considerado un ciclo de Wilson».

❚ Proceso evolutivo muy rápido: haber vivido en un período de tiempo geológico muy corto, para facilitar una datación muy precisa.

Un ciclo de Wilson consiste en la apertura de un océano a partir de la fractura de un continente hasta el cierre de dicho océano por la consiguiente colisión continental. Teniendo en cuenta que el Paleozoico comienza con la desmembración del supercontinente Rodinia y finaliza con la nueva reunión de las masas continentales hasta formar el supercontinente Pangea, podemos considerar que durante todo el Paleozoico tiene lugar un ciclo de Wilson completo. 6.

¿Cuáles deben ser las características de los fósiles-guía?

❚ Gran tolerancia ecológica: poseer características que les hayan permitido vivir en distintos ambientes y constituir poblaciones con un elevado número de individuos. Por este motivo son tan abundantes en el registro fósil y, por tanto, relativamente fáciles de encontrar. ❚ Fáciles de reconocer y de interpretar: debe ser improbable confundirlos con otras especies. 7.

❚ Gran dispersión geográfica: aparecer en yacimientos muy distanciados y, por ello, permitir establecer correlaciones estratigráficas.

Indica qué son las varvas glaciares y qué tipo de método de análisis es. Las varvas glaciares son pares de estratos que se producen cada año, especialmente en los lagos glaciares, debido a los cambios estacionales. Es un método estratígráfico.

PRUEBA DE EVALUACIÓN B Test (0,5 puntos cada una = 3 puntos) 1.

5.

¿Cómo se llama el lapso de tiemppo transcurrido sin sedimentación en una secuencia estratigráfica?

a) Eón.

a) Diastema.

c) Período.

b) Hiato.

Respuesta correcta: b.

c) Laguna.

b) Serie.

6.

Respuesta correcta: b. 2.

¿Qué principio no tiene en cuenta el cambio de litología que puede darse como consecuencia del cambio de las condiciones en el medio de sedimentación?

b) Carbonifero. c) Pérmico. Respuesta correcta: c.

b) Principio de la continuidad lateral de los estratos. c) Principio de la superposición de los estratos. Respuesta correcta: b. ¿Cuál de estas características sobre los fósiles-guía es falsa?

Preguntas (1,2 punto cada una = 7 puntos) 1.

a) Gran dispersión geográfica. c) Baja tolerancia ecológica. Respuesta correcta: c. ¿Cuál de las siguientes condiciones que han de darse para usar un elemento radiogénico es falsa?

También es importante el principio de horizontalidad y continuidad lateral de los estratos, según el cual los estratos se depositan de forma horizontal y tienen la misma edad en todas sus partes.

a) Ser único. b) Tener una vida media elevada. c) Su elemento hijo se debe distinguir de las eventuales cantidades del mismo isótopo presentes en el mineral en el momento de su formación.

Como principio estructural hemos de destacar el principio de intersección según el cual un proceso geológico de carácter estructural, como una falla o la intrusión de un dique, es más joven que las rocas a las que afecta.

Respuesta correcta: a. Unidades didácticas

Enuncia los principios estratigráficos y estructurales más utilizados para la datación relativa de rocas y fenómenos geológicos. El principio de superposición de estratos es la base de la cronología de los sucesos geológicos. Fue enunciado por N. Steno en el s. XVI y dice que en una serie estratigráfica no deformada, los estratos inferiores son más antiguos que los superiores.

b) Proceso evolutivo muy rápìdo.

4.

¿Qué período del Paleozoico es el de la primera gran extinción? a) Devónico.

a) Principio de la horizontalidad inicial.

3.

¿Cuál no es una unidad geocronológica?

130

Biología y Geología 1.º Bachillerato

El tiempo geológico

2.

¿Para qué sirven los criterios de polaridad? Pon un ejemplo y explícalo convenientemente.

Acontecimiento

Los criterios de polaridad sirven para diferenciar el muro y el techo de cada estrato y establecer, de este modo, el sentido del tiempo. Son de especial importancia cuando la serie se dispone verticalmente o se encuentra invertida. Como ejemplo podemos citar cualquiera de las estructuras sedimentarias que aparecen en la superficie de estratificación bien ripples, grietas de desecación, marcas de corriente o marcas propias de la actividad de organismos. Todas ellas aparecerán en el techo de los estratos ya que de una forma u otra indican que esa superficie ha estado expuesta a condiciones subaéreas o subacuáticas. 3.

Cuál es el método de datación de rocas más exacto? Explica su fundamento. El radiométrico es el método cronológico que establece con mayor precisión la edad de las rocas. Las dataciones radiométricas se basan en el estudio de los isótopos radiactivos presentes en algunos minerales. Estos isótopos (padres) se desintegran, es decir se transforman en otro elemento (hijo), en un tiempo siempre fijo. Por tanto, si conocemos la proporción del isótopo padre, de su correspondiente elemento hijo, así como el tiempo de desintegración, podemos conocer la edad absoluta del mineral y, por tanto, de la roca que lo contiene.

4.

Ordena cronológicamente los siguientes acontecimientos ocurridos a lo largo de la historia de la Tierra y sitúalos en el período y en la era en los que tuvieron lugar: orogenia Hercínica, origen de la vida, primeras aves, mayor extinción, formación de Pangea, primeros vertebrados, orogenia Alpina, primeros mamíferos, primeras plantas terrestres.

Unidades didácticas

131

Era

Período

Origen de la vida

Arcaico

Precámbrico

Primeros vertebrados

Fanerozoico

Paleozoico

Ordovícico

Primeras plantas terrestres

Fanerozoico

Paleozoico

Silúrico

Orogenia Hercínica

Fanerozoico

Paleozoico

Carbonífero

Formación de Pangea

Fanerozoico

Paleozoico

Pérmico

Mayor extinción

Fanerozoico

Paleozoico

Pérmico

Primeros mamíferos

Fanerozoico

Mesozoico

Triásico

Primeras aves

Fanerozoico

Mesozoico

Jurásico

Orogenia Alpina

Fanerozoico

Cenozoico

Terciario

¿Cuáles son los criterios de polaridad? ❚ Forma de los estratos. Las capas pueden tener una morfología característica que ayude a saber cuál era el techo. Por ejemplo, los rellenos de canal, con un muro irregular y erosivo, y un techo más o menos plano.

Supongamos que para datar una roca granítica utilizamos el método radiométrico del K/Ar. Si en el análisis isotópico se encuentra una proporción de 1/4 de 40 K respecto al 40Ar que sería de 3/4 y sabiendo que el período de semidesintegración es de 1 300 millones de años ¿qué edad aproximada tendrá esa roca? Si partimos de una cantidad (1) de potasio, pasados 1 300 millones de años la mitad de esa cantidad (1/2) se habrá transformado en argón. Transcurrido otro período de semidesintegración la cantidad restante de potasio (1/2) se habrá transformado, igualmente, en argón, por lo que quedará 1/4 de potasio y 3/4 de argón. Por tanto esa roca tendrá una edad aproximada de 2 600 millones de años.

5.

6.

Eón

6

❚ Estructuras sedimentarias internas. A veces el ángulo de la estratificación cruzada de estratos arenosos de dunas o barras costeras de arena también ayuda a establecer la polaridad, que es menor hacia el muro y mayor hacia el techo. ❚ Estructuras sedimentarias de la superficie de estratificación. Son determinantes para establecer el techo del estrato. Entre ellas se encuentran los ripples o rizaduras, las grietas de retracción o desecación en arcillas, las estructuras de actividad de organismos, las marcas de corriente, etc. 7.

Diferencia con pocas palabras la cronología relativa de la absoluta. La cronología relativa agrupa los métodos que establecen un orden relativo de los sucesos geológicos, desde el más lejano al más cercano. Y la cronología absoluta incluye los métodos que tratan de fijar fechas lo más exactas posible para los fenómenos geológicos.

Biología y Geología 1.º Bachillerato

7

NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS

Introducción

E  

n esta unidad se presentan los niveles de organización de los seres vivos para, a continuación, desarrollar sus componentes químicos. Debido al origen común de los seres vivos, su composición química es semejante, lo que permite su estudio conjunto. Esta unidad supone la primera aproximación de los alumnos a la Bioquímica, por lo que es fundamental establecer conceptos claros que sirvan de base para estudios posteriores más profundos de Biología o, en el caso de que no se continúen dichos estudios, para fijar unos conceptos básicos para comprender el funcionamiento de los seres vivos, así como el del propio organismo. En primer lugar se aborda el estudio de los elementos que conforman la materia viva, considerando que son los elementos que constituyen el universo, pero tomados en distintas proporciones. Se describen las estructuras y funciones de las biomoléculas presentes en los organismos y se analiza en profundidad la relación que se establece entre estructura y función. Fenómenos como la ósmosis o la formación de bicapas lipídicas sirven para introducir al alumnado en la estructura y fisiología celulares que abordarán en temas sucesivos. El estudio de las proteínas y de los ácidos nucleicos constituye la base para comprender las macromoléculas imprescindibles para la vida y cuya estructura define de forma implícita su función. La complejidad de estas moléculas les otorga la capacidad de portar información, una propiedad clave para la perpetuación de la vida. Su análisis permite a los estudiantes asentar conceptos para posteriores estudios sobre la información genética y el papel de las proteínas en el organismo. La utilización de animaciones y recursos web es una ayuda imprescindible para entender la estructura tridimensional de las moléculas e iniciarse en los procesos químicos en los que participan. Estos recursos pueden además combinarse con algunas actividades de búsqueda en Internet y de realización de fotografías o vídeos, que sirven para trabajar la competencia digital. El apartado Ciencia Tecnología y Sociedad sobre el colesterol, no solo pretende profundizar en e conocimiento de una molécula muy importante para la vida, sino familiarizar a los alumnos con la investigación epidemiológica y hacerles reflexionar sobre la imbricación entre ciencia y sociedad, lo que se relaciona con las competencias sociales y cívicas. La tarea solicitada debe requerir el uso de las tecnologías de la información y la comunicación, lo

Unidades didácticas

que ayudará a desarrollar la competencia digital, puesto que la información ha de ser recogida de la prensa y mediante el uso de medios informáticos. Se emplean además la competencia lingüística, ya que los alumnos deben desarrollar un informe, así como la competencia aprender a aprender, pues esta actividad supone la integración de conocimientos aprendidos. La Técnica de trabajo e investigación propuesta, una saponificación, pretende revelar la base química de un proceso cotidiano mediante la obtención de un producto real y útil. Esta tarea fomenta el trabajo en equipo para lograr un objetivo común, y contribuye a desarrollar las habilidades, estrategias y destrezas propias del trabajo en el laboratorio, desarrollando así la competencia matemática y en ciencia y tecnología, y la competencia social y cívica. La amplia batería de actividades del libro del alumno completa la unidad. Estas actividades, clasificadas en dos niveles de dificultad y según los epígrafes de la unidad, permiten desarrollar y practicar los conocimientos adquiridos y desarrollar las competencias lingüística, matemática, y la de aprender a aprender.

Objetivos ❚ Reconocer y explicar las características que definen a los seres vivos. ❚ Reconocer los componentes químicos principales de los seres vivos. ❚ Identificar y conocer las funciones de las principales biomoléculas orgánicas. ❚ Identificar las principales biomoléculas orgánicas, reconocer sus funciones e identificar su estructura química, así como las reacciones de síntesis. Se incluye como recurso de la unidad una presentación que el profesor puede utilizar, bien como introducción a la misma o bien puede reservarla para emplearla como recurso para repasar los contenidos que se han tratado durante las sesiones de las que haya constado el desarrollo de los contenidos.

Temporalización El tiempo previsto para desarrollar esta unidad, teniendo en cuenta las modificaciones a introducir en cada grupo concreto de alumnos según sus peculiaridades, podría establecerse en unas 11 clases: 10 para el desarrollo de contenidos y una más para la práctica de laboratorio.

132

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Niveles de organización de los seres vivos

7

PROGRAMACIÓN DIDÁCTICA DE LA UNIDAD Contenidos

Relación de actividades del LA

Competencias clave

Criterios de evaluación

Estándares de aprendizaje

Las características de los seres vivos

1. Especificar las características que definen a los seres vivos.

1.1. Describe las características que definen a los seres vivos: funciones de nutrición, relación y reproducción.

1, 2, 3, 4, 5, 6.7 AF 1, 2

CCL CMCCT CAA CCEC

Los componentes químicos de los seres vivos ❚   Los enlaces químicos de las biomoléculas. ❚   Clasificación de las biomoléculas.

2. Distinguir bioelemento, oligoelemento y biomolécula.

2.1. Identifica y clasifica los distintos bioelementos y biomoléculas presentes en los seres vivos.

8, 9, 10, 11, 12 AF 3, 4

CCL CMCCT CD CAA CSIEE CCEC

Las biomoléculas inorgánicas ❚  El agua ❚  Las sales minerales ❚  Los procesos osmóticos Las biomoléculas orgánicas ❚  Los glúcidos ❚  Los lípidos ❚  Las proteínas ❚  Los ácidos nucleicos

3. Diferenciar y clasificar los diferentes tipos de biomoléculas que constituyen la materia viva y relacionándolas con sus respectivas funciones biológicas en la célula.

3.1. Distingue las características físicoquímicas y propiedades de las moléculas básicas que configuran la estructura celular, destacando la uniformidad molecular de los seres vivos.

13, 14, 17, 26, 27, 30 AF 5, 6 , 7, 8, 10, 15, 16, 17, 23

CCL CMCCT CD CAA

4. Diferenciar cada uno de los monómeros constituyentes de las macromoléculas orgánicas.

4.1. Identifica cada uno de los monómeros constituyentes de las macromoléculas orgánicas.

15, 16, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 32, 33, 34 AF 9, 11, 12, 14, 18, 21, 22, 24 Técnicas de trabajo y experimentación

CCL CMCCT CD CAA CSIEE

24, 25, 28, 29, 31, 35, 36, 37, 38 AF 13, 19, 20, 25, 26 Ciencia, Tecnología y Sociedad

CCL CMCCT CD CAA CSC CSIEE CCEC

5. Reconocer algunas 5.1. Asocia biomoléculas con su macromoléculas cuya forma espacial función biológica de acuerdo con su está directamente relacionada con la estructura tridimensional. función que desempeñan.

Actividades finales (AF); comunicación lingüística (CCL); competencia matemática y competencias básicas en ciencia y tecnología (CMCCT); competencia digital (CD); aprender a aprender (CAA); competencias sociales y cívicas (CSC); sentido de iniciativa y espíritu emprendedor (CSIEE); conciencia y expresiones culturales (CCEC).

Unidades didácticas

133

Biología y Geología 1.º Bachillerato

7

Niveles de organización de los seres vivos

PARA EL ALUMNO

MAPA DE CONTENIDOS DE LA UNIDAD

Vídeo: Las propiedades del agua Animación: Los procesos osmóticos

Vídeo: El carbono

Enlace web: Animaciones sobre biomoléculas Enlace web: Estructura espacial de los monosacáridos Vídeo: Las funciones de los polisacáridos Enlace web: Estructura y función de lípidos Enlace web: Estructura de la bicapa lipídica Vídeo: Colesterol, el asesino silencioso Vídeo: Estructura de las proteínas Documento: Los 10 avances científicos del año Vídeo: Mecanismo de actuación de las enzimas Práctica de laboratorio: Digestión de proteínas Vídeo: Estructura del ADN y el ARN

Unidad 7: Niveles de organización de los seres vivos 1. Las características de los seres vivos 1.1. Propiedades de los seres vivos 1.2. Funciones vitales de los seres vivos

2. Los componentes químicos de los seres vivos 2.1. Los enlaces químicos en las biomoléculas 2.2. Clasificación de las biomoléculas

3. Las biomoléculas orgánicas 3.1. El agua 3.2. Las sales minerales 3.3. Los procesos osmóticos

4. Las biomoléculas orgánicas 4.1. Los glúcidos 4.2. Los lípidos 4.3. Las proteínas 4.4. Los ácidos nucleicos

PARA EL PROFESOR

Presentación

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Actividades de refuerzo y ampliación

Unidades didácticas

134

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Niveles de organización de los seres vivos

7

WEBGRAFÍA Ciencias Osgam: Biomoléculas: carbohidratos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos Vídeo que describe las biomoléculas orgánicas ayudándose de modelos y esquemas. Puede servir como una introducción al epígrafe de biomoléculas. https://www.youtube.com/watch?v=WzXIJSr8EjM Dpto. de Bioquímica y Biología Molecular de la EHU: Curso de biomoléculas Tiene esquemas, animaciones y vídeos. Puede servir como material de apoyo de toda la unidad epígrafe por epígrafe. http://www.ehu.es/biomoleculas/ Proyecto Biosfera (MEC): La materia viva Con animaciones, esquemas y contenidos muy bien desarrollados. http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/biomol/ contenidos2.htm

John KYRK: El agua Animaciones sobre la estructura química de la molécula de agua y sus propiedades relacionadas. En inglés. http://www.johnkyrk.com/H2O.html J.L. GIANNINI (St. Olaf College): Ciclación de la glucosa Animación de la ciclación de la glucosa. http://www.stolaf.edu/people/giannini/flashanimat/carbohydrates/ glucose.swf Extracción casera de ADN Vídeo didáctico y bien estructurado que se puede enviar a los alumnos para que realicen la práctica en casa, o bien visionarla y realizarla en el laboratorio. Dirección: https://www.youtube.com/watch?v=2csuWqN4CM0

Actividades de evaluación interactivas

Ciencia tecnología y sociedad

Técnicas de trabajo y experimentación

Actividades y tareas

Síntesis de la unidad y Evaluación

Presentación Pruebas de evaluación

>>>>>>

Unidades didácticas

Actividades de refuerzo y ampliación

135

Biología y Geología 1.º Bachillerato

7

Niveles de organización de los seres vivos

SUGERENCIAS DIDÁCTICAS Para introducir la unidad se pueden proponer las cuestiones planteadas en el apartado Comprueba lo que sabes, ya que suponen un recorrido por los conocimientos previos de los estudiantes y sirven para introducir una característica de los seres vivos de este planeta, la igualdad en su composición química.

3. Las biomoléculas inorgánicas

Para introducir el primer epígrafe puede abrirse un pequeño debate en al aula acerca de las características que debería poseer un ser vivo para ser considerado como tal.

3.1. El agua

Antes de comenzar el desarrollo de la unidad, puede visionarse el vídeo sobre el carbono.

(páginas 152-153) Son las que aparecen tanto en la materia orgánica como en la inerte.

Al estudiar el agua se hace especial hincapié en las características que hacen de ella una molécula idónea para la vida, y que vienen determinadas por el carácter dipolar de su molécula, que se analiza en detalle.

Vídeo: EL CARBONO En este vídeo se analizan las propiedades que hacen al carbono ser el átomo fundamental en las moléculas que forman los seres vivos.

1. Las características de los seres vivos (páginas 149-150)

Este epígrafe se centra en el estudio de las características de los seres vivos: su capacidad para mantener constantes sus condiciones básicas, para llevar a cabo intercambio de materia y energía con el medio, para perpetuarse y para reaccionar frente a cambios ambientales.

1.1. Propiedades de los seres vivos La enumeración de las propiedades que diferencian a los seres vivos de la materia inerte permite introducir eficazmente el estudio de la biología en este curso ya que la uniformidad en la composición química de los seres vivos nos remite a esta unidad de introducción a la bioquímica. La organización de los seres vivos en niveles de complejidad creciente preludia el estudio de la célula y de la biodiversidad. Además, la descripción de la capacidad que poseen de realizar las tres funciones vitales permite profundizar en el estudio de los órganos y funciones de los animales y las plantas que se desarrolla en unidades posteriores.

1.2. Funciones vitales de los seres vivos Breve repaso de la nutrición, la relación y la reproducción.

2. Los componentes químicos de los seres vivos (página 151) Los bioelementos formadores de los organismos se clasifican, según su abundancia en mayoritarios, secundarios y oligoelementos. Las moléculas que se forman al unirse los bioelementos se llaman biomoléculas.

2.1. Los enlaces químicos en las biomoléculas Es importante recordar al alumnado los cuatro enlaces fundamentales que pueden encontrarse en las biomoléculas y que posteriormente se estudiarán en cada caso concreto.

2.2. Clasificación de las biomoléculas Según su composición química las biomoléculas se dividen en inorgánicas y orgánicas. Se abordará en primer lugar el estudio de las inorgánicas, el agua y las sales minerales, y su implicación en los procesos osmóticos. Unidades didácticas

Vídeo: LAS PROPIEDADES DEL AGUA En este vídeo se muestran las diferentes propiedades del agua que la convierten en una molécula imprescindible para la vida.

3.2. Las sales minerales En este epígrafe se estudia el papel estructural y bioquímico que desempeñan las sales minerales.

3.3. Los procesos osmóticos Es preciso que los estudiantes adquieran el concepto de ósmosis claramente, ya que es un proceso fundamental en las células y además se retoma en las unidades de nutrición vegetal. Los alumnos deben manejar los términos isotónico, hipertónico e hipotónico con soltura y observar ejemplos y realizar actividades relacionadas. Es útil mostrar la animación acerca de los procesos osmóticos, ya que explica gráficamente qué es una membrana semipermeable y cómo se produce el paso de moléculas a su través. Animación: LOS PROCESOS OSMÓTICOS Esta animación puede ser un buen complemento para la explicación del epígrafe, ya que muestra de forma sencilla cómo tiene lugar el paso de agua a través de una membrana semipermeable, y cómo este proceso afecta al contenido hídrico de las células.

4. Las biomoléculas orgánicas (página 154/167) Son las biomoléculas presentes exclusivamente en la materia viva. Se repasan los principales grupos funcionales que aparecen en ellas: hidroxilo, carboxilo, aldehído y cetona. Puede resultar muy útil la página web de animaciones para toda la bioquímica: Enlace web: ANIMACIONES SOBRE LAS BIOMOLÉCULAS Estas animaciones ayudan a comprender mejor la estructura espacial, la conformación molecular y la función de las biomoléculas.

4.1. Los glúcidos El estudio de los glúcidos se inicia con los monosacáridos, divididos en pentosas y hexosas según el número de carbonos que posean, y en aldosas y cetosas según el grupo funcional (aldehído o cetona) que presenten. Dado que para los alumnos suele ser difícil comprender la estructura espacial de las moléculas, el siguiente enlace puede ser útil para facilitar ese aprendizaje.

136

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Niveles de organización de los seres vivos

7

4.3. Las proteínas

Enlace web: ESTRUCTURA ESPACIAL DE LOS MONOSACÁRIDOS Esta página web permite visualizar la estructura espacial de los principales monosacáridos para comprender mejor su configuración espacial.

De los disacáridos hay que destacar la formación del enlace glucosídico, así como su hidrólisis. Vídeo: LAS FUNCIONES DE LOS POLISACÁRIDOS Este vídeo permite al alumno introducirse de forma eficaz en el estudio de estas biomoléculas.

Es fundamental desarrollar una explicación en torno a la tabla que compara los cuatro polisacáridos que se destacan por su importancia biológica: celulosa, almidón, glucógeno y quitina. Debe recalcarse su carácter de macromoléculas poliméricas y que su estructura resulta de la unión de sus monómeros, que en los cuatro casos es la glucosa. Documento: LOS 10 AVANCES CIENTÍFICOS DEL AÑO Artículo de periódico que repasa los considerados por la revista Science como los 10 hallazgos científicos más importantes de 2014, entre los que se encuentran la utilización de la clonación terapéutica y de nuevas rutas de diferenciación celular para obtener células productoras de insulina.

4.2. Los lípidos Se remarca su carácter de grupo heterogéneo, con la única característica común de su insolubilidad en el agua. Se sigue la clasificación basada en si participan o no en la saponificación. De los lípidos saponificables se explica su composición química, formada por ácidos grasos unidos a cadenas de alcohol. De los ácidos grasos se destaca su carácter como ácidos insaturados o saturados según si poseen o no algún enlace doble y el estado en que se encuentran, sólido o líquido, a temperatura ambiente. Es esencial mencionar la capacidad que poseen los ácidos grasos de formar micelas para explicar su posible papel en la formación de las primeras membranas celulares. Se describen las grasas, los fosfolípidos o fosfoglicéridos y las ceras. De los lípidos insaponificables, sin ácidos grasos en sus moléculas, se estudian los esteroides, entre los que se destacan el colesterol y las hormonas esteroideas, y los terpenos, a los que pertenecen las clorofilas y los carotenos, para que el alumnado comprenda la funcionalidad de algunas de estas moléculas. Enlace web: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LÍPIDOS Esta página web contiene textos en inglés y un vídeo acerca de la estructura y el valor calórico de los lípidos. En inglés. Enlace web: ESTRUCTURA DE LA BICAPA LIPÍDICA En esta página web se muestran animaciones e información en forma de textos acerca de la formación de la bicapa lipídica. Vídeo: COLESTEROL, EL ASESINO SILENCIOSO

Su estudio comienza con el de los aminoácidos, sus monómeros. Se destaca su fórmula general constituida por una parte común y una parte específica. Se nombran algunos aminoácidos y se muestran sus fórmulas. Se estudia el enlace peptídico como enlace covalente formador de macromoléculas. Se muestran las distintas confirmaciones espaciales que pueden adquirir las proteínas la estructura primaria, constituida por una secuencia de aminoácidos unidos mediante enlaces peptídicos covalentes; la estructura secundaria, resultado del plegamiento espacial de la estructura primaria en hélice o en forma de lámina plegada, que se mantienen estables mediante puentes de hidrógeno; y la estructura terciaria o configuración espacial tridimensional que es la que le otorga la funcionalidad y se mantiene mediante fuerzas de Van der Waals. Este concepto estructurafunción es decisivo para entender las proteínas. Vídeo: ESTRUCTURA DE LAS PROTEÍNAS Este vídeo permite ver la formación de la estructura espacial de una proteína paso a paso.

La destrucción de la estructura espacial de las proteínas impide su funcionalidad, se produce por aumentos excesivos de temperatura o por pH muy extremos y se denomina desnaturalización. Práctica de laboratorio: DIGESTIÓN DE PROTEÍNAS Sencilla práctica alternativa a la que se presenta en el Libro del Alumno en la que se estudia el mecanismo enzimático de la pepsina.

Las funciones de las proteínas son variadas. Entre ellas es importante destacar el papel de las enzimas como biocatalizadores de las reacciones bioquímicas. Vídeo: MECANISMO DE ACTUACIÓN DE LAS ENZIMAS Este vídeo explica la estructura y el mecanismo de acción de las enzimas mediante modelos tridimensionales.

4.4. Los ácidos nucleicos Son las biomoléculas que contienen la información genética. En primer lugar se estudian sus monómeros, los nucleótidos, y la formación de cadenas de nucleótidos, señalando los enlaces nucleotídicos formados. Es importante que queden claros los conceptos de la estructura y la función del ADN y el ARN. Para facilitar su comprensión es muy útil la realización de tablas comparativas entre ambas biomoléculas y el visionado del siguiente vídeo. Vídeo: ESTRUCTURA DEL ADN Y EL ARN Este vídeo ilustra la estructura tridimensional diferencial de ADN y ARN.

Las dos propiedades del ADN, su capacidad de autoduplicación y la de contener la información genética en su secuencia de bases nitrogenadas, son conceptos en los que se debe profundizar y que deben trabajarse en actividades posteriores.

Este vídeo explica los riesgos de los altos niveles de colesterol en el cuerpo y la formación de la placa de ateroma. Unidades didácticas

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

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Niveles de organización de los seres vivos

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES Comprueba lo que sabes 1.

Reflexiona sobre si los seres vivos están formados por las mismas moléculas que la materia mineral. Los seres vivos están formados por moléculas diferentes a las que componen la materia mineral, salvo en el caso del agua y las sales minerales, que son moléculas comunes a ambos.

2.

(páginas 148/167)

Las dos planarias hijas serían idénticas debido a que se originan a partir de fragmentos del mismo individuo, es decir, se reproducen mediante reproducción sexual. 4

Observa la fotografía e indica si corresponde a la reproducción sexual o a la asexual. Busca el nombre del proceso.

Recuerda cuáles son las principales biomoléculas orgánicas. Las principales moléculas orgánicas son los glúcidos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos.

3.

¿Sabes qué función desempeñan en la célula el agua y las sales minerales? El agua actúa en la célula como disolvente, medio de transporte, regulador de la temperatura. Las sales minerales actúan como formadoras de estructuras y reguladoras de diversas reacciones y funciones en el organismo.

4.

¿Podrías indicar al menos una función de la glucosa en el organismo? ¿Y del ADN? La glucosa tiene función como fuente de energía, y el ADN como portador de la información genética.

5.

¿Crees que no puede haber vida sin agua? ¿Por qué?

Reproducción asexual por estolones. 5

El flujo de materia está representado por las flechas blancas, y el de energía por las grises:

Sin agua no puede hacer vida ya que las funciones que desempeña en los seres vivos son fundamentales y no hay otra molécula alternativa que presente sus mismas características. 6.

Describe el flujo de materia y energía en la Figura 7.3.

Agua

Si necesitases un aporte de energía inmediato, ¿qué tipo de biomolécula consumirías?

CO2

Calor

Una molécula glucídica, ya que son las que aportan energía de forma inmediata. Un ejemplo es la glucosa.

Actividades 1

¿En qué nivel de complejidad situarías a la molécula de ADN, a una bacteria y a una manada de búfalos? El ADN está en el nivel molecular. La bacteria, en el celular. La manada de búfalos, en el nivel población

2

Los cristales de los minerales crecen cuando se están formando. ¿Por qué no se pueden considerar seres vivos? Los cristales de los minerales incorporan materia del medio para crecer. Sin embargo, los seres vivos son capaces de transformar la materia que incorporan del medio en materia propia e intercambian materia y energía con el medio.

3

Alimentos y agua

La imagen muestra dos planarias hijas. ¿Son idénticas genéticamente? Razona la respuesta.

Excrementos + secreciones

6

Reflexiona sobre la utilidad del heliotropismo positivo en los girasoles. El heliotropismo positivo en los girasoles les permite aprovechar más la energía solar, al «seguir» la trayectoria del sol. De ese modo se asegura la máxima insolación durante todo el día.

7

Recuerda lo estudiado y explica qué ventajas supone la reproducción sexual frente a la asexual, y qué repercusiones puede tener en la evolución. La reproducción sexual presenta la ventaja frente a la reproducción asexual de que incrementa la diversidad y variabilidad genéticas, lo que supone una ventaja evolutiva para

Unidades didácticas

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

Niveles de organización de los seres vivos

la especie y para el individuo, ya que aumenta las probabilidades de que aparezcan características ventajosas en los individuos, así elimina o disminuye la probabilidad de que existan genes no deseados, como los que son portadores de enfermedades. 8

Observa el modelo molecular del metano, recuerda la fórmula del propano y realiza su modelo molecular.

H H

O

H

O

H

O

Sólido

H

H

O

H

H

H

O

H

O

H H

H

O H

H

O

H

H

O

H H H

H

O H

9

La energía requerida para formar un enlace químico es la misma que se necesita para romperlo. Observa la siguiente tabla, donde se indican la energía de cada tipo de enlace químico. Haz un diagrama de barras y escribe las conclusiones sobre la fortaleza de cada tipo de enlace. Tipo de enlace Covalente

Energía Kcal/mol 50 a 100

Iónico

1 a 80

Puente de hidrógeno

3a6

Fuerzas de Van der Waals

H

O

O

O

H H H

H

O O

H

H

H

Gaseoso

H

H

O

H H H

H

O

O

H H

H

La temperatura a la que el agua adquiere la máxima densidad son 4 °C. La razón es que a esa temperatura aún hay cristales de hielo que no se han fundido y las moléculas de agua que se encuentra en estado sólido pueden insertarse entre los cristales de hielo, de modo que a 4 °C, en un mismo volumen puede haber más moléculas de agua. 12 Investiga qué propiedades del agua se ven condiciona-

das por los enlaces de puente de hidrógeno entre sus moléculas.

Las uniones entre las moléculas de agua mediante puentes de hidrógeno hacen que la cohesión entre ellas sea alta. Sin embargo, resulta paradójico que el agua se encuentre en estado líquido a temperatura ambiente y que presente una menor densidad que en estado sólido: se debe al carácter transitorio de los puentes de agua. 13 Si se introduce una célula en una solución hipertónica,

0,5 a 1

¿qué sucede? ¿Y si se introduce en una hipotónica?

En una solución hipertónica la célula perderá agua, ya que saldrá al exterior y como resultado de ello la célula se arrugará (plasmólisis). En una solución hipotónica, entrará agua del exterior, por lo que su cuerpo celular se hinchará (estado de turgencia).

Energía(kcal/mol) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

O

H

O

Líquido

Propano: C3H8

Enlace covalente Enlace iónico

14 Tras la lectura de los procesos osmóticos, explica por

Puente de hidrógeno Fuerzas de Van der Waals

qué en una vena solo se puede inyectar un medio isotónico con respecto al medio interno.

En una vena solo se puede inyectar una solución isotónica porque es la forma de impedir que se produzca, debido al proceso osmótico, la entrada o salida de agua de los glóbulos rojos, que podría destruirlos.

10 Busca y cita dos ejemplos en los que el agua participe

15 Observa las siguientes reacciones e indica si son de sín-

en la regulación térmica de un organismo vivo.

tesis o de hidrólisis. Razona la respuesta.

El agua sirve para regular la temperatura corporal, ya que constituye la mayor parte del líquido corporal e interviene en los mecanismos de regulación térmica en animales homeotermos. Además, ayuda a enfriar el cuerpo cuando se evapora al encontrarse en forma de película de sudor sobre la piel.

a) monosacárido + monosacárido → disacárido

11 Investiga cuál es la temperatura a la que el agua ad-

quiere la máxima densidad. Observa la figura 7.8 y explica cuál es la razón.

Unidades didácticas

7

139

b) jabón → glicerina + ácidos grasos c) aminoácido + aminoácido + aminoácido → tripéptido a) Reacción de síntesis, ya que precisa un aporte de energía para llevarse a cabo. b) Reacción de hidrólisis, ya que libera energía al producirse. c) Reacción de síntesis, ya que precisa un aporte de energía para llevarse a cabo. Biología y Geología 1.º Bachillerato

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Niveles de organización de los seres vivos

La malta se utiliza en ciertos procesos industriales durante los cuales se lleva a cabo su fermentación para obtener bebidas alcohólicas como en el whisky o la cerveza. La ventaja de su utilización radica en que la malta es cebada fermentada, por lo que los microorganismos han efectuado ya una primera digestión, gracias a lo cual se aceleran y facilitan los procesos industriales.

16 La mayor parte de las biomoléculas orgánicas son ma-

cromoléculas bastante complejas. Ofrece una posible explicación para ello.

Su complejidad estructural está relacionada con su función, de modo que cuanto más compleja sea la función que una macromolécula haya de realizar, más compleja habrá de ser su estructura. Ejemplos de ello son los ácidos nucleicos o las proteínas. 17 Los monosacáridos se nombran con el prefijo aldo-, si el

21 Busca información sobre la intolerancia a la lactosa. ¿En

qué consiste? ¿Qué tipos de intolerancia a la lactosa existen? ¿Cómo influye el tipo de alimentación en su desarrollo? ¿Por qué en países donde los adultos son consumidores habituales de leche las tasas de intolerancia son menores? Observa el mapa y comprueba si se cumplen las premisas anteriores.

grupo carbonilo está en el carbono del extremo, o ceto-, si se encuentra en un carbono intermedio. A continuación se indica el número de carbonos de la cadena (tri, penta o hexa) y por último, el sufijo -osa indica que hay una sola molécula glucídica, es decir, que se trata de un monosacárido. De esta manera, las siguientes moléculas se nombran así: Aldotriosa:

O

H C

H

C

OH

Intolerancia a la lactosa 91-100 % 81-90 % 71-80 % 61-70 % 51-60 % 41-50 % 31-40 % 21-30 % 11-20 % 1-10 % Menos del 1%

CH 2OH Cetotriosa:

CH 2OH C

O

CH 2OH

La intolerancia a la lactosa se debe a un defecto en la síntesis de la enzima lactasa. El individuo que la padece no puede digerir bien la lactosa, lo que le causa molestias digestivas. Hay diferentes grados de intolerancia a la lactosa: desde una intolerancia total a una parcial.

Según esta regla, nombra la ribosa, la desoxirribosa, la glucosa, la galactosa y la fructosa. La ribosa es una aldopentosa, la glucosa es una aldohexosa y la fructosa es una cetohexosa.

Las investigaciones demuestran que la intolerancia a la lactosa tiene una prevalencia menor en las poblaciones si el consumo de leche se prolonga en la edad adulta, mientras que aumenta en aquellas poblaciones en las que solo se ingiere leche en la primera infancia. Por tanto, el consumo regular de leche disminuye la prevalencia de la intolerancia.

18 Según la regla para nombrar las enzimas de hidrólisis,

¿qué nombre tendrán las que actúan sobre los tres disacáridos mencionados en el texto?

Sobre la maltosa, la maltasa; sobre la lactosa, la lactasa; sobre la sacarosa, la sacarasa. 19 A partir de la información anterior sobre los disacári-

El mapa muestra que la intolerancia a la lactosa presenta una distribución muy amplia en países del sudeste asiático, China y Japón, y mucho menor en Europa y EE. UU., que son regiones donde se consume leche de forma habitual.

dos, escribe la fórmula de la lactosa y la sacarosa señalando el enlace glucosídico.

Lactosa: CH 2OH OH

22 ¿Por qué crees que los seres humanos cocemos las ver-

CH 2OH O

O H OH

H OH

O

H

duras o las tomamos cuando están tiernas?

OH

Los seres humanos no somos capaces de digerir la celulosa y por ello comemos los vegetales cuando están tiernos, es decir, cuando están formados por células jóvenes, cuya pared vegetal aún presenta muy poca celulosa, o bien los cocemos si su contenido en celulosa ya es alto, pues de este modo se rompe la molécula de celulosa y se facilita su digestión, aunque en cualquier caso esta será incompleta.

H

H

H OH

H

Sacarosa: CH 2OH H

OH

H

CH 2OH O

O OH

H

O

H

H

H

alimentación humana. Recientemente se ha descubierto un incremento de los genes productores de amilasa en la especie humana a lo largo de la evolución. Busca información sobre esta enzima y da una posible explicación a dicho aumento.

H OH OH

CH 2OH OH

23 El almidón es la principal biomolécula energética en la

OH

H

La amilasa es una enzima capaz de romper los enlaces entre las moléculas de glucosa que forman el almidón, liberando así este monosacárido para que el organismo lo utilice. La utilización de alimentos vegetales ricos en almidón (tubérculos,

20 ¿Qué procesos industriales utilizan la malta como ma-

teria prima? Investiga cuál es la ventaja de usar la malta en vez de la cebada natural en dichos procesos.

Unidades didácticas

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Biología y Geología 1.º Bachillerato

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Niveles de organización de los seres vivos

semillas, etc.) ha sido la causa del incremento de los genes productores de la amilasa para poder digerirlos. 24 Investiga sobre la función de las bacterias en el aparato

digestivo de los rumiantes.

La dieta de los rumiantes es rica en celulosa, que se encuentra en alta proporción en los alimentos de origen vegetal, que constituyen la mayor parte de su dieta. La celulosa solo es metabolizada por ciertos microorganismos que contienen las enzimas capaces de romper los enlaces existentes entre las moléculas de glucosa que las forman. El estómago de los rumiantes consta de cuatro receptáculos para llevar a cabo la lenta digestión de los productos ricos en celulosa. En dichos receptáculos las bacterias que establecen esa relación simbiótica con los rumiantes digieren la celulosa y obtienen a cambio fuente alimenticia y protección. 25 Observa la figura 7.17 e indica la localización y la fun-

ción de los lípidos en cada uno de los casos.

Los dos únicos ácidos grasos esenciales para el ser humano son el α-linolénico y el linoleico. Se encuentran en los pescados azules y algunos frutos secos, como las nueces. 27 Investiga sobre los ácidos grasos omega 3 y omega 6.

¿Qué son? ¿Por qué son importantes para el organismo? ¿Qué alimentos los contienen?

Los ácidos grasos omega 3 y omega 6 son un caso especial de ácidos grasos poliinsaturados. Son muy importantes para el organismo porque disminuyen la velocidad de coagulación de la sangre y por tanto ayudan a prevenir las enfermedades cardiovasculares y los accidentes cerebrovasculares. Se encuentran sobre todo en las grasas de los pescados azules como el bonito, el salmón o las sardinas, y en frutos secos como las nueces o la chía. 28 Observa las fórmulas desarrolladas de la figura 7.18 y

escribe su fórmula molecular. A partir de ellas, deduce la fórmula molecular general de un ácido graso saturado y de uno insaturado.

HO

O

O

9

C

OH

CH2 CH2 CH2 CH2 En el panal de las abejas el lípido es la cera fabricada por ellas y su función es estructural. En los cloroplastos el lípido es la clorofila y su papel es absorber los fotones de luz para transformarlos en energía química. En los adipocitos el lípido es la grasa sólida, cuya función es servir de reserva energética. 26 Cita las principales diferencias entre los glúcidos y los

lípidos.

CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2

Las principales diferencias entre glúcidos y lípidos son las siguientes:

CH2

❚ Los glúcidos conforman un grupo homogéneo químicamente, mientras que los lípidos forman un grupo muy heterogéneo.

CH2

❚  Los glúcidos presentan un grupo funcional carbonilo que los caracteriza, mientras que los lípidos no presentan grupo funcional característico. ❚  Los glúcidos cumplen una función eminentemente energética, mientras que los lípidos desempeñan funciones muy variadas en los organismos.

Investiga (página 159) La mayor parte de los ácidos grasos son sintetizados por el organismo, pero existen algunos que deben ser ingeridos en la dieta por la imposibilidad de fabricarlos, son los ácidos grasos esenciales. Busca información sobre ellos, cuáles son, qué papel cumplen en la célula y en qué alimentos abundan y haz una tabla con los resultados obtenidos. Existen ácidos grasos que deben ser ingeridos en la dieta ya que no son sintetizados directamente por el organismo humano. Son los denominados ácidos grasos esenciales. Son ácidos grasos poliinsaturados. Unidades didácticas

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18

CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 Ácido esteárico: COOH-(CH2)16-CH3 Ácido oleico: COOH-(CH2)8 –CH=CH-(CH2)8-CH3 Fórmula general de un ácido graso saturado: COOH-(CH2)n-CH3 Fórmula general de un ácido graso insaturado: COOH-(CH2)n1-CH=CH-(CH2)n2-CH3 29 Investiga qué son los liposomas y qué utilidades tienen

en la administración de medicamentos. Los liposomas son estructuras que forman los lípidos, que consisten en pequeñas esferas huecas, semejantes a micelas en cuyo interior pueden incorporarse moléculas de medicamentos. Su facilidad para atravesar la piel y otros tejidos permite que el medicamento pueda alcanzar fácilmente dianas terapéuticas específicas. Biología y Geología 1.º Bachillerato

7

Niveles de organización de los seres vivos

Investiga (página 161) El colesterol es insoluble en agua, y en el plasma sanguíneo forma dos lipoproteínas (proteína + lípido): la LDH y la VLDH, que lo fijan y transportan. Los niveles altos de LDH (proteínas de baja densidad) incrementan el riesgo de padecer enfermedades cardiovasculares, mientras que los de VLDH lo disminuyen. A partir de 200 mg/dL de colesterol en sangre se considera que el individuo presenta hipercolesterolemia, y que su riesgo cardiovascular se incrementa.

H

CH3

H

Alanina

Glicina H

OH C O

Investiga sobre por qué la hipercolesterolemia eleva el riesgo de enfermedad cardiovascular y sobre la relación entre el colesterol «malo» (LDH) y la dieta. Haz un informe. El colesterol se acumula en el interior de las arterias formando las denominadas placas de ateroma. Estas reducen la luz de los vasos y, como consecuencia, dificultan la circulación de la sangre, lo que incrementa a su vez la probabilidad de formación de coágulos e implica un mayor gasto cardíaco. La consecuencia es un mayor riesgo de padecer enfermedades cardiovasculares.

H

CH2 CH

C

NH2

O

OH

CH2 OH

Ácido aspártico

Serina

En negrita se muestra la parte específica de cada uno de los aminoácidos. 33 La figura adjunta representa la secuencia de aminoá-

cidos de la molécula de la insulina humana, descubierta por Sanger en 1953. Sabiendo que la insulina está formada por dos cadenas peptídicas, y que la pequeña tiene 21 aminoácidos, ¿cuántas moléculas de agua se liberan al formarse dicha cadena?

Una dieta rica en grasas insaturadas de origen animal provoca altos niveles de LDH con los consiguientes efectos antes mencionados. 30 Cuando la saponificación se produce con hidróxido de

sodio (NaOH) se obtiene como producto una molécula de glicerol (propanotriol) y tres moléculas de jabón: Molécula de jabón: CH3—(CH2)n—COONa

Realiza la reacción de esterificación de una grasa formada por una molécula de glicerol y tres de ácido esteárico: CH3—(CH2)16—COOH. Recuerda que por cada enlace formado entre el glicerol y un ácido graso se libera una molécula de agua. El colesterol es insoluble en agua, y en el plasma sanguíneo forma dos lipoproteínas (proteína + lípido): la LDH y la VLDH, que lo fijan y transportan. Los niveles altos de LDH (proteínas de baja densidad) incrementan el riesgo de padecer enfermedades cardiovasculares, mientras que los de VLDH lo disminuyen.

Por cada enlace peptídico formado se libera una molécula de agua, por lo que al formarse la molécula pequeña de insulina, que posee 21 aminoácidos, se formarán 20 enlaces peptídicos y, por tanto, se liberarán 20 moléculas de agua. 34 Escribe la reacción de síntesis y señala los enlaces peptí-

dicos del tripéptido: alanina-glicina-serina.

A partir de 200 mg/dL de colesterol en sangre se considera que el individuo presenta hipercolesterolemia, y que su riesgo cardiovascular se incrementa. O R

C

O

Éster

R’

H2O

Esterificación Saponificación

O R

C

OH

Ácido carboxílico

HO

R’

Alcohol

31 Infórmate sobre la diferencia que existe, en cuanto a su papel

en la fotosíntesis, entre las clorofilas y los carotenos.

Las clorofilas y los carotenos son pigmentos lipídicos fundamentales para que se lleve a cabo la fotosíntesis. La diferencia entre ellos radica en que absorben luz de diferente longitud de onda: la clorofila es verde y absorbe luz de longitud de onda que se encuentra en el rango del azul, el rojo y el naranja, mientras que los carotenos presentan colores anaranjados y absorben luz cuya longitud de onda se encuentra en el rango del azul y parte del verde.

35 El cambio del valor del pH en un medio biológico puede

causar la pérdida de la función de las proteínas. Explica cómo se produce esta pérdida.

Un cambio de pH en el medio en que se encuentra una proteína puede producir su desnaturalización. Esta conllevaría la pérdida de su estructura espacial terciaria y de la estructura secundaria, lo que daría lugar a la pérdida de su funcionalidad.

32 Copia las fórmulas de la figura 7.26 y señala la parte

común y la específica de cada uno de los aminoácidos representados.

Unidades didácticas

142

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Niveles de organización de los seres vivos

Investiga (página 165) En 1958 Francis Crick enunció y en 1970 ratificó lo que se ha llamado el dogma central de la biología molecular, que indica cómo la información pasa del ADN a las proteínas:

P

ADN → ARN → proteína

Realiza un trabajo explicando sobre un dibujo cómo se llaman los tres procesos representados en el dogma y qué ácido nucleico interviene en cada proceso. Los tres procesos que establece el dogma central de la biología son los siguientes: ❚ Replicación: es la autoduplicación del ADN. ❚  Transcripción: es el proceso por el que se sintetiza una molécula de ARNm a partir de un fragmento de ADN. ❚  Traducción: es el proceso por el que el ARNm se utiliza para sintetizar una proteína.

7

este ADN será el molde para formar las nuevas partículas virales, para lo cual se aprovechará de la maquinaria de la célula invadida. 37 Investiga sobre el descubrimiento que hicieron James

Watson y Francis Crick. ¿Qué relación tenían en el momento de realizar ese trabajo? ¿Qué premio obtuvieron por él? ¿Qué actividad científica han desarrollado posteriormente?

El biólogo James Watson (1928) y el físico Francis Crick (19162004) realizaron sus investigaciones sobre la estructura del ADN en la universidad de Cambridge. Obtuvieron el premio Nobel de Medicina en el año 1962. Tras las investigaciones sobre el ADN Crick se dedicó a investigar en neurociencias y Watson participó en el Proyecto Genoma Humano. 38 Observa la tabla que compara el ADN y el ARN. Elabora

otra que muestre las diferencias en cuanto a las funciones de cada uno.

36 El ADN es el portador de la información genética, y el

ARN el encargado de ejecutar las «órdenes» implícitas en esa información. ¿Es así en todos los seres vivos del planeta? Busca información sobre organismos en los que el portador de la información genética sea el ARN.

La mayoría de los seres de este planeta se ajustan a ese esquema, pero hay un grupo de virus, los retrovirus o virus ARN cuyo material genético es el ARN. Cuando infectan una célula, se forma un ADN a partir del ARN viral mediante una enzima específica, transcriptasa inversa, y

Ácido nucleico

Función

ADN

Lleva codificada la información necesaria para la síntesis de las proteínas que participan en los procesos vitales y en la constitución de las estructuras del organismo.

ARN

Transporta la información genética hacia los lugares de la célula donde ocurre la síntesis de proteínas.

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES CIENCIA, TECNOLOGÍA Y SOCIEDAD (página 168) Análisis 1.

A qué población recomienda la investigación prestar mayor atención? ¿Por qué? Se recomienda prestar mayor atención a los pacientes con niveles bajos de HDL, el llamado «colesterol bueno», ya que no se diagnostica en un 27,3 % de los casos y este tipo de colesterol produce también riesgo cardiovascular.

2.

¿Qué importancia tiene el diagnóstico precoz? El diagnóstico precoz es fundamental para favorecer el cambio de hábitos de vida o para iniciar los tratamientos farmacológicos, lo que disminuye el riesgo de contraer enfermedades cardiovasculares.

Busca información sobre la naturaleza química del colesterol y sus tipos, sus funciones en el organismo y la influencia de la hipercolesterolemia en el incremento

Unidades didácticas

Los estudiantes deben elaborar un informe en el que describan la naturaleza lipídica del colesterol. Deben buscar información sobre los HDL y LDL, sus funciones en el organismo, así como la relación de estos con las enfermedades cardiovasculares. Estas se deben a la formación de placas de ateroma, que dificultan el paso de la sangre, formando coágulos y provocando una sobrecarga cardíaca y la elevación de la presión sanguínea. Como alternativa a esta práctica de laboratorio propuesta en el Libro del Alumno se puede sugerir la siguiente: Práctica de laboratorio: DIGESTIÓN DE PROTEÍNAS

Propuesta de investigación 3.

del riesgo cardiovascular, y sobre los datos estadísticos que hay al respecto. Elabora un informe.

143

Esta práctica permitirá a los alumnos comprender más eficazmente el mecanismo enzimático a partir de la acción de la pepsina sobre las proteínas del huevo y el papel que desempeña en su activación el medio ácido.

Biología y Geología 1.º Bachillerato

7

Niveles de organización de los seres vivos

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES TÉCNICAS DE TRABAJO Y EXPERIMENTACIÓN 1

ductos forman lo que llamamos «jabón», además de las moléculas de jabón obtenidas?

Escribe la reacción de saponificación. La reacción de saponificación, en este caso, tiene lugar entre un ácido graso y tres moléculas de NaOH. Como productos se obtienen jabón y una molécula de glicerina. O R

C

NaOH O

R

R’

Éster

2

COO Na

HO

R’

El jabón casero es muy cremoso y proporciona suavidad a la piel porque en la reacción de saponificación se obtiene una molécula de glicerina por cada tres de jabón, y la glicerina funciona como suavizante. 3

Alcohol

Jabón

¿Se podría realizar esta reacción con un trozo de mantequilla? ¿Por qué? La reacción de saponificación también se podría llevar a cabo con un trozo de mantequilla ya que tiene lugar con cualquier tipo de grasa.

A la luz de los resultados, explica por qué el jabón casero es tan cremoso y deja la piel tan suave. ¿Qué pro-

SOLUCIONES DE ACTIVIDADES Y TAREAS Las características de los seres vivos 1

¿Por qué la química de la vida es la química del carbono?

Enumera los niveles de organización de los seres vivos y pon un ejemplo de cada uno.

d) El N aparece en las proteínas formando parte del grupo amino de los aminoácidos, en los ácidos nucleicos forma las bases nitrogenadas de los nucleótidos. También se puede encontrar N en algunos glúcidos complejos y en algunos lípidos. 4

Nivel atómico: un átomo de carbono; nivel molecular; una molécula de glucosa; nivel celular: una neurona; nivel pluricelular: un abeto; nivel población: una colmena; nivel ecosistema: un hayedo. 3

Analiza la gráfica y contesta: % de los bioelementos 49 47

proporción en la materia viva proporción en la corteza terrestre

28

26

25

(páginas 170/171)

presencia es imprescindible. Se pueden nombrar Fe, Cu, Zn, Mn, Ni…

Porque las biomoléculas están formadas mayoritariamente por átomos de carbono. 2

(página 169)

Elabora un diagrama de barras a partir de los datos de la siguiente tabla sobre la composición de diferentes legumbres. Calorías

Proteínas

Lípidos

Hidratos de carbono

Alubia (judía seca)

316

23

1,3

61

Garbanzo

338

21,8

4,9

54,3

Guisantes secos

304

21,7

2

53,6

Haba seca

304

27

2,4

46,5

Lenteja

325

25

2,5

54

12 8,17 0,2 H

0,14 O

C

2,5

0,04 N

1,1

0,05 trazas P

Al

0,01 Fe

a) Según el diagrama que has realizado, ¿qué aportan fundamentalmente las legumbres desde el punto de vista nutricional?

trazas Si

a) ¿Cuál es el elemento químico más abundante en la materia viva? ¿Y en la corteza terrestre?

b) En las legumbres, ¿cuál es la biomolécula más abundante?

b) Compara la abundancia del hidrógeno con la del oxígeno, tanto en la materia viva como en la corteza terrestre.

c) ¿Qué legumbre de la tabla es la más completa a nivel nutricional?

c) ¿A qué se llaman oligoelementos? Nombra tres.

a)

d) De las biomoléculas estudiadas, ¿en cuáles aparece el nitrógeno? Indica en qué parte de su estructura se encuentra.

Calorías

300

Proteínas

a) El elemento químico más abundante en la materia viva es el hidrógeno y en la corteza terrestre el oxígeno.

200 Lípidos

b) En la corteza terrestre el H aparece en una proporción muy pequeña, pero el O constituye un 25 % en la materia viva.

100

Hidratos de carbono

0

c) Se llama oligoelementos a los bioelementos que aparecen en cantidades muy pequeñas en los organismos. Su Unidades didácticas

400

Alubia

144

Garbanzo Guisante

Haba

Lenteja

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Niveles de organización de los seres vivos

b) Según la gráfica, el principal aporte de las legumbres son los hidratos de carbono.

A

7

C

B

c) Las biomoléculas más abundantes en las legumbres según la gráfica son las proteínas. d) La más completa nutricionalmente es la lenteja ya que aporta casi las mismas proteínas que las habas, pero su aporte de hidratos de carbono es mayor.

Los componentes químicos de los seres vivos 5

Cuando el organismo no tiene suficiente cantidad de hierro (oligoelemento), su hemoglobina es ineficaz para transportar el oxígeno. Investiga el papel del hierro en la hemoglobina y de qué enfermedad estamos hablando.

11 Explica el siguiente modelo de la molécula de agua in-

dicando cómo son sus enlaces.

El hierro constituye el centro de la molécula de hemoglobina y a él se une el oxígeno para ser transportado. Si hay escasez de hierro en el organismo, su transporte se ve muy reducido y se desarrolla la enfermedad denominada anemia ferropénica. 6

Razona por qué las biomoléculas utilizan los enlaces covalentes como enlaces básicos. Las biomoléculas utilizan los enlaces covalentes como enlaces básicos debido a que son fuertes y estables. Ambas cualidades son necesarias para que las biomoléculas desarrollen sus respectivas funciones biológicas.

Las biomoléculas orgánicas 7

¿Qué diferencia hay en los comportamientos de una célula animal y de una vegetal, situadas ambas en un medio hipotónico? En ambos casos el agua penetrará en la célula para igualar las concentraciones. La diferencia radica en que mientras que la célula animal podría llegar a estallar, la vegetal únicamente llegará a ponerse turgente sin llegar a romperse debido a que la pared vegetal servirá de barrera.

8

Busca información sobre alguna característica físicoquímica que tenga la molécula de agua debido a su carácter polar. Entre las propiedades del agua que se deben a su carácter dipolar pueden mencionarse el poder disolvente, la incompresibilidad, la capilaridad o su elevada tensión superficial.

9

Describe las propiedades del agua que hacen de su molécula un medio idóneo para participar en procesos de transporte biológico. Son el hecho de mantenerse en estado líquido a temperatura ambiente, lo que facilita el que pueda ser conducido de forma más sencilla que si fuese un sólido, y su poder disolvente, ya que tanto los solutos que necesita el organismo para sobrevivir como aquellos que son compuestos de desecho, pueden viajar diluidas en forma de iones en el agua.

En el esquema se aprecia el carácter dipolar de la molécula de agua, que viene dado porque la electronegatividad del oxígeno proporciona una zona electronegativa opuesta a la electropositiva de la zona de los átomos de hidrógeno. Esto posibilita la formación de enlaces de puente de hidrógeno entre el oxígeno de una molécula y uno de los hidrógenos de otra. Los dos tipos de enlaces que se aprecian son los enlaces covalentes intramoleculares y los de puente de hidrógeno intermoleculares.

Glúcidos 12 Copia y completa la siguiente tabla con las característi-

cas de los principales polisacáridos:

Tabla de características de los polisacáridos: POLISACÁRIDO

FUNCIÓN

LOCALIZACIÓN

Celulosa

Estructural

Pared vegetal de células vegetales.

Almidón

Reserva energética

Citoplasma de células vegetales (amiloplastos).

Glucógeno

Reserva energética

Células hepáticas y musculares.

13 Escribe la fórmula de la sacarosa e hidrolízala escribien-

do la reacción e indica qué enzima interviene en ella.

10 Observa la imagen y explica qué sucede en los vasos.

Indica cómo es la solución de cada uno respecto a los glóbulos rojos. Explica el sentido del flujo de agua en cada caso.

En el vaso A los glóbulos rojos están en una solución isotónica por lo que se mantienen estables. En el vaso B la solución es hipertónica. El agua ha salido de las células hacia el exterior celular, perdiéndolo que ha ocasionado la pérdida de volumen los eritrocitos. En el vaso C la solución es hipotónica. El agua ha penetrado en los eritrocitos aumentando su volumen. Unidades didácticas

145

Biología y Geología 1.º Bachillerato

7

Niveles de organización de los seres vivos

14 Busca información sobre qué característica de la estruc-

tura molécula de la celulosa le hace ser tan difícil de digerir por la mayor parte de los organismos.

17 Observa esta fórmula de un ácido graso y razona si es

saturado o insaturado:

La celulosa es un polisacárido que está formado por moléculas de glucosa unidas entre sí: unas forman cadenas lineales mediante enlaces glucosídicos entre los carbonos 1 y 4, y además se forman enlaces de puente de hidrógeno entre moléculas de glucosa próximas.

O

9

OH

Esto dota a la molécula de gran resistencia y dificulta la penetración de las enzimas en su estructura. 15 Identifica esta molécula, escribe su reacción de hidróli-

sis e indica cómo se llama el enlace que se rom-pe y qué monosacáridos se obtienen.

Esta molécula es la maltosa. El enlace que se rompe es el Oglucosídico según la reacción de hidrólisis siguiente:

18 Es un ácido graso insaturado porque posee un doble enlace. 18 Busca información y explica las diferencias entre hidró-

lisis y saponificación de una grasa. Nombra las moléculas participantes y los productos obtenidos.

La hidrólisis de una grasa se llama saponificación biológica y consiste en la combinación de un éster con agua y el producto de esa reacción, en la que se precisa la acción catalítica de enzimas, es un ácido graso y un alcohol.

La saponificación o saponificación no biológica no necesita enzimas, y se realiza con una base (NaOH o KOH) en vez de agua. Los productos obtenidos son alcohol y jabón (que es la sal del ácido graso). Para que la reacción tenga lugar se precisa la adición de calor.

La hidrólisis de la maltosa produce dos moléculas de glucosa. A la reacción se le debe adicionar una molécula de agua para reponer los dos grupos hidroxilo de los monómeros.

O R

Lípidos 16 Explica qué representan los siguientes esquemas. ¿Qué

moléculas representan?

C

NaOH O

R’

R

Éster

COO Na Jabón

HO

R’

Alcohol

Proteínas 19 Copia y completa la siguiente tabla con las principales

macromoléculas (polímeros):

Las principales macromoléculas (polímeros) son las siguientes: Macromolécula

Estos esquemas representan el comportamiento de los fosfolípidos en presencia de agua: ❚  En el primero se forma una micela de bicapa en la que las cabezas quedan en contacto con el medio acuoso tanto en el interior como en el exterior micelar.

Enlace

Ejemplo

Polisacáridos

Monosacáridos

O-glucosídico

Almidón

Polipéptidos (proteínas)

Aminoácidos

Peptídico

Colágeno

Acidos nucleicos

Nucleótidos

Nucleotídico

ADN

20 Nombra los enlaces que mantienen las estructuras pri-

maria, secundaria y terciaria de las proteínas.

Los enlaces que mantienen las estructuras de las proteínas son los siguientes: la estructura primaria se mantiene por enlaces covalentes, la secundaria por enlaces puente de hidrógeno y la terciaria por puentes disulfuro, fuerzas de van der Waals y de naturales electrostática.

❚  En el segundo se aprecia la formación de una bicapa lipídica, de modo que se crea un ambiente sin agua en el que se sitúan las colas hidrófobas, mientras que las cabezas hidrófilas quedan en contacto con el agua. Unidades didácticas

Monómero

146

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Niveles de organización de los seres vivos

7

21 ¿Qué proceso sufre una proteína si se somete a unas con-

diciones extremas de temperatura? ¿Puede ser reversible? ¿Qué implica para el funcionamiento de la proteína?

Al someter a una proteína a condiciones extremas de temperatura se desnaturaliza. Es un proceso que puede ser reversible si se realiza lentamente y de forma poco intensa, ya que los enlaces no llegan a romperse. La desnaturalización implica la pérdida de la funcionalidad de la proteína. 22 Copia la fórmula de la glicina y la alanina y forma con

ellas un dipéptido señalando el enlace peptídico.

La imagen de la izquierda corresponde al ARN, ya que es una molécula sencilla monocatenaria, mientras que la de la derecha corresponde al ADN, ya que es una molécula bicatenaria. 27 Identifica la molécula y el proceso que se representan

mediante el siguiente esquema. ¿Cuál es la utilidad de este proceso?

glicil-alanina 23 Define qué son los aminoácidos esenciales y enumera

cinco de ellos.

Los aminoácidos esenciales son los que no pueden ser sintetizados por el organismo y deben ser ingeridos en la dieta. Pueden mencionarse los siguientes: isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptófano, valina, y arginina e histidina en ocasiones. 24 Describe qué sucede en una proteína cuando se desna-

turaliza y qué factores producen la desnaturalización.

La desnaturalización de una proteína es la pérdida de su conformación espacial y, por tanto, de su funcionalidad. La desnaturalización puede ser reversible o irreversible. Los factores que la provocan son elevadas temperaturas o pH extremos, fundamentalmente.

Ácidos nucleicos 25 Los ácidos nucleicos son polímeros, ¿de qué monóme-

ros están formados?

Los monómeros que forman los ácidos nucleicos son los nucleótidos. 26 Observa estas dos moléculas e indica razonadamente a

qué ácido nucleico pertenece cada una.

Unidades didácticas

147

Es una molécula de ADN, ya que tiene estructura bicatenaria. El proceso que se representa es la autoduplicación y permite obtener dos nuevas moléculas de ADN a partir de la original. 28 Explica la relación que existe entre el ADN, el ARN y las

proteínas.

La relación que existe entre ADN, ARN y proteínas es que el ADN lleva codificada la información genética que sirve para sintetizar proteínas. El ARN es el encargado de transportar e incorporar esa información al proceso de síntesis de proteínas. 29 Busca información sobre la genómica. ¿Por qué conocer la

secuencia del ADN de un individuo puede ayudar a combatir sus enfermedades?

La genómica es la rama de la biología que se encarga del estudio de los genomas. Estudiar el genoma de una persona es fundamental para localizar en él enfermedades relacionadas con los genes, ya que genes alterados, suprimidos o duplicados producen diferentes síndromes y enfermedades o tendencia a desarrollar determinadas dolencias.

Biología y Geología 1.º Bachillerato

7

Niveles de organización de los seres vivos

SOLUCIONES DE LA EVALUACIÓN 1.

¿Qué características definen a los seres vivos?

lécula, polar, permite que se interponga entre los iones que forman las moléculas de soluto, separándolos y haciendo posible su disolución. La mayor parte de las reacciones biológicas ocurren en el agua, que también participa en muchos procesos de transporte biológico.

Mantiene constantes sus condiciones básicas. Se transforma a partir del medio que lo rodea, transformándolo a su vez. Es capaz de perpetuarse y de reaccionar ante los cambios ambientales. 2.

6.

¿Por qué los medicamentos que se administran por vía intravenosa se deben preparar con suero fisiológico? ¿En qué proceso está basada esta recomendación?

Define: bioelemento, oligoelemento y biomolécula, y pon un ejemplo de cada uno.

Los medicamentos que se administran vía venosa se deben preparar con suero fisiológico, es decir con un suero de concentración isotónica respecto a la sangre. Esto es para que no haya entrada ni salida de agua en las células sanguíneas lo que las rompería o vaciaría. Esto se basa en los procesos osmóticos que sufren las células al entrar en contacto con medios hipertónicos o hipotónicos respecto a ellas.

Bioelemento: es el elemento químico que forma parte de la materia viva, constituyendo las moléculas que la forman. Ejemplo el carbono Oligoelemento: son los bioelementos que están presentes en cantidades inferiores al 0,1%, pero resultan imprescindibles para la vida. Ejemplo el hierro

7.

Biomolécula: son las moléculas que forman la materia viva, están formadas por los bioelementos. Ejemplo los glúcidos 3.

Mayoritarios o primarios

Secundarios

H

Hidrólisis de un disacárido: CH2OH

Carbono Oxígeno Nitrógeno Fósforo Azufre

H

CH2OH O

H

H

HO

OH

H

H

OH

Sodio Potasio Calcio Magnesio Cloro

Oligoelementos

4.

Escribe la reacción de hidrólisis de un disacárido, un tripéptido y un dinucleótido. Utiliza fórmulas generales.

Haz un cuadro de clasificación de los bioelementos. Bioelementos

(página 173)

H

HO

Tipo de enlace

Glúcidos

Polisacáridos

Monosacáridos

Glucosídico

Proteínas

Polipéptido

Aminoácido

Peptídico

Ácidos nucleicos

Polinucleotido

Nucleotido

Fosfodiéster

OH

HO

OH

H

H

OH

O

H

H

H

+ OH HO

OH

H

H

OH

H OH

Hidrólisis de un tripéptido: R1 +

H3N

CH

C

H

R2

N

CH

C

+

+

H3N

H

R3

N

CH

COO– + H2O

+

H

O

R1 CH

C

OH + H

H

R2

N

CH

COO– + H

H

R3

N

CH

COO–

O

Hidrólisis de un dinucleótido: O– –

5.

Explica dos características de la molécula de agua por las que resulta imprescindible para los seres vivos. Razona la respuesta.

O

P

O–

O

O

O H2C H

Dos propiedades del agua que le convierten en una molécula imprescindible para los seres vivos:

H

H

O

O H

H

HO

OH

Base nitrogenada

OH

+ H2O

+ O–

Base nitrogenada

O H

H

O O

CH2

H

O

H2C

–

O

H

O

H

P O

Base nitrogenada

O

–O P

Está en estado líquido a temperatura ambiente: la gran cohesión de sus moléculas (la fuerza que las mantiene unidas) permite que el agua permanezca en estado líquido a temperaturas no extremas, lo cual facilita su papel como medio de transporte en el interior de los organismos vivos.

P

OH

O

P

O

CH2

O H

H

O H

H

HO

OH

Base nitrogenada

O

O

Tiene gran poder disolvente: la especial estructura de su moUnidades didácticas

H

CH2OH

OH

O

Monómero

H + H2O

H

H Enlace O-glucosídico

H

O

Haz una tabla en la que relaciones biomolécula, polímero, monómero y tipo de enlace. Polímero

OH

O

O

H

H

H

CH2OH

Hierro Cobre Cinc Manganeso Iodo Níquel Cobre

Biomolécula

O

H

148

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Niveles de organización de los seres vivos

8.

Identifica las siguientes moléculas e indica a qué grupo de biomoléculas pertenecen: 6 CH2OH

H

H OH

H

C1

C

C2

OH

C5

C4 OH

3

H

La característica de las proteínas que hace que los organismos vivan en ciertos intervalos de temperatura, es la capacidad que tienen las proteínas de perder su estructura espacial en temperaturas extremas llamada desnaturalización. 10. Establece las diferencias entre el ADN y el ARN.

O

H

7

ADN

OH O

9

Estructura molecular

Doble hélice de polinucleótidos unidos por las bases complementarias.

Cadena sencilla de polinucleótidos.

Estructura química

Formado por desoxirribonucleótidos: fosfato + desoxirribosa + adenina, guanina, citosina o timina

Formado por ribonucleótidos: fosfato + ribosa + adenina, guanina, citosina o uracilo

Localización celular

En el núcleo, mitocondrias y cloroplastos.

En el citoplasma.

Tipos

❚ Nuclear ❚ Mitocondrial ❚ Plastidial

❚ Mensajero ❚ De transferencia ❚ Ribosómico

OH

18

ARN

N O O

P

NH2

N O

CH2

O H

ACTIVIDADES DE REFUERZO Batería de actividades de refuerzo que presentan diferentes tipologías.

O

H

H

HO

H

N

N

ACTIVIDADES DE AMPLIACIÓN Batería de actividades de ampliación que presentan diferentes tipologías.

La primera molécula es un monosacárido, la glucosa. La segunda es un ácido graso, el ácido oleico. La tercera es un nucleotido. 9.

PRUEBAS DE EVALUACIÓN

Razona qué característica de las proteínas es la responsable de que los organismos vivan en unos intervalos determinados de temperatura, fuera de los cuales mueren.

Unidades didácticas

149

Permiten evaluar los estándares de aprendizaje que desarrolla la unidad.

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Unidades didácticas

150

AF: Actividades finales.

24, 25, 28, 29, 31, 35, 36, 37, 38 AF 13, 19, 20, 25, 26 Ciencia, Tecnología y Sociedad

5.1. Asocia biomoléculas con su función biológica de acuerdo con su estructura tridimensional.

Explica de manera adecuada los conceptos, identificando todos los elementos importantes y sus relaciones.

Explica de manera adecuada los conceptos, identificando todos los elementos importantes y sus relaciones.

15, 16, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 32, 33, 34 AF 9, 11, 12, 14, 18, 21, 22, 24 Técnicas de trabajo y experimentación

4.1. Identifica cada uno de los monómeros constituyentes de las macromoléculas orgánicas.

Explica de manera adecuada los conceptos, identificando todos los elementos importantes y sus relaciones.

Explica de manera adecuada los conceptos, identificando todos los elementos importantes y sus relaciones.

8, 9, 10, 11, 12 AF 3, 4

2.1. Identifica y clasifica los distintos bioelementos y biomoléculas presentes en los seres vivos.

Explica de manera adecuada los conceptos, identificando todos los elementos importantes y sus relaciones.

Excelente 3

3.1. Distingue 13, 14, 17, 26, 27, 30 las características AF 5, 6 , 7, 8, 10, 15, 16, físicoquímicas y 17, 23 propiedades de las moléculas básicas que configuran la estructura celular, destacando la uniformidad molecular de los seres vivos.

1, 2, 3, 4, 5, 6.7 AF 1, 2

Herramientas de evaluación (actividades del LA)

1.1. Describe las características que definen a los seres vivos: funciones de nutrición, relación y reproducción.

Estándar de aprendizaje evaluable

Explica los conceptos de manera algo incompleta, aunque válida, identificando bastantes de los elementos importantes y sus relaciones.

Explica los conceptos de manera algo incompleta, aunque válida, identificando bastantes de los elementos importantes y sus relaciones.

Explica los conceptos de manera algo incompleta, aunque válida, identificando bastantes de los elementos importantes y sus relaciones.

Explica los conceptos de manera algo incompleta, aunque válida, identificando bastantes de los elementos importantes y sus relaciones.

Explica los conceptos de manera algo incompleta, aunque válida, identificando bastantes de los elementos importantes y sus relaciones.

Satisfactorio 2

Explica los conceptos con errores, identificando pocos de los elementos importantes y sus relaciones.

Explica los conceptos con errores, identificando pocos de los elementos importantes y sus relaciones.

Explica los conceptos con errores, identificando pocos de los elementos importantes y sus relaciones.

Explica los conceptos con errores, identificando pocos de los elementos importantes y sus relaciones.

Explica los conceptos con errores, identificando pocos de los elementos importantes y sus relaciones.

En proceso 1

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

No logrado 0 Puntos

7 Niveles de organización de los seres vivos

RÚBRICA DE ESTÁNDARES DE APRENDIZAJE

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Niveles de organización de los seres vivos

7

PRUEBA DE EVALUACIÓN A Test (0,5 puntos cada una = 3 puntos)

Preguntas (1 punto cada una = 7 puntos)

1.

1.

a) Las membranas semipermeables dejan pasar los solutos pero no el agua.

Los seres vivos presentan tres propiedades que les dotan de condiciones estables que permiten la vida. Estas propiedades son las siguientes:

b) Las membranas semipermeables dejan pasar agua o solutos según las necesidades de la célula. c) Las afirmaciones a y b son ciertas.

❚  Uniformidad en su composición química: de los aproximadamente 100 elementos químicos comunes a toda la materia del universo, 70 de ellos, los bioelementos, constituyen las biomoléculas comunes a los seres vivos.

Respuesta correcta: a). 2.

a) Las sales minerales se encuentran en muy pequeñas cantidades en el organismo, pero son imprescindibles.

❚  Organización en niveles de complejidad creciente: la materia viva se estructura en jerarquías, cuya interacción les otorga unas características distintas de las obtenidas por la suma de las características de sus componentes.

b) Las sales minerales realizan funciones en el organismo como reguladoras de procesos, formadoras de estructuras, moderadoras del intercambio de agua a través de membranas, etc. c) Las sales minerales forman parte fundamental de las enzimas. Respuesta correcta: b). 3.

❚  Capacidad de realizar las funciones vitales: nutrición, relación y reproducción. 2.

a) La desnaturalización de una proteína es la pérdida de su estructura espacial debido a una temperatura extrema o a un pH extremo y conlleva la pérdida de su funcionalidad.

❚  Es muy abundante en la Tierra y accesible para los seres vivos. ❚ Es un elemento estable. ❚  Posee valencia 4 y gran facilidad para formar cadenas: cada átomo de carbono puede unirse a otros cuatro, y también a átomos sencillos, mediante enlaces covalentes.

c) Las dos afirmaciones anteriores son ciertas. Respuesta correcta: c). a) Las macromoléculas están formadas por moléculas elementales llamadas monómeros. Los monómeros de las proteínas se llaman péptidos, los de los polisacáridos monosacáridos y los de los ácidos nucleicos nucleótidos.

3.

c) Las uniones entre los distintos monómeros para formar polímeros se realizan mediante enlaces covalentes o enlaces de puente de hidrógeno.

Poder disolvente: la especial estructura de su molécula, polar, permite que se interponga entre los iones que forman las moléculas de soluto, separándolos y haciendo posible su disolución. La mayor parte de las reacciones biológicas ocurren en el agua, que también participa en numerosos procesos de transporte biológico.

Respuesta correcta: b). a) Los fosfolípidos son moléculas con una cabeza hidrófila y una cola hidrófoba. b) Los fosfolípidos tienen una parte de su molécula ácida y otra básica. c) Los fosfolípidos son moléculas con una cola hidrófoba y una cola hidrófila. Respuesta correcta: a). 6.

a) La fructosa es un disacárido formado por glucosa y sacarosa. b) La sacarosa es un disacárido formado por glucosa y fructosa. c) La maltosa es un disacárido formado por glucosa y lactosa. Respuesta correcta: b).

Unidades didácticas

151

¿Qué repercusiones tiene para los seres vivos que el agua tenga menor densidad en estado sólido que en estado líquido? ¿Y su gran poder como disolvente? Menor densidad en estado sólido que en estado líquido: esta característica única hace que el hielo flote sobre el agua líquida. Así se asegura la existencia, bajo la capa de hielo, de agua líquida en la que pueden vivir numerosos organismos en climas muy fríos.

b) Los monómeros de los polisacáridos son los monosacáridos, los de las proteínas son los aminoácidos y los de los ácidos nucleicos son los ribonucleótidos o los desoxirribonucleótidos.

5.

¿Qué características hacen del carbono el elemento más adecuado para formar las biomoléculas? El carbono (C) es el principal elemento químico que forma parte de la materia viva, porque posee características que lo hacen único dentro de los elementos conocidos:

b) La estructura primaria de una proteína se mantiene por enlaces covalentes fuertes que solo se rompen mediante la acción enzimática.

4.

Explica las propiedades que poseen los seres vivos.

4.

Escribe la fórmula lineal de la glucosa y escribe su nombre en función de su estructura química (número de carbonos y grupo funcional). Indica qué función tiene en los seres vivos. O H Nombra otro monosacárido con el C mismo número de átomos de carbono que ella. H C OH La glucosa es una aldohexosa ya que tiene un grupo aldehído y seis carbonos en su molécula La función de la glucosa en los seres vivos es servir como fuente energética. La galactosa es otra aldohexosa y la fructosa es una cetohexosa.

HO

C

H

H

C

OH

H

C

OH

CH 2OH

Biología y Geología 1.º Bachillerato

7 5.

Niveles de organización de los seres vivos

Identifica la siguiente reacción y nombra los compuestos que intervienen.

que a su vez se repliega en la estructura terciaria, mantenida por fuerzas de van der Waals o de naturaleza electrostática. Esta configuración espacial de la proteína le confiere su funcionalidad, y por ello debe ser conservada.

Es una esterificación de una grasa o éster: (CH3–(CH2)14–COOH) Ácido graso

Esterificación

7.

El ADN lleva codificada la información necesaria para la síntesis de las enzimas y proteínas que participan en los procesos vitales y en la constitución de las estructuras del organismo. El ARN transporta esa información hacia los lugares de la célula donde ocurre la síntesis de proteínas.

(Alcohol)

Esterificación Éster

Expón las diferencias entre ADN y ARN en cuanto a su función y a los tipos que hay de cada uno.

Agua

Hay tres tipos de ARN:

6. Explica la configuración espacial de las proteínas e indica qué enlaces mantienen cada una de sus estructuras.

❚  ARN mensajero (ARNm): se sintetiza en el núcleo celular y copia y conduce la información del ADN a los ribosomas, para que pueda llevarse a cabo la síntesis de proteínas.

Las proteínas son largas cadenas peptídicas de cientos de aminoácidos que, para ser funcionales, deben adoptar conformación en el espacio, que es una estructura tridimensional.

❚  ARN de transferencia (ARNt): se produce en el citoplasma y transporta los aminoácidos a los ribosomas, para su incorporación a la proteína que se está sintetizando.

La conformación espacial adoptada es característica de cada proteína y está determinada por la composición de aminoácidos, en concreto, por el tipo de radicales que tengan. A la secuencia lineal de aminoácidos de una proteína se le llama estructura primaria.

Hay tres tipos de ADN:

La estructura tridimensional se mantiene unida por enlaces de puente de hidrógeno que posibilitan un primer plegamiento de la cadena polipeptídica, llamado estructura secundaria,

El ADN se localiza en el núcleo de la célula (ADN nuclear), formando la cromatina, y en el citoplasma, en el interior de las mitocondrias (ADN mitocondrial) o de los cloroplastos (ADN plastidial).

❚  ARN ribosómico (ARNr): se produce en el citoplasma y forma parte de la estructura de los ribosomas.

PRUEBA DE EVALUACIÓN B Test (0,5 puntos cada una = 3 puntos)

b) Las macromoléculas necesitan fuerzas de van der Waals para mantener sus estructuras secundarias, cuando las tienen.

Señala la respuesta correcta: 1.

a) Para equilibrar el medio intra y extracelular entran y el agua y el soluto salen de la célula hasta igualar las concentraciones a ambos lados de la membrana plasmática. b) Las células en medios hipertónicos se llenan de solutos para equilibrar las concentraciones de la célula y del exterior.

c) Las grasas son polímeros de ácidos grasos saturados o insaturados. Respuesta correcta: a). 4.

b) El ARN solo se halla en el citoplasma en los ribosomas.

c) Las células en medios hipotónicos se llenan de agua y puede producirse plasmólisis (rotura celular). Respuesta correcta: c). 2.

a) La desnaturalización de una proteína es la pérdida de su estructura espacial debido a una temperatura extrema o a un pH extremo y conlleva la pérdida de su funcionalidad. b) La desnaturalización de una proteína produce la rotura de los enlaces covalentes entre los aminoácidos que la forman.

c) Cloroplastos y mitocondrias poseen ADN propio. Respuesta correcta: c). 5.

c) La quitina es el polisacárido de reserva en artrópodos. Respuesta correcta: b). 6.

a) Los lípidos saponificables no poseen ácidos grasos en su molécula. b) Los lípidos insaponificables no poseen ácidos grasos en su molécula.

Respuesta correcta: a).

c) Los lípidos saponificables presentan ácidos grasos en su molécula.

a) Los monómeros de los polisacáridos son los monosacáridos, los de las proteínas son los aminoácidos y los de los ácidos nucleicos son los ribonucleotidos o los desoxirribonucleótidos.

Unidades didácticas

a) La celulosa tiene papel estructural en las células vegetales y en algunas animales. b) El glucógeno presenta en los animales una función similar a la del almidón en los vegetales.

c) La estructura terciaria de una proteína está mantenida por fuerzas de Van der Waals y de naturaleza electrostática, y la secundaria y la primaria por enlaces covalentes. 3.

a) El ADN solo se encuentra en el núcleo celular.

Respuesta correcta: c).

152

Biología y Geología 1.º Bachillerato

Niveles de organización de los seres vivos

Preguntas (1 punto cada una = 7 puntos) 1.

en los seres vivos. Nombra otro monosacárido con el mismo número de átomos de carbono que ella.

Define ser vivo. Un ser vivo es un sistema aislado de su entorno que cumple las siguientes características:

2.

❚  Mantiene constantes sus condiciones básicas.

La ribosa es una aldopentosa pues tiene un grupo aldehído y cinco átomos de carbono.

❚  Se transforma a partir del medio que lo rodea, transformándolo a su vez.

La ribosa forma parte del ARN ya que forma sus nucleótidos.

❚  Es capaz de perpetuarse y de reaccionar ante los cambios ambientales.

Otra pentosa es la desoxirribosa, también aldopentosa.

¿Qué nombre reciben y cómo se clasifican los elementos formadores de la materia viva?

5.

Los elementos que forman parte de la materia viva se llaman bioelementos y se clasifican en los siguientes grupos:

Su importancia biológica reside en que las membranas celulares son semipermeables, es decir, dejan pasar el agua, pero no los solutos. Esta característica es imprescindible para mantener los niveles ade-cuados de agua en el interior celular, pero se convierte en un problema cuando se deben nivelar las concentraciones a ambos lados de una membrana. Es entonces cuando se produce la ósmosis. 4.

Escribe la fórmula lineal de la ribosa y escribe su nombre en función de su estructura química (número de carbonos y grupo funcional). Indica qué función tiene

Unidades didácticas

153

2

H

C

OH

3

H

C

OH

4

H

C

OH

5

CH 2OH

Identifica la siguiente reacción y nombra los compuestos que intervienen.

Ácido graso

Alcohol

Hidrólisis Éster

6.

Agua

¿En qué consiste la desnaturalización de una proteína? ¿Qué consecuencias tiene para su funcionalidad? ¿Qué factores producen la desnaturalización? Los enlaces que mantienen la estructura proteica son débiles y se destruyen con el aumento de la temperatura o ante valores extremos de pH. Su ruptura provoca la desnaturalización de la proteína, es decir, la pérdida de su conformación espacial y, por tanto, de su funcionalidad. La desnaturalización puede ser reversible o irreversible.

Explica el proceso osmótico a partir de una célula introducida en una solución hipotónica respecto a su citoplasma. ¿Qué importancia biológica tiene la ósmosis? Al introducir una célula en una solución hipotónica, debido a la tendencia a que se igualen las concentraciones y a que la membrana plasmática es semipermeable, el agua pasará mediante ósmosis desde el exterior al interior celular. La ósmosis es un proceso que no requiere gasto energético.

C

1

Hidrólisis

❚  Bioelementos secundarios. Como el sodio (Na), el potasio (K), el calcio (Ca), el magnesio (Mg) y el cloro (Cl) se encuentran en menores proporciones.

3.

H

Es una hidrólisis o saponificación de una grasa o éster.

❚  Bioelementos mayoritarios o primarios. Son el carbono (C), oxígeno (O), hidrógeno (H), nitrógeno (N), fósforo (P) y azufre (S). Constituyen el 99 % de la materia viva.

❚  Un tercer grupo lo constituyen aquellos que están presentes en cantidades inferiores al 0,1 %, pero resultan imprescindibles para la vida. Son los oligoelementos: hierro (Fe), cobre (Cu), cinc (Zn), manganeso (Mn), yodo (I), níquel (Ni) y cobre (Cu).

O

7

7.

Diferencias entre el ADN y el ARN en cuanto a su estructura molecular y su composición química. En cuanto a su composición química, la diferencia entre el ADN y el ARN es que el primero posee desoxirribosa y el ARN ribosa; además, en el ADN no aparece la base nitrogenada uracilo y en el ARN no aparece la base timina. En cuanto a su estructura molecular, el ADN es una molécula formada por dos cadenas de nucleotidos (bicatenaria), mientras que el ARN está formada por una sola cadena de nucleotidos (monocatenaria).

Biología y Geología 1.º Bachillerato

9

HISTOLOGÍA ANIMAL Y VEGETAL

Introducción

E  

sta unidad se centra en el desarrollo de la histología animal y vegetal, así como en las formas de organización de los seres vivos, profundizando en la vegetal y en la animal.

Es fundamental relacionar cada tejido con la función que realiza en el organismo, lo que condiciona su estructura y la de las células que lo constituyen. En este tema es necesario que los estudiantes trabajen el reconocimiento de los tejidos a partir de imágenes al microscopio, por lo que se deben utilizar tanto micrografías como colecciones de preparaciones, e incluso alguna preparación realizada en el laboratorio en clase. Para ello a lo largo de la unidad y en la práctica de laboratorio propuesta se incluyen micrografías. En la práctica de laboratorio alternativa que figura como recurso se incluye la realización y observación de una preparación de tejido.

Se trata de un tema muy descriptivo, pero ofrece muchas posibilidades de desarrollo de todas las competencias: como la matemática, al realizar recuentos; la del sentido de la iniciativa y espíritu emprendedor, al desarrollar ciertas actividades en el laboratorio; la de aprender a aprender a partir de las estrategias propuestas para desarrollar el estudio de cada tejido; la de competencias sociales y cívicas, al trabajar de manera colectiva en clase; la digital, ya que la búsqueda y organización de la información solicitada en muchas ocasiones a los estudiantes, debe hacerse por medios informáticos, así como la realización de fotografías de las muestras observadas, o de los procesos para obtener dichas muestras; la de comunicación lingüística, a través del uso de la terminología apropiada para la histología así como la propia construcción del discurso.

Objetivos

El esquema utilizado para recorrer los diferentes tejidos es básicamente el mismo en todos los casos: se inicia con el estudio de la localización, después la función de cada tejido, y por último las células que los constituyen y sus variedades, si las hay.

❚ Comprender y nombrar los distintos niveles de organización celular.

Se proponen tablas comparativas con las principales características de los tejidos relacionados, y en otras ocasiones es el alumnado quien debe realizarlas a modo de actividad. No hay que perder de vista la realización de esquemas rotulados de los tejidos y sus células para determinar claramente sus elementos constitutivos.

❚ Identificar la estructura y composición de los tejidos animales, relacionándolos con las funciones que realizan.

En el apartado de Ciencia, Tecnología y Sociedad a través del texto «Aplicaciones de las células del cordón umbilical» se acerca al alumnado a la realidad de la actualidad científica en nuestro país y a las implicaciones directas en la salud que tienen.

El tiempo previsto para desarrollar esta unidad, teniendo en cuenta las modificaciones a introducir en cada grupo concreto de alumnos según sus peculiaridades, podría establecerse en 9 horas: 8 para el desarrollo de contenidos y realización de actividades y una más para la práctica de laboratorio.

La práctica de laboratorio tiene por objeto reforzar el objetivo de la programación por el que los estudiantes deben ser capaces de reconocer los tejidos en preparaciones microscópicas.

❚ Identificar la estructura y composición de los tejidos vegetales, relacionándolos con las funciones que realizan.

❚ Distinguir los grados de organización corporal de los animales.

Temporalización

174

Histología animal y vegetal

9

PROGRAMACIÓN DIDÁCTICA DE LA UNIDAD Estándares de aprendizaje

Relación de actividades del LA

Competencias clave

Contenidos

Criterios de evaluación

Concepto de tejido, órgano, aparato y sistema.

1. Diferenciar los distintos niveles de organización celular interpretando cómo se llega al nivel tisular.

1.1. Identifica los distintos niveles de organización celular y determina sus ventajas para los seres pluricelulares.

1, 2, 3, 22, 23 AF 1, 2, 20, 21

CCL CMCCT CD CAA

Principales tejidos animales: estructura y función.

2. Reconocer la estructura y composición de los tejidos vegetales relacionándolos con las funciones que realizan.

2.1. Relaciona tejidos vegetales con sus células características, asociando a cada una de ellas la función que realiza.

4, 5, 7, 9, 10, 11, 12 AF 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12

CCL CMCCT CD CAA CSC

Principales tejidos vegetales: estructura y función.

3. Reconocer la estructura y composición de los tejidos animales relacionándolos con las funciones que realizan.

3.1. Relaciona tejidos animales con sus células características, asociando a cada una de ellas la función que realiza.

13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 AF 13, 15, 17, 18 19 Ciencia, tecnología y sociedad

CCL CMCCT CD CAA CSC

Observaciones microscópicas de tejidos animales y vegetales.

4. Asociar imágenes microscópicas con el tejido al que pertenecen.

4.1. Relaciona imágenes microscópicas con el tejido al que pertenecen.

6, 8 AF 12, 14, 16 Técnicas de trabajo y experimentación

CCL CMCCT CD CAA CSIEE CCEC

Libro del Alumno (LA); actividades finales (AF); comunicación lingüística (CCL); competencia matemática y competencias básicas en ciencia y tecnología (CMCCT); competencia digital (CD); aprender a aprender (CAA); competencias sociales y cívicas (CSC); sentido de iniciativa y espíritu emprendedor (CSIEE); conciencia y expresiones culturales (CCEC).

175

9

Histología animal y vegetal

PARA EL ALUMNO

MAPA DE CONTENIDOS DE LA UNIDAD

Enlace web: Obtención de espermatozoides a partir de células madre Documento: Nueva vía para regenerar corazones infartados con células madre

Vídeo: Las plantas, los gobernantes silenciosos de la Tierra

Vídeo: Introducción al estudio de los tejidos vegetales Animación: Los tejidos de las plantas

Enlace web: Órganos vegetales Vídeo: Dendrocronología

Vídeo: La sangre: composición, función y formación Vídeo: La contracción muscular Vídeo: ¿Cómo se conectan las neuronas?

Unidad 9: Histología animal y vegetal 1. Formas de organización de la materia viva.

2. Los tejidos de las plantas 2.1 Los meristemos o tejidos formadores 2.2 Los tejidos definitivos o adultos

3. La organización vegetal 3.1 La raíz 3.2 El tallo 3.3 Las hojas

PARA EL PROFESOR

Presentación

>>>>>>

Actividades de refuerzo y ampliación

176

4. Los tejidos de los animales 4.1 Los tejidos conectivos 4.2 Los tejidos epiteliales 4.3 Los tejidos musculares 4.4 El tejido nervioso

Histología animal y vegetal

9

WEBGRAFÍA JASTROW, H.: Electron microscopic atlas of cells, tissues and organs in the internet Completísimo atlas de micrografías de todos los tejidos, células y órganos; un material imprescindible. http://www.uni-mainz.de/FB/Medizin/Anatomie/workshop/EM/ EMAtlas.html One True Media: Tejidos vegetales Observaciones al microscopio óptico de cuatro tejidos vegetales diferentes. Con él se puede practicar la observación de tejidos ve-

Práctica de laboratorio: Identificación de suberina en tallos vegetales

Enlace Web: Órganos animales

5. La organización animal

getales. https://www.youtube.com/watch?v=P_lvW4lvdss Universidad Miguel Hernández de Elche: Práctica 5: Anatomía de la raíz Clase sobre la anatomía de la raíz con imágenes reales y esquemas. https://www.youtube.com/watch?v=Lhws1GHxmT4 ALVARADO FLORES, E.: Atlas de histología: primer parcial Resumen sobre la histología animal en esquemas. https://www.youtube.com/watch?v=kSgJ2hMR4uE

Ciencia, tecnología y sociedad Aplicaciones de las células del cordón umbilical

Técnicas de trabajo y experimentación Identificación de tejidos animales a partir de micrografías

Actividades y tareas

Síntesis de la unidad y Evaluación

Presentación Pruebas de evaluación

>>>>>>

Actividades de refuerzo y ampliación

177

9

Histología animal y vegetal

SUGERENCIAS DIDÁCTICAS Para acercarnos a los contenidos de la unidad se pueden realizar las cuestiones del apartado Comprueba los que sabes. Si se realizan de manera oral y conjunta es posible establecer un breve debate sobre la diversidad de organismos en función del número de células y sobre el incremento de complejidad que supone la pluricelularidad. Vídeo: LAS PLANTAS, LOS GOBERNANTES SILENCIOSOS DE LA TIERRA En este documental de muy larga duración, del que se pueden seleccionar algunos fragmentos, se muestran algunas de las adaptaciones de las plantas en las que el desarrollo de diferentes tejidos ha tenido mucha importancia. Puede ser útil, no solo como introducción a esta unidad sino también para adelantar algunas de las cuestiones que se tratarán en las unidades más centradas en las plantas (12 y 13).

Además se puede utilizar como recurso a lo largo de la unidad la presentación. PRESENTACIÓN Las explicaciones de los distintos epígrafes pueden acompañarse de las diapositivas. Estas pueden utilizarse, además, para estimular la participación de los alumnos en la clase pidiéndoles que intenten completar parte de la información antes de mostrarla.

2. Los tejidos de las plantas (páginas 198-201) Se recomienda iniciar el estudio del epígrafe con la visualización del vídeo Introducción al estudio de los tejidos vegetales. Es importante además trabajar lo máximo posible con ilustraciones y fotografías para que el alumnado asocie adecuadamente la estructura con la función, pues de este modo la comprensión de los contenidos será más sencilla. Vídeo: INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LOS TEJIDOS VEGETALES En este vídeo se establecen las características de las plantas frente a otros organismos, y cómo la conquista del medio terrestre fue paralela a la aparición de auténticos tejidos especializados.

2.1. Los meristemos o tejidos formadores El estudio de esos tejidos tan característicos de las plantas que les permite su crecimiento incesante a lo largo de toda su vida, puede complementarse con una actividad de búsqueda de información acerca de las auxinas, lo que servirá también para introducir contenidos de la UNIDAD 12.

2.2. Los tejidos definitivos o adultos Al abordar el recorrido por lo tejidos adultos vegetales, partimos de una imagen de una planta adulta en la que se señalan los distintos tipos de tejidos cuyo desarrollo se va a abordar, para que los estudiantes sitúen cada uno de ellos y concreten su estudio.

1. Formas de organización de la materia viva (página 197)

La utilización de la tabla comparativa de los parénquimas es el mejor medio para el análisis de estos tejidos de gran significado metabólico.

Este epígrafe introduce en la especialización celular como solución al incremento de complejidad originado en el individuo pluricelular frente al unicelular. Se esboza la activación y desactivación de ciertas zonas del ADN como mecanismo controlador de la especialización celular y su incorporación en tejidos adultos.

Para la profundización en el colénquima y el esclerénquima se puede utilizar la actividad Investiga que se propone sobre la estructura microscópica de fibras textiles como el lino o el cáñamo donde pueden apreciar cómo su disposición molecular condiciona la resistencias de estos materiales.

Conviene recordar que un ser pluricelular ofrece las ventajas de ser más independiente del medio y de poder desarrollar unos niveles de complejidad mayores. Un organismo unicelular no podría nunca alcanzar la complejidad de un mamífero al no poder desarrollar órganos y aparatos complejos.

Del floema y el xilema se analizan sus células constituyentes y se comparan las de ambos tejidos relacionándolas con su función, las traqueidas del xilema como simples vasos lignificados, frente a los vasos liberianos de células vivas.

Enlace web: OBTENCIÓN DE ESPERMATOZOIDES A PARTIR DE CÉLULAS MADRE Esta web de lectura interesante permite a los estudiantes reforzar los conceptos del epígrafe aplicándolos a un caso concreto que se trabaja en la actividad Investiga.

Documento: NUEVA VÍA PARA REGENERAR CORAZONES INFARTADOS CON CÉLULAS MADRE Artículo periodístico que describe una investigación en el hospital Gregorio Marañón de Madrid mediante la cual se pretende recuperar tejido cardíaco infartado gracias al uso de células madre del propio paciente.

De la epidermis y la peridermis se estudian las estructuras que poseen, como los tricomas, las lenticelas, y con mayor profundidad los estomas, a los que está dedicado el Investiga para que profundicen en su papel en las plantas y sus adaptaciones a los climas muy secos. Para que tomen conciencia de la importancia de las secreciones vegetales, una de las actividades propone una búsqueda de las utilidades del látex y de otras secreciones laticíferas. Animación: LOS TEJIDOS DE LAS PLANTAS A partir de la imagen de una planta se analizan los distintos tejidos que la conforman, así como la estructura más detallada de la raíz y la hoja. Puede utilizarse para introducir los contenidos o bien como repaso cuando se finalicen los epígrafes correspondientes a los tejidos vegetales.

178

Histología animal y vegetal

3. La organización vegetal (páginas 202-203) Se recomienda la consulta a lo largo del epígrafe de los enlaces de la webgrafía. Es importante que asimilen estos conceptos para poder desarrollar más ágilmente después las unidades 12 y 13, donde los órganos se mencionan frecuentemente. Enlace web: ÓRGANOS VEGETALES A partir de un índice es posible acceder a microfotografías, esquemas y dibujos de los distintos órganos de las plantas.

Para abordar la organización vegetal, es necesario describir la función de las raíces, tallos, hojas y estructuras reproductoras con el fin de entender cómo funcionan dichos órganos.

3.1. La raíz Al estudiar la raíz, el Investiga propone una observación con la lupa binocular de una raíz de una planta herbácea para describir sus estructuras, y posteriormente observarla en corte longitudinal al microscopio para localizar sus tejidos constituyentes.

3.2. El tallo En el tallo se establece la comparación entre el tallo primario y secundario, proponiéndose un Investiga sobre la dendrocronología y sus aplicaciones a los estudios sobre el cambio climático. Como ayuda puede usarse el siguiente vídeo:

9

El reconocimiento del tejido adiposo es sencillo en las micrografías, pues los adipocitos son células muy características. A destacar su doble función como amortiguador y reserva energética, y la recientemente descubierta como productor de hormonas, lo que altera su clásica visión como tejido poco activo. Se pueden mencionar además estructuras como el panículo adiposo que presentan algunos animales o plantear una actividad de búsqueda de información para que distingan entre el tejido adiposo blanco y pardo. Del tejido cartilaginoso, además de su estructura, hay que destacar su falta de riego sanguíneo e inervación que dificulta la curación en él de infecciones. La estructura el tejido óseo se visualiza bien en la fotografía ya que, en ocasiones, los alumnos no se hacen bien a la idea de cómo es la organización de este tejido. La introducción al estudio de la sangre se facilita con el vídeo propuesto sobre su composición, función y formación. Tras el recorrido por la descripción y función de los componentes de este tejido, se proponen actividades de ampliación comparando un recuento celular en sangre de una persona sana con una que sufre anemia y otra que desarrolla una infección bacteriana. Además de ayudar a entender mejor la función de las distintas células sanguíneas, el trabajo colabora a incrementar el conocimiento del propio organismo y de algunas dolencias, así como a comprender las analíticas que los médicos prescriben. Vídeo: LA SANGRE: COMPOSICIÓN, FUNCIÓN Y FORMACIÓN

Vídeo: DENDROCRONOLOGÍA En el este programa de la Aventura del saber, de la 2 de TVE, se explica cómo es posible saber a través del estudio de los anillos de un tronco de árbol cómo se ha desarrollado la planta en el tiempo.

3.3. Las hojas De las hojas se profundiza en el estudio de los diferentes tejidos que las constituyen y su organización espacial en ellas, mediante la imagen de un corte transversal.

4. Los tejidos de los animales (páginas 204-209) El estudio de los tejidos de los animales se inicia con un cuadro de clasificación de los mismos en tejidos poco especializados y tejidos muy especializados. En este epígrafe se propone un Investiga para que realicen el desarrollo de ese cuadro en una hoja DIN A3 en la que se incluyan imágenes, para que el estudiante tenga resumidos todos los tejidos animales en una tabla comparativa, que incluso se puede realizar en tamaño mayor y exponerla en el aula. Este investiga se debe realizar tras estudiar todo el epígrafe 4, pero lo planteamos al inicio para que se vaya construyendo según avance el proceso de aprendizaje.

4.1. Los tejidos conectivos

A partir de una simple gota de sangre, son muchos los datos que se obtienen.

4.2. Los tejidos epiteliales Para iniciar el estudio de los tejidos epiteliales se puede comenzar comentando las consecuencias del tabaquismo en los diferentes tejidos, sobre todo en los epitelios bronquiales y su pérdida de funcionalidad. El cuadro comparativo de los diferentes epitelios simples es el mejor recurso para su estudio, unido a la micrografía propuesta que se puede comparar con la del epitelio estratificado. La participación de los epitelios glandulares tanto en la constitución de las glándulas endocrinas como en las exocrinas es su característica fundamental y se puede aprovechar para repasar conceptos como el de tipo de glándula, secreción y hormona, planeando previamente algunas preguntas al respecto y pidiendo ejemplos de los distintos tipos de secreciones glandulares.

4.3. Los tejidos musculares Para su estudio se propone un vídeo sobre la contracción muscular para el Investiga sobre la unidad estructural y fisiológica de la contracción muscular, el sarcómero. Vídeo: LA CONTRACCIÓN MUSCULAR

En los tejidos conectivos es importante destacar su estructura formada por matriz, fibroblastos y fibras, ya que luego en el desarrollo particular de cada categoría son estos tres elementos los que hay que diferenciar.

En este vídeo de Marta Talayero se muestra cómo tiene lugar la contracción muscular a nivel de la estructura del sarcómero.

Con respecto al tejido conjuntivo, es importante que distingan a partir de micrografías el conjuntivo laxo y el denso y que conozcan su localización y función en el organismo.

La comparación entre los tres tipos de fibras musculares se culmina en la actividad que solicita la realización de una tabla comparativa.

179

9

Histología animal y vegetal

4.4. El tejido nervioso El estudio del tejido nervioso se inicia con la descripción de la estructura de la neurona, para el funcionamiento se propone una actividad Investiga sobre la sinapsis. El vídeo ¿Cómo se conectan las neuronas? sirve de ayuda y se puede ver como introducción o como colofón de este estudio. Los tipos de neuronas y las células de la neuroglia completan el recorrido por el tejido nervioso. Como curiosidad se puede mencionar el relevante papel que se está asignando en los últimos años a los astrocitos, unas células casi desconocidas para los alumnos y que sin embargo superan en 10 veces el número de las neuronas. Se ha observado que estas células no solo surten de nutrientes a las neuronas, que es la función que clásicamente se les ha atribuido, sino que se ha observado que están integrados en algunos circuitos neuronales y que de hecho son capaces de liberar neurotransmisores y controlar la actividad de las neuronas adyacentes. Vídeo: ¿CÓMO SE CONECTAN LAS NEURONAS? En este programa de Redes el neurocientífico Sebastian Seung intenta desentrañar el patrón de conexiones que se establece entre los 100 000 millones de neuronas de nuestro cerebro.

4. La organización animal (páginas 210-211) Enlace web: ÓRGANOS ANIMALES A partir de un índice es posible acceder a microfotografías, esquemas y dibujos de los distintos órganos de los animales.

Tras repasar las características que diferencian al reino Animalia se abordan los distintos grados de organización corporal de los animales, y se repasan brevemente los diferentes aparatos o sistemas implicados en las tres funciones vitales. Se propone una actividad Investiga para establecer la comparación entre la sangre de los vertebrados y la de los invertebrados, tejido con similar función, pero con componentes diferentes, que la evolución ha ido seleccionando para mejorar su rendimiento. En las actividades se propone también la comparación entre los aparatos digestivos de un ave y de un artrópodo, para insistir en la igualdad y diversidad en el reino animal.

Ciencia, Tecnología y Sociedad La lectura propuesta trata sobre un procedimiento ideado por científicos españoles para obtener piel artificial a partir de células de cordón umbilical. Esta lectura sirve para reforzar el concepto de tejido, para analizar cómo células que han perdido su capacidad de diferenciación, pues son células adultas, pueden ser inducidas a «rejuvenecerse» y diferenciarse en otras células de otros tejidos. Por otro lado ayuda a valorar los avances científicos en el campo de la regeneración de tejidos y de los procesos de regulación de la diferenciación celular.

Técnicas de Trabajo y Experimentación Se trata de identificar diferentes micrografías de los tejidos estudiados, mediante imágenes diferentes de las que aparecen en el texto, ya que esta es una de las cuestiones más complicadas para los alumnos. De este modo se familiarizarán con las características principales de diversos tejidos animales.

180

Histología animal y vegetal

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES Comprueba lo que sabes 1.

¿Por qué un organismo pluricelular debe tener células especializadas para realizar sus diferentes funciones vitales?

Nombra dos ejemplos de cada uno de estos elementos que se encuentren en las plantas: tejido, órgano, aparato o sistema. Tejido: floema y xilema. Órgano: raíz, tallo, hojas, flores.

Cita tres tejidos vegetales y tres tejidos animales.

Sistema: vascular, dérmico.

Vegetales: epidermis, floema y xilema.

3

Animales: sangre, nervioso y óseo. 3.

(páginas 196-211)

Un ser pluricelular posee mayor tamaño y especialización. 2

Porque al ser más complejo y grande, es más eficaz que cada zona del organismo se especialice en realizar una función. 2.

9

¿Qué función desempeña el tejido adiposo en los animales?

Observa la figura 9.2 y relaciona la forma de la célula con su función? Al observar el espermatozoide se aprecia que posee un largo flagelo para moverse deprisa y llegar hacia el óvulo para fecundarle. Además presenta una zona endurecida, el acrosoma, para penetrar la membrana el óvulo.

El tejido adiposo en animales tiene una función de aislamiento térmico y mecánico, además de ser una reserva de grasas.

Investiga (página 197)

Investiga (página 200)

Científicos de la Universidad Estatal de Montana y de la Universidad de Stanford (EE UU) han publicado recientemente un estudio en la prestigiosa revista científica Cell Reports en el que se describe la obtención de células progenitoras de espermatozoides a partir de células madre. [...]

El esclerénquima es el componente de algunas fibras textiles, como el lino o el cáñamo, y también forma parte de la cubierta dura de algunas semillas, como las nueces, y de la pulpa de frutas como la pera, a las que otorga su textura característica.

cells. SEVIBE

Busca imágenes al microscopio que justifiquen la estructura de esas fibras textiles y prepara una breve presentación.

13 de mayo de 2014 Busca información sobre las modificaciones que han tenido que realizar estos científicos sobre las células madre y sobre cinco líneas actuales de investigación sobre las células madre. Elabora un informe.

Respuesta libre. En las fibras de esclerénquima al microscopio electrónico de barrido se debe apreciar la estructura de las células que lo constituyen.

Para obtener células precursoras de espermatozoides a partir de células madre, los investigadores deberán haber anulado el ADN que no se corresponda al de los espermatozoides, para que las células madre se diferencien y se transformen en espermatozoides.

Investiga (página 201)

Las células madre conservan su capacidad de diferenciarse en cualquier tipo celular. Hay dos tipos básicos de células madre: ❚ Células madre embrionarias que proceden de fetos abortados o de óvulos fecundados sobrantes de fecundación in vitro. Pueden producir células de casi cualquier tejido. ❚ Células madre adultas. Son específicas para cada tipo de células por lo que su utilización en medicina es menor. También actualmente se está consiguiendo transformar en células embrionarias células ya diferenciadas. Con las células madre se pueden regenerar órganos dañados, ensayar nuevos fármacos utilizando tejidos creados a partir de ellas, en vez de utilizar animales en los ensayos o fabricar tejidos como la piel para casos de grandes quemados o de injertos.

Actividades 1

¿Qué diferencias hay entre una colonia y un tejido? ¿Qué ventajas tiene un individuo pluricelular frente a uno colonial? Una colonia es un conjunto de seres vivos unicelulares, y un tejido es un conjunto de células que forman parte de un ser vivo pluricelular y se han especializado en realizar una determinado función.

181

Las plantas xerófilas están adaptadas a climas muy secos gracias a diversos mecanismos. Busca información sobre la función de los estomas en la epidermis vegetal y explica por qué son tan importantes para las plantas xerofíticas. Los estomas son estructuras epidérmicas que sirven para permitir la entrada y la salida de gases y se localizan en el envés de las hojas. Su funcionamiento se basa en la turgencia o deshinchamiento de las células oclusivas que rodean el poro u ostiolo del estoma y que posibilitan su apertura o cierre. Esta apertura y cierre del estoma depende de factores externos como la concentración de CO2, la luz o la disponibilidad de agua. En los vegetales xerofílicos de zonas muy secas, los estomas son pequeños y poco numerosos, suelen estar hundidos en la epidermis y, a veces, están rodeados de pelos u otras estructuras para impedir la pérdida de agua. 4

En el tronco de un árbol, ¿qué tejido de sostén predomina? ¿De qué sustancia está impregnado? El tejido de sostén que predomina en el tronco de un árbol es el esclerénquima enriquecido en lignina.

5

Nombra algunas utilidades del látex. Además de en el árbol del caucho, ¿encontramos secreciones laticíferas en otras plantas? Busca información sobre ello.

9

Histología animal y vegetal

El látex es la sustancia natural más flexible conocida, el látex comercial se extrae mayoritariamente de la siringa (Hevea brasiliensis) o árbol del caucho, aunque hay otras especies que proporcionan productos similares, como la zapota, que produce el chicle. Muchas familias de plantas producen látex, como las euforbias, entre las que está la higuera, o el Ficus elastica que se utilizaba para obtener el caucho, el Papaver somniferum de cuyo látex se extrae el opio. El látex se utiliza para diferentes usos como guantes, preservativos, tiritas, y otros usos sanitarios, para colchones, prendas de ropa, etc. 6

C B

D

A

E

Observa las figuras A y B e identifica razonadamente cuál corresponde al xilema y cuál al floema.

A A: Epidermis, con cutícula protectora. B: Parénquima clorofílico y lagunar. C y D: Haces vasculares. E: Estoma.

Investiga (página 202) Recoge una raíz de una planta herbácea de más de 1 mm de diámetro. Obsérvala con la lupa binocular y localiza la cofia, la zona de crecimiento, la zona de absorción y las raíces secundarias. Con una cuchilla, haz un corte longitudinal en la raíz, ponla sobre un portaobjetos y obsérvala al microscopio. Intenta ver los vasos conductores, el parénquima y los pelos absorbentes de la epidermis.

B

Realiza dibujos de tus observaciones indicando cada una de las estructuras y tejidos que hayas observado. En primer lugar deberían indicar las partes principales de la raíz a nivel macroscópico. Raíz principal ZONA DE RAMIFICACIÓN

La A representa el floema ya que se ven las células completas y las placas cribosas características. La B es una micrografía al microscopio electrónico de barrido de un haz de xilema, lo que se aprecia al ver las traqueidas huecas formando tubos continuos. 7

ZONA PILÍFERA

Compara en un cuadro las características del floema y las del xilema. Xilema

8

Raíces secundarias

Pelos absorbentes

Floema

Posee traqueidas formadas por células no vivas.

Formado por células vivas que forman tubos cribosos.

Conduce el agua y las sales minerales.

Conduce la savia elaborada en la fotosíntesis.

A partir de una imagen de un corte transversal del tronco de una planta, haz un dibujo en tu cuaderno e identifica todos los tejidos adultos.

ZONA DE CRECIMIENTO Cofia

Después, deberían presentar un dibujo de una vista al microscopio que mostrase al menos algunas de las estructuras señaladas. Si encuentran buenos esquemas puede que indiquen el floema, el periciclo y el córtex.

182

Histología animal y vegetal

Los anillos de crecimiento delgados se corresponderían con años de pocas lluvias en los que el desarrollo ha sido escaso. Los anillos muy gruesos indicarían un crecimiento grande, y por lo tanto un año lluvioso.

Epidermis Xilema

12 Busca y describe la correspondencia entre las estructu-

Caliptra

ras de las hojas descritas y las características de humedad y temperatura del medio en el que viven.

Meristemo apical radicular

9

9

a) Hojas con un parénquima muy desarrollado, una cutícula muy desarrollada en el haz y pocos estomas concentrados en el envés.

Cilindro vascular

En las raíces que acumulan sustancias de reserva, como las napiformes, ¿qué tejido se encuentra muy desarrollado y acumula el almidón? El almidón se acumula en el córtex, que es el tejido que se engruesa en las raíces que acumulan sustancias de reserva.

10 Busca información sobre la estructura de la raíz en

plantas de más de un año y compárala con su estructura primaria.

Respuesta libre. Los dibujos deberían contener al menos algunas de las características que se describen a continuación. En la estructura primaria el tejido con capacidad de absorción se sitúa en la rizodermis, cubierta de pelos absorbentes que aumentan la superficie de contacto y por tanto la superficie de absorción. Bajo la rizodermis (monoestratificada) se encuentra la exodermis la cual queda liberada cuando se produce la pérdida de la rizodermis, tras la exodermis está la corteza (multiestratificada y parenquimática) y finalmente la endodermis. En el cilindro central se distinguen el periciclo, que sería la capa más externa a partir de la cual se forman las paredes secundarias. En la raíz primaria las estructuras conductoras se disponen en forma radial, alternándose el floema y xilema. En la estructura secundaria el periciclo es la parte más externa del cilindro central, encargado de organizar las raíces secundarias. Las células del periciclo crecen hacia la corteza, perforándola, de modo que se origina una raíz secundaria similar a la primaria, es decir, con un meristemo terminal para evitar daño en el rozamiento. En el cilindro central el meristemo separa al floema del xilema dejando a este último en el exterior y al floema en el interior.

Investiga (página 203) Busca información sobre la dendrocronología y explica su relación con el cambio climático. Dendrocronología: es la ciencia que estudia la datación de los anillos de crecimiento de las plantas arbóreas y arbustivas leñosas. Los anillos de crecimiento: son bandas concéntricas de distinta coloración que aparecen en los troncos y que corresponden a su crecimiento anual; cada año presenta dos anillos, uno más claro y delgado que corresponde a la primavera y otro oscuro y más grueso que corresponde al otoño. Al analizar los anillos de crecimiento de muchos árboles, se ve cómo los anillos que corresponden a la temporada más cálida son cada vez de mayor tamaño, lo que indica que estas estaciones se están prolongando respecto a las más frías con respecto a lo observado en otras épocas. 11 Si en un tronco observamos que los anillos de creci-

miento correspondientes a un año son muy delgados y los del año siguiente muy gruesos, ¿qué podemos deducir respecto al régimen de lluvias de ambos años?

183

La estructura descrita se corresponde con las hojas de plantas que viven en zonas cálidas y secas, son adaptaciones para evitar pérdidas de agua (cutícula muy desarrollada en el haz y pocos estomas) y acumular el agua en sus tejidos (parénquima muy desarrollado). b) Hojas con escasa cutícula, muchos estomas y limbo foliar muy extenso. La estructura descrita se corresponde con la de hojas características de climas húmedos en los que no hay que acumular agua ni evitar sus pérdidas.

Investiga (página 204) Observa la tabla de la clasificación de los tejidos animales y busca imágenes representativas de cada uno de ellos. Realiza tu propio cuadro en una hoja de tamaño A3 y a medida que vayas estudiando la unidad e indica en él el tipo de tejido, su estructura, su función y su localización, y añade una foto representativa de cada uno de ellos. Se trata de que los estudiantes vayan recopilando información y organizándola de acuerdo con unos parámetros dados. 13 Razona por qué las infecciones son más difíciles de eli-

minar en los cartílagos que en otros tejidos.

El tejido cartilaginoso no está inervado ni vascularizado, por lo que si hay infección, los leucocitos no pueden acceder para combatirla, por ello es difícil eliminar dicha infección. 14 En las cremas hidratantes es usual añadir colágeno. Bus-

ca información sobre su acción concreta sobre la piel y lo que le ocurre con el envejecimiento.

El colágeno es una proteína fibrilar que forma parte de los tejidos conectivos, que forman las capas de la piel. En concreto, el tejido conjuntivo denso irregular está constituido por una red de fibras de colágeno y otras proteínas que le da resistencia a las deformaciones. Con la edad, se va perdiendo colágeno y otras proteínas, y por ello, la piel se arruga y se descuelga. Las cremas de belleza incorporan colágeno para suplir estos efectos.

Investiga (página 206) Busca información sobre el número de células sanguíneas en un análisis de sangre de una persona sana. Elabora una presentación en la que muestres y expliques las diferencias que se observarían en la concentración de células sanguíneas entre una persona que padece anemia y otra que padece una infección bacteriana. Una vez que obtengan los datos de un análisis normal, tendrán que buscar los de una persona con anemia y otra con infección para descubrir cuáles son los valores que están alterados.

9

Histología animal y vegetal

Si hay anemia, el número de eritrocitos estará por debajo de los valores indicados.

El músculo bíceps tiene mayor número de mitocondrias porque su contracción es muy intensa y rápida y necesita mucha energía; el músculo del estómago precisa menos energía ya que su contracción es más lenta y menos intensa.

En caso de infección bacteriana se incrementa el número de leucocitos por encima de los valores considerados normales. 15 ¿Por qué cuando hay una infección se inflaman los gan-

glios linfáticos próximos a la zona infectada?

Cuando hay una infección los ganglios próximos a la zona se inflaman ya que están produciéndose glóbulos blancos para combatirla. 16 Busca información sobre la coagulación de la sangre:

¿Qué es un coágulo o trombo? ¿De qué está compuesto? ¿Cuándo se forma?

Un coágulo de sangre es una estructura formada por un conjunto de fibras de la proteína fibrina en la que se quedan adheridas células sanguíneas y que tiene por objeto taponar una posible rotura de un vaso para impedir que la sangre se extravase, hasta que el tejido se repare. Los coágulos también se forman cuando la sangre se para o circula muy despacio, lo que puede producir la obstrucción de un vaso sanguíneo con el consiguiente peligro que ello supone.

Investiga (página 209) Busca información sobre la sinapsis, su estructura y los elementos que la forman. Haz un esquema en el que expliques su funcionamiento. La sinapsis es el espacio de unión entre dos neuronas o entre una neurona y una célula efectora; en ella se lleva a cabo la transmisión del impulso nervioso. Cuando el impulso nervioso llega al final del axón de una neurona, se liberan neurotransmisores a la sinapsis y contactan con las dendritas de la neurona siguiente comenzando en ella la transmisión del impulso nervioso.

17 ¿Por qué algunas cavidades, como la boca, están forma-

das por epitelios estratificados? ¿Qué característica de estos epitelios los hace adecuados para estas estructuras?

Porque la cavidad bucal debe renovar continuamente sus células y el epitelio estratificado se renueva constantemente. Además está formado por varias capas de células.

Investiga (página 208) Busca información sobre el mecanismo de la contracción muscular: elementos que intervienen y el sarcómero como unidad funcional.

20 ¿Qué tipo de neuronas forman el nervio óptico? ¿Y el

Haz un esquema de una fibra contraída y de una relajada.

nervio ciático?

El sarcómero es la unidad estructural, anatómica y funcional del músculo que se repite a lo largo de la fibra muscular. Está formado por las proteínas actina y miosina. Posteriormente los alumnos deben realizar el esquema. En la página 358 del Libro del Alumno aparece un esquema de una fibra muscular contraída y otra relajada.

El nervio óptico está formado por neuronas sensitivas y el ciático por neuronas motoras. 21 La corriente nerviosa es unidireccional y entre neurona

y neurona no hay contacto físico. ¿Qué significa esta afirmación?

Que la corriente nerviosa es unidireccional quiere decir que va del axón de una neurona a las dendritas de la siguiente, pero no en sentido contrario.

18 Haz una tabla comparativa de los tres tipos de fibras

musculares con las siguientes características: estructura, tipo de contracción y ejemplo.

Que entre neuronas no hay contacto físico significa que entre ambas el contacto se establece mediante la sinapsis, el espacio al que se vierten los neurotransmisores.

Tipo de fibra muscular

Estructura

Tipo de contracción

Ejemplo

Fibra estriada

Fibras alargadas con un núcleo

Voluntaria y rápida

Músculo bíceps

Investiga (página 210)

Fibra lisa

Fibras cilíndricas polinucleadas

Involuntaria y lenta

Musculatura del intestino delgado

La sangre es un tejido que aparece en todos los animales a partir del grado de organización de órgano. Busca información sobre la sangre en distintos grupos de invertebrados y en los vertebrados.

Fibra cardíaca

Fibras con un núcleo formando redes

Involuntaria y rápida

Miocardio

19 Razona qué músculo tendrá mayor número de mito-

condrias y por qué: el bíceps o la capa muscular del estómago.

Elabora una breve presentación donde compares sus componentes celulares y plasmáticos y concluye con una diapositiva en la que propongas una hipótesis acerca de la tendencia evolutiva de los tejidos sanguíneos. La sangre en los invertebrados se denomina hemolinfa y lleva pigmentos para el transporte de oxígeno, pero no en el interior de las células como en los vertebrados, sino disueltos en el plasma.

184

Histología animal y vegetal

9

Las células sanguíneas se llaman hemocitos, por ejemplo en la mosca del vinagre (Drosophila melanogaster) hay tres tipos de hemocitos: plasmocitos, lamelocitos y células de cristal.

secreciones de diferentes glándulas para realizar la digestión, ambos presentan un buche para triturar el alimento tras la ingestión y un estómago.

Parece que la tendencia evolutiva ha sido hacia una mayor complejidad, hacia la introducción de los pigmentos respiratorios en las células y hacia la diversificación de las células defensivas.

23 ¿Por qué crees que la tendencia evolutiva en los anima-

22 Observa y compara las imágenes del sistema nervioso

La tendencia evolutiva ha ido hacia una mayor complejidad en los animales pues ello les permite tener un comportamiento más complejo que les permita ocupar diferentes hábitats y mejorar su supervivencia. Al elevar el nivel de complejidad, también se eleva el de funciones que pueden realizar.

del artrópodo y del humano y haz una lista con las características que tienen en común.

Tienen en común que ambos son tubos con abertura de entrada (boca) y orificio de salida (ano) al que se vierten diferentes

185

les ha ido hacia grados de organización más complejos, como el nivel de sistema? Razona la respuesta.

9

Histología animal y vegetal

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES CIENCIA, TECNOLOGÍA Y SOCIEDAD (página 212) Análisis 1.

Para que una célula ya diferenciada se convierta en una de otro tipo es preciso que se suprima la acción de los genes implicados en la realización de sus funciones específicas y activar los que correspondan al funcionamiento específico de la otra célula.

¿Cuál es el principal inconveniente de los procedimientos para generar piel que se utilizan en los grandes quemados? El principal inconveniente es que los procedimientos son muy lentos.

2.

Células totipotentes son aquellas que tienen la capacidad de desarrollar cualquier célula el organismo, todos sus genes pueden expresarse.

¿De dónde obtienen las células madre los investigadores de la Universidad de Granada?

Las células del cordón umbilical no son totipotentes, son células que pueden generar células óseas, hematopoyéticas (precursoras de la sangre) del tejido conjuntivo, del tejido adiposo, del tejido muscular o del cartílago, pero no cualquier célula.

Las células madre las obtienen del cordón umbilical, de las células de la gelatina de Warthon. 3.

¿Qué ha conseguido este equipo de investigadores obtener de las células del cordón umbilical?

La aportación fundamental de la investigación citada es que han logrado que las células del cordón umbilical se transformen en células epiteliales. Además han creado un biomaterial de fibrina y agarosa que realiza la función de dermis y las células epiteliales derivadas del cordón umbilical de epidermis.

Los investigadores han conseguido que las células del cordón umbilical se diferencien en células epiteliales. 4.

¿Por qué utilizan fibrina los investigadores para cultivar los epitelios? La fibrina, procedente del fibrinógeno, es una proteína que trabaja en la coagulación de la sangre y actúa como un «pegamento» hasta que es sustituido por nuevo tejido conectivo. Su función en el cultivo de epitelios es precisamente servir de anclaje ya que establece una red tridimensional sobre la que proliferan muy bien diversos cultivos de tejidos. Además tiene como ventaja que, en el caso de cultivos para trasplantes se emplea el fibrinógeno del propio paciente, por lo que se evita la respuesta inmunológica.

La ingeniería tisular es un conjunto de conocimientos, técnicas y métodos biotecnológicos que permiten diseñar y generar en el laboratorio tejidos artificiales a partir de células madre y biomateriales. Se utiliza en terapia celular y medicina regenerativa. La principal ventaja de esta técnica frente a la piel artificial es su rapidez. Para generar algunos cm2 de piel artificial se necesitan varias semanas, lo que supone un grave inconveniente para los grandes quemados que deben acelerar su curación para evitar infecciones y otros daños secundarios.

Propuesta de investigación 5.

Busca información sobre el concepto de célula totipotente. A continuación busca información sobre cuáles son las técnicas más habituales para obtener piel para injertar a los grandes quemados, y busca qué es la ingeniería tisular y las ventajas que ofrece con respecto a la utilización de la piel artificial.

Práctica de laboratorio: IDENTIFICACIÓN DE SUBERINA EN TALLOS VEGETALES Esta actividad aúna el manejo del microscopio con la utilización de dos técnicas histológicas básicas: el microcorte mediante la utilización del microtomo, y la tinción con la utilización del Sudan III. Pedagógicamente es muy completa. Si además los alumnos utilizan algún medio fotográfico y realizan el trabajo en equipo se practican varias competencias.

Elaborad una presentación en grupo en la que expliquéis cuál es la aportación principal del equipo de investigación de la Universidad de Granada y analicéis además las ventajas y desventajas de las distintas técnicas que se utilizan para realizar injertos de piel.

186

Histología animal y vegetal

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES TÉCNICAS DE TRABAJO Y EXPERIMENTACIÓN Se trata de que reconozcan cada micrografía a partir de las características que ha estudiado y tras dibujarlas, realizar una ficha de cada tejido con sus características y función.

Cuestiones 1

¿Qué diferencias morfológicas has apreciado entre las células del tejido muscular y las del nervioso?

¿Qué tejido posee células poliédricas sin sustancia intercelular? El tejido que posee células poliédricas sin materia intercelular es el tejido epitelial.

3

Qué tejido posee la sustancia intercelular mineralizada? El tejido que tiene la sustancia intercelular mineralizada es el tejido óseo.

SOLUCIONES DE ACTIVIDADES Y TAREAS Define los siguientes términos: tejido, órgano, aparato y sistema.

Xilema

d. Formado por células vivas que forman tubos cribosos

Órgano: estructura formada por distintos tejidos con una función determinada.

c. Conduce el agua y las sales minerales

b. Conduce la savia elaborada en la fotosíntesis

6

Cita tres ejemplos de células cuya estructura sea muy diferente entre sí y represente una gran adaptación a su función en los organismos.

¿Qué papel desempeñan el colénquima y el esclerénquima, tejidos de sostén vegetales, en la conquista del medio terrestre?

7

Para no desecarse, las plantas desarrollaron el tejido epidérmico, para mantenerse erguidas, el colénquima y el esclerénquima y para repartir las sustancias nutritivas por el organismo, el floema.

5

8

9

b) Conduce la savia elaborada en la fotosíntesis. c) Transporta el agua y las sales minerales. d) Está formado por células vivas que originan tubos cribosos.

187

Localiza en el siguiente esquema los siguientes tejidos: meristemos primarios, epidermis, tejidos conductores, meristemos secundarios, parénquima clorofílico. 1. Epidermis / 2. Meristemos secundarios / 3. Tejidos conductores / 4. Parénquima clorofílico / 5. Meristemos primarios.

Elabora una tabla con las características que correspondan al floema y al xilema: a) Posee traqueidas formadas por células no vivas.

Explica la relación que existe entre el tamaño de las briófitas y de la mayoría de las plantas y la aparición de tejidos conductores. Las briófitas son plantas de pequeño tamaño y ligadas al agua ya que la absorben por todas sus células al no tener tejidos conductores. La aparición de los tejidos conductores permite que las plantas tengan un tamaño mayor ya que el agua y las sustancias nutritivas son repartidas por ellos a todo el vegetal, por alejados que estén sus órganos captadores de agua o fotosintéticos.

Establece las diferencias entre el cámbium y el felógeno e indica qué tipo de tejidos son. Cambium y felógeno son dos tejidos meristemáticos secundarios o laterales que producen el crecimiento en grosor. El felógeno forma el tejido suberoso o corcho y cambium origina los tejidos xilema y floema.

La conquista del medio terrestre obligó a las plantas a desarrollar unas estructuras específicas que les permitieran no desecarse, mantenerse erguidas y repartir las sustancias nutritivas por todo el organismo. ¿Sabrías indicar qué tejidos vegetales son los responsables de llevar a cabo estas tres funciones? El colénquima y el esclerénquima permiten que el tallo sea rígido y permanezca erguido, característica necesaria en el medio terrestre, pero no en el acuático, donde los tallos se mecen en el agua y no necesitan esa rigidez.

Células muy diferentes y muy adaptadas a su función serían, por ejemplo, una neurona, un espermatozoide y una fibra muscular.

4

Floema

a. Posee traqueidas formadas por células no vivas

Sistema: agrupación de órganos de origen embrionario común.

3

(páginas 214-215)

Tejido: asociación de células especializadas en una función.

Aparato: agrupación de órganos de distinto origen embrionario.

2

(página 213)

2

Las células del tejido muscular son muy alargadas y se aprecian las barras de actina y miosina, las del tejido nervioso tiene forma estrellada con ramificaciones.

1

9

Sabiendo que los estomas regulan la entrada y salida de gases en las hojas, y que su apertura depende de factores como la luz, la temperatura o la concentración de iones K+, observa la gráfica siguiente, que indica la transpiración de dos especies (a y b) a lo largo de un día,

9

Histología animal y vegetal

Cormo: tipo de organización vegetal que contiene células diferentes entre ellas agrupadas en tejidos y órganos. Es característica de helechos y cormofitas.

Tasa de transpiración

y di cuál pertenece a una especie de bosque atlántico y cuál a una de desierto. Razona tus respuestas.

Banda de Caspari: o endodermis, es una zona de la raíz rica en suberina, impermeable cuya función es que el agua fluya desde el exterior al interior de la raíz y no al contrario.

a

12 Observa este corte transversal de una hoja de pino, lo-

caliza los tejidos señalados e indica su función:

C

B

b

D

A 12am

E

12pm Tiempo (horas)

Según la gráfica, la planta a sería una planta de bosque atlántico ya que se aprecia cómo a las 12 pm la actividad de intercambio de gases a través de los estomas es máxima, lo que puede hacer en la hora de máximo calor debido a que es un clima húmedo. Sin embargo la planta b manifiesta su máxima intensidad de intercambio gaseoso y de apertura estomática alrededor de las 12 am, es decir cuando la temperatura es más baja, lo que es característico de las plantas de desierto.

A: Epidermis, con cutícula protectora.

10 Observa el dibujo, identifica cada una de sus partes y di

B: Parénquima clorofílico y lagunar.

qué tipo de tallo es.

C y D: Haces vasculares.

4 3 1 2

E: Estoma. 13 Nombra las estructuras que aparecen en la imagen:

3

1 1 Cámbium. 2. Xilema. 3. Floema. 4. Felógeno. Se trata de un tallo secundario. 11 Define los siguientes términos: crecimiento primario,

crecimiento secundario, dendrocronología, anillos de crecimiento, talo, cormo, banda de Caspari.

2

5

4

6

1. Núcleo. 2. Cuerpo celular o soma. 3. Dendritas. 4 Axón. 5. Vaina de mielina. 6. Terminaciones axónicas. 14 Estas micrografías pertenecen a distintos tipos de un

tejido. Identifícalos e indica la función de cada uno en el organismo.

Crecimiento primario: es el que tienen las plantas de menos de un año, o de los primeros meses de las que viven varios años.

A

Crecimiento secundario: es el que tienen las plantas de más de un año, las plantas leñosas. Dendrocronología: es la ciencia que estudia la datación de los anillos de crecimiento de las plantas arbóreas y arbustivasleñosas. Anillos de crecimiento: son bandas concéntricas de distinta coloración que aparecen en los troncos y que corresponden a su crecimiento anual; cada año presenta dos anillos, uno más claro y delgado que corresponde a la primavera y otro oscuro y más grueso que corresponde al otoño.

B

Talo: tipo de organización vegetal en la que las células son similares y no se agrupan en tejidos ni en órganos. Típica de algas, hongos y líquenes.

188

Histología animal y vegetal

C

9

C

D

D

A. Epitelio glandular. Secreción de sustancias. B. Epitelio plano simple. Tapiza el corazón y el interior de los vasos sanguíneos.

A: Fibra muscular estriada, se aprecia el bandeo de actina y miosina; pertenece al tejido muscular.

C. Epitelio simple prismático. Tapiza el intestino delgado.

B: Glóbulos rojos y un glóbulo blanco, se aprecia la estructura aplanada de los glóbulos rojos.

D. Epitelio estratificado. Constituye la capa más externa de la piel.

C: Neurona del tejido nervioso, se aprecia su forma característica.

15 Indica a qué tejido pertenece y qué función realiza cada

D: Adipocito del tejido adiposo, se ve la gota de grasa que ocupa casi todo su citoplasma.

a) Glándula endocrina. Tejido epitelial glandular. Secreta sustancias.

17 Establece las diferencias entre el tejido conectivo y el

uno de estos elementos:

b) Miofibrilla. Tejido muscular. Realiza la contracción. c) Dendrita. Tejido nervioso. Es la prolongación de la neurona que recoge el impulso nervioso. d) Neuroglía. Tejido nervioso. Protege, nutre y aísla las neuronas. e) Adipocito. Tejido conectivo. Almacenamiento de grasa.

epitelial en cuanto a su estructura, componentes, localización en el organismo y función. Tejido epitelial Estructura

Células muy empaquetadas, sin sustancia intercelular.

Matriz en la que hay células y fibras.

Componentes

Células epiteliales.

Matriz o sustancia fundamental de polisacáridos, sales minerales y proteínas.

f) Condrocito. Tejido cartilaginoso. Es la célula fundamental de este tipo de tejido. g) Osteocitos. Tejido óseo. Es su célula fundamental.

Células fibroblastos, fibras elásticas, fibras de colágeno y fibras reticulares.

h) Linfocito. Sangre. Intervienen en el sistema inmunológico y forman anticuerpos. i) Monocito. Sangre. Fagocitan células extrañas. j) Macrófago. Es un tipo de monocito.

Localización

Recubren las superficies libres del organismo, tapizan las cavidades internas y los conductos, forman glándulas y mucosas y pueden constituir la mayor parte de la masa de órganos, como el hígado.

Es el más abundante, está por todo el organismo.

Función

Protección (epidermis), secreción (glándulas), absorción (microvellosidades intestinales), recepción de estímulos (pituitaria amarilla) e incluso transporte de partículas (epitelio bronquial).

Conexión con otros tejidos y de soporte de diferentes estructuras corporales.

16 Identifica estas células, vistas al microscopio electrónico,

e indica a qué tejidos pertenecen. Razona por qué característica las reconoces.

A

B

189

Tejido conectivo

9

Histología animal y vegetal

18 Define los siguientes términos: matriz intercelular, pa-

Nervio: Estructura formada por la unión de varias fibras nerviosas, formadas a su vez por varios axones con sus vainas de mielina.

Matriz intercelular. Sustancia formada por polisacáridos, sales minerales y proteínas situada entre las células. Muy abundante en el tejido conectivo.

19 Explica las características fundamentales de los meta-

Panículo adiposo. Capa de tejido adiposo que se encuentra en las capas profundas de la piel.

Los metazoos se caracterizan por ser pluricelulares, poseer tejidos, tener nutrición heterótrofa, y, la mayoría, capacidad de movimiento, sistema nervioso y órganos sensoriales.

nículo adiposo, pericondrio, lagunas óseas, axón, dendrita, neurotransmisor, nervio.

zoos o animales que los diferencian de los demás grupos de organismos.

Pericondrio. Tejido que rodea el tejido cartilaginoso y ayuda a nutrirlo.

20 ¿En qué grado de organización situarías a los siguientes

animales?

Lagunas óseas. Cavidades del tejido óseo donde se alojan los osteoblastos y los osteocitos.

a) Medusa. Organización tisular.

Axón. Prolongación de la neurona por la que se transmite el impulso nervioso.

b) Insecto. Organización sistemas.

Dendrita: Prolongación de la neurona a la que llega el impulso nervioso.

d) Tenia. Organización órgano.

c) Esponja. Organización tisular. 21 Realiza un mapa conceptual a partir del apartado en el

Neurotransmisor: Sustancia química liberada a la zona sináptica por las vesículas sinápticas del axón de una neurona, que contacta con las dendritas de la siguiente neurona, transmitiéndose así la corriente nerviosa.

que se describen los órganos implicados en la nutrición, en la relación y en la reproducción.

Grado de organización sistemas Los órganos y aparatos se agrupan según

Órganos implicados en la nutrición

Órganos implicados en la relación

Son:

Aparato digestivo Aparato circulatorio

Son:

Aparato respiratorio

Sistema nervioso

Es:

Sistemas sensoriales

Aparato excretor

190

Órganos implicados en la reproducción

Aparato reproductor

Histología animal y vegetal

SOLUCIONES DE LA EVALUACIÓN 1.

Establece las diferencias entre la organización talo (sin tejidos verdaderos) y la organización cormo (con auténticos tejidos) en los vegetales, e indica qué ventajas aporta a un organismo pluricelular tener tejidos especializados en las diferentes funciones vitales.

❚ Floema: es el tejido conductor que reparte la savia elaborada desde los centros fotosintéticos a todo la planta. ❚ Tejido cartilaginoso: es un tejido animal elástico que forma el esqueleto de los peces cartilaginosos o condrictios como los tiburones, y en los demás vertebrados se localiza en las articulaciones, los discos intervertebrales, los bronquios, la tráquea, parte de la nariz y en el pabellón auditivo de los individuos adultos.

Cormo: tipo de organización vegetal que contiene células diferentes entre ellas agrupadas en tejidos y órganos. Es característica de helechos y cormofitas.

2.

De la siguiente lista de células, señala cuáles corresponden a animales y cuáles a vegetales, e indica a qué tipo de tejido pertenecen: Eritrocito / Fibroblasto / Traqueida / Célula epidérmica / Neurona / Adipocito / Pelo glandular / Célula cribosa / Fibra xilemática / Célula meristemática. ❚ Eritrocito: tejido animal sanguíneo.

❚ Tejido epitelial pseudoestratificado: es un tejido animal de revestimiento formado por varias capas de células que se renuevan constantemente. ❚ Tejido muscular liso: es un tejido animal de contracción involuntaria que constituye el sistema muscular de invertebrados y la musculatura de los órganos internos y los vasos sanguíneos en los vertebrados. 4.

Identifica en estas micrografías los diferentes tejidos indicando, además, si son animales o vegetales: A. Es un tejido animal. Epitelio estratificado plano. B. Es un tejido animal. Tejido muscular estriado. C. Es un tejido vegetal. Tejido conductor, floema. D. Es un tejido vegetal. Tejido epidérmico con estomas. E. Es un tejido vegetal. Parénquima acuífero.

❚ Fibroblasto: tejido animal conectivo.

F. Es un tejido animal. Tejido adiposo.

❚ Traqueida: tejido vegetal xilemático. ❚ Célula epidérmica: tejido vegetal epidérmico.

ACTIVIDADES DE REFUERZO

❚ Neurona: tejido animal nervioso.

Batería de actividades de refuerzo que presentan diferentes tipologías.

❚ Adipocito: tejido animal adiposo. ❚ Pelo glandular: tejido vegetal epitelial glandular. ❚ Célula cribosa: tejido vegetal floemático.

ACTIVIDADES DE AMPLIACIÓN

❚ Fibra xilemática: tejido vegetal xilemático. ❚ Célula meristemática: tejido vegetal meristemático. 3.

(página 217)

❚ Meristemo secundario: es el tejido que produce el crecimiento en grosor de la planta.

Talo: tipo de organización vegetal en la que las células son similares y no se agrupan en tejidos ni en órganos. Típica de algas, hongos y líquenes.

Para los vegetales pluricelulares es más ventajoso poseer tejidos especializados ya que por su tamaño, por ejemplo, la zona de absorción de agua puede estar alejada de la zona donde se realiza la fotosíntesis, y en cada una habrá el tejido especializado en su función. La diferenciación en tejidos les permite colonizar zonas diversas e independizarse del agua.

9

Escribe oraciones breves que expliquen la función de cada uno de los siguientes tejidos: colénquima, meristemo secundario, floema, tejido cartilaginoso, tejido epitelial estratificado, tejido muscular liso. ❚ Colénquima: es el tejido de soporte de los órganos jóvenes de las plantas.

191

Batería de actividades de ampliación que presentan diferentes tipologías.

PRUEBAS DE EVALUACIÓN Permiten evaluar los estándares de aprendizaje que desarrolla la unidad.

* LA: Libro del Alumno.

4.1. Relaciona imágenes microscópicas con el tejido al que pertenecen.

6, 8 AF 12, 14, 16 Técnicas de trabajo y experimentación

Ciencia, tecnología y sociedad

AF 13, 15, 17, 18 19

13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21

3.1. Relaciona tejidos animales y/o vegetales con sus células características, asociando a cada una de ellas la función que realiza. Realiza las actividades sin cometer errores.

Reconoce los tejidos y establece sus funciones sin errores.

Reconoce los tejidos y establece sus funciones sin errores.

4, 5, 7, 9, 10, 11, 12, AF 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12

2.1. Relaciona tejidos animales y/o vegetales con sus células características, asociando a cada una de ellas la función que realiza.

Excelente 3 Reconoce los conceptos principales y los explica sin errores.

Herramientas de evaluación (actividades del LA*)

1.1. Identifica los distintos 1, 2, 3, 22, 23 niveles de organización AF 1, 2, 20, 21 celular y determina sus ventajas para los seres pluricelulares.

Estándar de aprendizaje evaluable

Realiza las actividades cometiendo pocos errores.

Reconoce los tejidos y establece sus funciones cometiendo pocos errores.

Reconoce los tejidos y establece sus funciones sin errores.

Reconoce los conceptos principales y los explica cometiendo pocos errores.

Satisfactorio 2

Realiza las actividades cometiendo muchos errores.

Reconoce los tejidos y establece sus funciones cometiendo muchos errores.

Reconoce los tejidos y establece sus funciones cometiendo pocos errores.

Reconoce los conceptos principales y los explica cometiendo muchos errores.

En proceso 1

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

No logrado 0 Puntos

9 Histología animal y vegetal

RÚBRICA DE ESTÁNDARES DE APRENDIZAJE

192

Histología animal y vegetal

9

PRUEBA DE EVALUACIÓN A Test (0,5 puntos cada una = 3 puntos)

Preguntas (1,4 puntos cada una = 7 puntos)

1.

1.

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es cierta? a) El tejido conjuntivo denso o compacto presenta fibras de colágeno y forma los tendones y ligamentos. b) El tejido adiposo presenta células llamadas condrocitos con una gran gota de grasa en su interior.

Los tejidos meristemáticos son tejidos embrionarios responsables del crecimiento de las plantas a lo largo de toda su vida. Su existencia constituye una de las diferencias entre el reino Animalia y el Plantae, ya que permiten el crecimiento de las plantas durante toda su vida, al contrario que en los animales, cuyo crecimiento termina al alcanzar el estado adulto, las plantas producen nuevos órganos continuamente. Según la localización y función de los meristemos se distinguen dos tipos:

c) El tejido epitelial es un ejemplo de tejido conectivo en el que las células están muy juntas. Respuesta correcta: a. 2.

A

Observa las siguientes imágenes e indica cuál de ellas es tejido muscular.

B

¿Qué son los tejidos meristemáticos vegetales? ¿Por qué su existencia en el reino plantas supone una diferencia con el reino animal? ¿Qué tipos hay? ¿Dónde se localizan?

C

❚ Meristemos primarios o apicales: se localizan en los ápices de raíces y tallos y generan el crecimiento en longitud. Proceden de las células embrionarias hojas, tallos, flores... ❚ Meristemos secundarios o laterales: se distribuyen por toda la planta y producen el crecimiento en grosor. Proceden de células adultas y aparecen a partir del primer año de vida. Existen dos: felógeno, que forma el tejido suberoso o corcho, y cambium, que origina los tejidos conductores xilema y floema. 2.

Respuesta correcta: a. 3.

El alimento almacenado en las raíces de algunas plantas…

Célula

Tejido epitelial glandular

Secreción

b) es transportado hasta allí por el xilema.

Miofibrilla

Tejido muscular

Contracción

c) se absorbe del suelo.

Neurona

Nervioso

Transmisión del impulso nervioso

Neuroglía

Nervioso

Protección y nutrición de la neurona

Adipocito

Conectivo adiposo

Reserva energética

Condrocito

Conectivo cartilaginoso

Formación de estructuras

c) El cámbium y el felógeno son tejidos parenquimáticos.

Osteocitos

Conectivo óseo

Formación de estructuras

Respuesta correcta: b.

Linfocito

Conectivo sanguíneo

Formación de anticuerpos

Monocito

Conectivo sanguíneo

Fagocitosis de cuerpos extraños

Macrófago

Conectivo laxo

Fagocitosis de cuerpos extraños

Indica cuál de las siguientes frases es verdadera:

b) El cámbium y el felógeno son tejidos meristemáticos.

Los parénquimas pueden ser: a) Clorofílico, de reserva, acuífero y aéreo. b) Clorofílico, adiposo, acuífero o aéreo. c) Aerífero, clorofílico, de reserva y acuífero. Respuesta correcta: c.

6.

Función

Glándula Endocrina

a) El xilema y el felógeno son tejidos protectores de las plantas.

5.

Tejido

a) es transportado hasta allí por el floema.

Respuesta correcta: a. 4.

Completa la tabla:

3.

Señala la afirmación verdadera: a) La agrupación de órganos con origen embrionario común se llama sistema. b) La agrupación de órganos con origen embrionario común se llama aparato. c) Las asociaciones de tejidos con origen embrionario común se llaman aparato o sistema. Respuesta correcta: a.

193

Observa las siguientes imágenes de tejidos al microscopio e identifícalos:

A

B

C

9

Histología animal y vegetal

A: tejido conjuntivo denso irregular, B: tejido adiposo, C: tejido óseo. 4.

5.

Describe los tipos de células nerviosas. Las neuronas son la unidad anatómica y funcional del sistema nervioso y se clasifican atendiendo a distintos criterios.

Compara la estructura primaria y la secundaria del tallo en las plantas.

❚ Según su función hay tres tipos:

La estructura del tallo en las plantas puede ser primaria, propia de las plantas que viven menos de un año o de los primeros meses de las que viven varios años, o secundaria, propia de los tallos leñosos de las plantas con crecimiento de más de un año.

❚ Neuronas sensoriales: conectadas a los receptores sensitivos de donde recogen la señal percibida y la transmiten en forma de impulso nervioso a los centros nerviosos. ❚ Neuronas motoras: conducen el impulso nervioso desde los centros nerviosos a los órganos efectores.

La estructura del tallo primario consta de una epidermis, una zona cortical de parénquima con una capa de colénquima y una zona medular parenquimatosa en la que se encuentran los haces vasculares de xilema y floema.

❚ Neuronas de asociación: conectan las neuronas sensitivas con las motoras. ❚ Según su estructura pueden ser:

La estructura del tallo secundario es la estructura del tallo de las plantas a partir de su segundo año de vida. En la médula y en la zona cortical se forman dos capas de meristemos secundarios, el cambium, que produce xilema y floema, y el felógeno, que origina parénquima cortical que sustituye a la epidermis y por fuera origina súber.

❚ Monopolares: su única prolongación es el axón. ❚ Bipolares: tienen una dendrita y un axón. ❚ Multipolares: con varias dendritas y un único axón. Las células de la neuroglia son células acompañantes de las neuronas a las que protegen, nutren y aíslan. Hay varios tipos, entre los que destacan los oligodendrocitos que producen las vainas de mielina en el sistema nervioso central, las células de Schwann que producen la mielina en el sistema nervioso periférico, los astrocitos y las células de la microglía relacionadas con la nutrición neuronal y la eliminación de desechos respectivamente.

El xilema procedente del cambium se llama xilema secundario. En los climas estacionales se forma en primavera y en verano, originando los llamados anillos de crecimiento, que permiten saber la edad del árbol y su estado y condiciones en el momento de la formación del anillo.

194

Histología animal y vegetal

9

PRUEBA DE EVALUACIÓN B Test (0,5 puntos cada una = 3 puntos)

Preguntas (1,4 puntos cada una = 7 puntos)

Señala la respuesta correcta:

1.

1.

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es cierta? a) El tejido conjuntivo denso o compacto presenta fibras de colágeno y forma los tendones y ligamentos.

Los tejidos de sostén están formados por células cuyas paredes están muy engrosadas ya que su función es reforzar y servir de soporte a la planta. Pueden ser de dos tipos: colénquima y esclerénquima.

b) El tejido adiposo presenta células llamadas fibrocitos con una gran gota de grasa en su interior. c) El tejido epitelial es un ejemplo de tejido conectivo en el que no hay matriz intercelular.

❚ Colénquima: tejido formado por células vivas alargadas. Son el soporte de los órganos jóvenes. Cuando la planta va envejeciendo este tejido va perdiendo elasticidad.

Respuesta correcta: a. 2.

❚ Esclerénquima: tejido formado por células muertas cuyas paredes son muy gruesas y enriquecidas en lignina. Sirve para soportar las partes del vegetal que ya han dejado de crecer. Posee dos tipos de células, las fibras que son células fusiformes que pueden formar parte del xilema (fibras xilemáticas), o del floema (fibras extraxilemáticas), y las esclereidas células de formas variadas que se encuentran repartidas en hojas, flores, frutos y tallos.

Observa las siguientes imágenes e indica cuál es el tejido adiposo:

A

B

¿Qué son los tejidos de sostén en los vegetales? ¿Cómo son las células que los forman? Describe los tipos de tejidos meristemáticos.

C

2.

Completa la tabla. Célula

3.

Señala la respuesta correcta: Los productos fotosintéticos...

Conectivo conjuntivo laxo

Formación de las fibras

Mastocito

Conectivo conjuntivo laxo

Intervienen en la coagulación

Osteoblasto

Conectivo óseo

Formación de células óseas

Linfocitos B

Conectivo sanguíneo

Fabricación de anticuerpos

Granulocito

Conectivo sanguíneo

Defensa frente a infecciones

Célula caliciforme

Epitelial glandular

Secreción

Miocito

Muscular

Contracción muscular

Neurona

Nervioso

Transmisión del impulso nervioso

Célula de Schwann

Nervioso

Producción de mielina

Astrocito

Nervioso

Nutrición neuronal

b) son transportados desde la raíz a las hojas. c) son transportados por el floema. Respuesta correcta: c. Indica qué frase es falsa: a) La epidermis y la peridermis son tejidos protectores. b) La permidermis y el felógeno se encuentran entre los tejidos parenquimáticos. c) El cámbium y el felógeno son tejidos meristemáticos. Respuesta correcta: b. 5.

Los tejidos definitivos de las plantas son: a) Fundamentales, secretores, protectores, de sostén y conductores. b) Fundamentales, meristemáticos, protectores, de sostén y conductores. c) Fundamentales, secretores, epiteliales, de sostén y conductores.

3.

Identifica los siguientes tejidos.

A

B

Respuesta correcta: a. 6.

Función

Fibrocito

a) son transportados por el xilema y el floema.

4.

Tejido

Respuesta correcta: b.

Señala la afirmación verdadera: a) Los sistemas están formados por aparatos y órganos. b) Los sistemas son agrupaciones de tejidos con origen embrionario diverso. c) Los sistemas son agrupaciones de tejidos con origen embrionario común. Respuesta correcta: c.

a) Fibras musculares esqueléticas. b) Fibras musculares cardíacas.

195

9 4.

Histología animal y vegetal

Explica la estructura básica de la raíz de las plantas señalando los tejidos que la componen.

5.

La estructura básica de la raíz consiste en una capa externa, la epidermis con pelos radicales absorbentes; el córtex formado por tejido parenquimático, sin clorofila, que puede acumular almidón; la endodermis llamada banda de Caspari, rica en suberina, con función impermeable, cuya función es que el agua fluya desde el exterior al interior de la raíz y no al contrario; el cilindro vascular, constituido por el xilema y el floema. El ápice de la raíz o cofia está enriquecido en suberina para protegerlo y tras él se encuentra una zona con tejido meristemático para el crecimiento.

Completa la siguiente tabla sobre las características de los parénquimas vegetales: Tipo de parénquima

196

Función

Estructura

Localización

Clorofílico

Realiza la fotosíntesis

Posee numerosos cloroplastos

En las partes verdes de la planta

De reserva

Acumula sustancias de reserva (ejemplo almidón)

No contiene cloroplastos y sí amiloplastos

En semillas, raíces, tallos subterráneos y frutos carnosos

Acuífero

Almacena gran cantidad de agua

Posee muchas vacuolas

En plantas xerófitas adaptadas a la sequía

Aerífero

Acumula aire

Contiene células muy separadas para retener el aire

En plantas acuáticas, para favorecer la flotación

Histología animal y vegetal

NOTAS

197

9

11

PRINCIPALES GRUPOS DE SERES VIVOS

Introducción

E  

sta unidad supone un resumen de las características generales de los principales grupos de seres vivos.

Se empieza partiendo de la necesidad que tienen las personas de llevar a cabo una clasificación biológica y se diferencian los conceptos de sistemática, taxonomía y nomenclatura. En el epígrafe dedicado a la sistemática se discuten las características de las principales escuelas sistemáticas y sus representaciones gráficas. La taxonomía explica las normas de jerarquía de los principales taxones. Por último la nomenclatura recoge las normas para la denominación de las especies. En el epígrafe 2 sobre la clasificación de los seres vivos se incluye la explicación por la que actualmente se consideran tres dominios, Archea, Bacteria y Eukarya, señalando las diferencias entre ellos, así como la inclusión en este último de los cuatros reinos de organismos eucariotas: Protoctistas, Hongos, Plantas y Animales.

Pteridofitas y Espermatofitas. En este último grupo se diferencian las clases Gimnospermas y Angiospermas. Por último, el epígrafe 6 está dedicado a los Animales y se explican las diferencias entre los principales filos: Poríferos, Cnidarios, Platemintos, Nemátodos, Anélidos, Moluscos, Artrópodos, Equinodermos y Cordados. Las diferencias entre ellos se establecen en función de su organización interna, tipos de simetría y plan corporal. En los cinco últimos filos se incluyen también sus principales clases señalando las diferencias entre ellas y en todos se explican, además, algunas características relativas a su reproducción, alimentación o modo de vida.

Objetivos ❚ Conocer los sistemas de clasificación y nomenclatura de los seres vivos. ❚ Distinguir las características de los cuatro reinos en que se clasifican los eucariotas.

El siguiente epígrafe está dedicado a los Protoctistas, donde se discuten las relaciones filogenéticas de los componentes de este reino y se explican las características de Protozoos, Algas, Oomicetos y Mixomicetos.

❚ Clasificar a los seres vivos en su correspondiente grupo taxonómico.

El epígrafe 4 trata sobre los Hongos y se describen las características propias del grupo, incluyendo una clasificación simplificada en Ascomicetos, Zigomicetos y Basidiomicetos.

El tiempo previsto para desarrollar esta unidad, teniendo en cuenta las modificaciones a introducir en cada grupo concreto de alumnos según sus peculiaridades, podría establecerse en unas 8 clases: 7 para el desarrollo de contenidos y una más para la práctica de laboratorio.

El reino Plantas se estudia en el epígrafe 5, diferenciando los tres grandes grupos de seres vivos que forman este reino: Briofitas,

Temporalización

224

Principales grupos de seres vivos

11

PROGRAMACIÓN DIDÁCTICA DE LA UNIDAD Contenidos

Criterios de evaluación

Estándares de aprendizaje

Relación de actividades del LA

Competencias clave

La clasificación biológica ❚   Sistemática ❚   Taxonomía ❚   Nomenclatura

1. Interpretar los sistemas de clasificación y nomenclatura de los seres vivos.

1.1. Conoce y utiliza claves dicotómicas u otros medios para la identificación y clasificación de diferentes especies de animales y plantas.

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 AF 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 Técnicas de trabajo y experimentación

CCL CMCCT CD CAA CCEC

La clasificación de los seres vivos ❚   Principales taxones ❚  Dominio Archaea ❚  Dominio Bacteria ❚  Dominio Eukarya

2. Conocer los grandes grupos taxonómicos de seres vivos.

2.1. Identifica los grandes grupos taxonómicos de los seres vivos.

11, 12, 13, 14 AF 8, 9, 10 Ciencia, tecnología y sociedad

CCL CMCCT CD CAA

Reino Protoctistas Reino Hongos Reino Plantas Reino Animales

3. Conocer las características de los cuatro reinos en los que se clasifican los eucariotas.

3.1. Enumera las características propias 15, 16, 17 del reino Protoctistas. AF 11

CCL CMCCT CD CAA

3.2. Reconoce las características propias del reino Hongos.

18, 19, 20, 21 AF 12, 13, 14, 15

CCL CMCCT CD CAA

3.3. Enumera las características del reino Plantas.

22, 23, 24, 25, 26, 27 AF 16, 17, 18, 19, 20, 21

CCL CMCCT CD CAA CSIEE

3.4. Diferencia las características del reino Animales.

28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48 AF 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31

CCL CMCCT CD CAA

Libro del Alumno (LA); actividades finales (AF); comunicación lingüística (CCL); competencia matemática y competencias básicas en ciencia y tecnología (CMCCT); competencia digital (CD); aprender a aprender (CAA); competencias sociales y cívicas (CSC); sentido de iniciativa y espíritu emprendedor (CSIEE); conciencia y expresiones culturales (CCEC).

225

11

Principales grupos de seres vivos

PARA EL ALUMNO

MAPA DE CONTENIDOS DE LA UNIDAD

Enlace web: Diversidad microbiana y taxonomía Documento: Arqueas que se han adaptado a usar uranio como fuente de energía Enlace web: Bacterias Animación: Clasificación de los seres vivos Vídeo: Clasificación biológica Enlace web: Test sobre nomenclatura y taxonomía

Vídeo: La vida en una gota de agua

Enlace web: ARBOLAPP

Unidad 11: Principales grupos de seres vivos 1. La clasificación biológica 1.1. Sistemática 1.2. Taxonomía 1.3. Nomenclatura

2. Clasificación de los seres vivos 2.1. Principales taxones 2.2. Dominio Archea 2.3. Dominio Bacteria 2.4. Dominio Eukarya

3. Reino Protoctistas

4. Reino Hongos

PARA EL PROFESOR

Presentación

>>>>>>

Actividades de refuerzo y ampliación

226

5. Reino Plantas

Principales grupos de seres vivos

Vídeo: Animales invertebrados Enlace web: Grupos de moluscos Enlace web: Artrópodos del planeta Tierra Documento: El nido de amor de las cacerolas Vídeo: ¿Qué es un pez? Vídeo: ¿Qué es un anfibio? Vídeo: Los reptiles Vídeo: ¿Qué es un ave? Vídeo: Zoología de los mamíferos Enlace web: OneZoom

6. Reino Animales

Ciencia, tecnología y sociedad El descubrimiento de nuevas especies

11

Práctica de laboratorio: Estudio de la anatomía de un pez.

Técnicas de trabajo y experimentación Las claves dicotómicas

Actividades y tareas

Síntesis de la unidad y Evaluación

Presentación Pruebas de evaluación

WEBGRAFÍA Nomenclatura Página web de la Comisión Internacional de la Nomenclatura Zoológica. http://iczn.org/ Diversidad y características de las plantas Selección de vídeos de la BBC sobre plantas. http://www.bbc.co.uk/nature/life/Plant#p00lxtl2

>>>>>>

227

Animal Diversity Web Cuestiones básicas sobre los distintos grupos de eucariotas. En inglés. http://animaldiversity.org/ Zoología. Web para estudiantes Página web del profesor Girish Chandra muy completa para ampliar contenidos. En inglés. http://www.iaszoology.com/category/economic-zoology/

Actividades de refuerzo y ampliación

11

Principales grupos de seres vivos

SUGERENCIAS DIDÁCTICAS Para comenzar la unidad se propone las realización de las cuestiones plateadas en el apartado Comprueba lo que sabes, ya que suponen una forma de medir los conocimientos previos que poseen los estudiantes respecto al tema.

los moneras, actualmente en desuso tras la constatación de las numerosas diferencias entre los dos grandes grupos de procariotas.

Antes de iniciar el estudio de la unidad y una vez hechas las preguntas oportunas, se puede realizar la visualización del vídeo Clasificación.

La revisión de la clasificación de los seres vivos es continua a la luz de nuevos descubrimientos y conviene incidir en la provisionalidad de cualquier clasificación. Aun así, teniendo en cuenta que los alumnos necesitan de ciertos patrones para organizar el conocimiento, aquí se mantiene la clasificación de los seres vivos de Woese en tres dominios, Archea, Bacteria y Eukarya.

Vídeo: CLASIFICACIÓN BIOLÓGICA En este vídeo se expone la necesidad de agrupar a los seres vivos para su estudio, la diferencia entre clasificación natural y artificial, las ventajas de estandarizar la denominación de los seres vivos mediante la nomenclatura binomial y se da así mismo un breve repaso por los principales taxones de los seres vivos.

Además se puede utilizar como recurso a lo largo de la unidad la presentación. PRESENTACIÓN Las explicaciones de los distintos epígrafes pueden acompañarse de las diapositivas. Estas pueden utilizarse, además, para estimular la participación de los alumnos en la clase pidiéndoles que intenten completar parte de la información antes de mostrarla.

1. La clasificación biológica (páginas 249-252) 1.1. Sistemática Conviene tratar en este apartado la necesidad de sistematizar el conocimiento sobre la diversidad biológica y de encontrar una nomenclatura universal. También es importante hacer ver a los alumnos cómo han ido cambiando los criterios de clasificación a lo largo de la historia. Esto ha dado lugar a diferentes sistemáticas, y resultaría interesante discutir con ellos las ventajas e inconvenientes de cada una. Pueda aprovecharse esta oportunidad para reflexionar sobre la provisionalidad del conocimiento científico.

2.1. Principales taxones

Para mostrar la complejidad de esta clasificación se puede utilizar el enlace Diversidad microbiana y taxonomía. Enlace web: DIVERSIDAD MICROBIANA Y TAXONOMÍA Árbol filogenético universal creado por Inés Martín Sánchez, de la UGR, muy completo. Resultaría interesante mostrar a los alumnos la posición del reino animal en este complejo árbol y realizar actividades de búsqueda de grupos taxonómicos.

2.2. Dominio Archaea En la descripción de los tres dominios se han resumido sus principales diferencias. Dado que el de las arqueas en un taxón que resultará nuevo a muchos alumnos y que sus características metabólicas y moleculares no son fáciles de entender en este nivel, puede resaltarse el hecho de que son, en su mayoría, organismos extremófilos y utilizar el documento que se muestra a continuación: Documento: ARQUEAS QUE SE HAN ADAPTADO A USAR URANIO COMO FUENTE DE ENERGÍA Este documento resulta muy útil para ejemplificar esta adaptación.

2.3. Dominio Bacteria El dominio Bacteria resultará más conocido a los alumnos. Sin embargo, pude resultar de ayuda el enlace web:

1.2. Taxonomía Las actividades propuestas pueden contribuir a afianzar los conceptos.

1.3. Nomenclatura El enlace web Test sobre taxonomía es útil para comprobar si se han entendido los conceptos fundamentales. Enlace web: TEST SOBRE TAXONOMÍA Web del MEC con una actividad interactiva de respuesta múltiple sobre taxonomía y nomenclatura.

Enlace web: BACTERIAS Permite repasar algunas de sus características principales así como los principales tipos morfológicos y su importancia para el medio ambiente y para el hombre.

2.4. Dominio Eukarya El domino Eukarya se estudiará en los siguientes epígrafes, pero conviene hacer un repaso de las características que definen los cuatro reinos comprendidos en este dominio utilizando el cuadro comparativo incluido en este apartado. Animación: CLASIFICACIÓN DE LOS SERES VIVOS

2. Clasificación de los seres vivos (páginas 253-254) Al comenzar este epígrafe conviene recordar a los alumnos las diferencias entre células procariotas y eucariotas. Esta división fue la base de la inclusión de las células procariotas en un reino independiente,

En esta animación se muestran las formas de representar las clasificaciones de los seres vivos y se incide en la clasificación a partir de los principales taxones actuales. Puede ser útil tanto para la explicación en el aula como para que los alumnos repasen los contenidos de la unidad.

228

Principales grupos de seres vivos

3. Reino Protoctistas (página 255) Conviene introducir el epígrafe aclarando que este reino no tiene identidad propia, aunque se mantiene por cuestiones meramente prácticas.

11

Para conocer los filos moluscos y artrópodos pueden trabajarse con los enlaces web dispuestos a tal efecto. Enlace Web: GRUPOS DE MOLUSCOS

Las características de los protozoos y de las algas son relativamente fáciles de comprender puesto que no es la primera vez que estudian estos organismos. Ayudará la visualización del siguiente vídeo:

En este enlace es posible ver los principales grupos de moluscos, sus características y los representantes más comunes.

Vídeo: LA VIDA EN UNA GOTA DE AGUA

Enlace Web: ARTRÓPODOS DEL PLANETA TIERRA

Este vídeo muestra algunos ejemplos de protoctistas en movimiento.

Página muy completa con abundante información sobre las clases de artrópodos, sus características, ejemplares más comunes y otra información interesante.

La actividad Investiga puede resultar interesante para ilustrar el papel de algunos protozoos como causantes de enfermedades.

También en relación con los artrópodos se pude utilizar el siguiente documento, que además permite desarrollar la comprensión lectora.

4. Reino Hongos (página 256) En este epígrafe se describen las características de los hongos y se incluye una clasificación simplificada, dada la complejidad de este grupo. Para acompañar las explicaciones sería conveniente proveerse de ejemplares de hongos para poder mostrar en la clase o bien pedir a los alumnos que los traigan. Tanto mohos como setas son fáciles de conseguir y se puede obtener levadura en algunos supermercados o en panaderías.

5. Reino Plantas (páginas 257-259) Se puede iniciar el epígrafe con un gran esquema que ayude a diferenciar los tres grandes filos o divisiones de plantas así como los principales grupos de Espermafitas. Esto permite a los alumnos hacerse una idea de las características taxonómicas que los diferencian. Dependiendo de la época del año en que se imparta esta unidad, puede resultar relativamente fácil llevar al aula ejemplares de plantas que puedan complementar las explicaciones. Este tema permite, además, la realización de numerosas actividades de laboratorio o pequeñas investigaciones que pueden realizar los alumnos en sus casas. Una de las actividades propuestas les pide que elaboren un pequeño herbario con hojas de árboles y que identifiquen las especies utilizando una aplicación para móvil. Enlace web: ARBOLAPP Aplicación creada por el CSIC que permite la clasificación de ejemplares e incluye una clave dicotómica. La aplicación presenta además la ventaja de que describe.

6. Reino Animales (páginas 260-265)

Documento: EL NIDO DE AMOR DE LAS CACEROLAS En el texto se explica el procedimiento experimental seguido para conseguir la cría de las cacerolas de las Molucas en cautividad. Esta actividad sirve para trabajar sobre el método científico y para conocer el concepto de fósil viviente.

El filo Cordados puede ilustrarse con varios vídeos que explican el origen y las características fundamentales de cada una de las clases: peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos. Video: ¿QUÉ ES UN PEZ? Explica la evolución de los primeros peces y los grupos fundamentales actuales.

Video: ¿QUÉ ES UN ANFIBIO? Vídeo que explica el origen de los anfibios, sus adaptaciones al medio terrestre y su evolución hasta los representantes actuales.

Video: LOS REPTILES Características de los reptiles. Muestra variedades diferentes y sus principales adaptaciones: el huevo amniota, para la conquista de medio terrestre.

Video: ¿QUÉ ES UN AVE? Explica las adaptaciones de las aves al vuelo.

Video: ZOOLOGÍA DE LOS MAMÍFEROS

Se debe empezar el epígrafe recordando las características distintivas de este reino. A continuación se describen los distintos filos incluyendo, en algunos casos, las principales clases contenidas en ellos.

Características diferenciales de los mamíferos algunos ejemplo de la gran variedad de formas de este grupo.

La actividad 48 se resuelve con ayuda del enlace web OneZoom.

Puede utilizarse como introducción el siguiente vídeo: Video: ANIMALES INVERTEBRADOS

Enlace web: ONEZOOM

Permite que los estudiantes repasen los principales filos de animales invertebrados.

Permite que los estudiantes repasen los principales filos de animales invertebrados.

229

11

Principales grupos de seres vivos

Ciencia, Tecnología y Sociedad El documento que se propone en este apartado permite reflexionar sobre el conocimiento incompleto que aún tenemos sobre los seres vivos. El texto se ha escogido a propósito porque puede resultar sorprendente que aún hoy se describan nuevas especies de animales tan grandes como un delfín. Por otro lado, las actividades buscan también que se valore la biodiversidad como un bien que debemos cuidar entre todos y que está seriamente amenazada por la acción del ser humano.

Técnicas de Trabajo y Experimentación La identificación de ejemplares vegetales a partir del empleo de claves dicotómicas es una de las actividades que más ayudan a que el alumnado comprenda cómo se establece la identificación de

ejemplares y cómo muy diversos aspectos de la morfología de los órganos de las plantas pueden servir a ese fin. Esta misma práctica puede trasladarse al entorno del instituto, empleando una clave más completa. De ese modo podrán apreciar in situ con ayuda del profesor los distintos caracteres que sirven para clasificar ejemplares en función del porte de la planta y del taxón al que pertenezca. Práctica de laboratorio: ESTUDIO DE LA ANATOMÍA DE UN PEZ Como alternativa a la práctica de laboratorio del Libro del Alumno se propone esta sobre el estudio de la anatomía de un pez. Los peces son vertebrados ectodermos de vida acuática que tienen el tegumento recubierto de escamas, respiran por branquias y se desplazan por medio de aletas. La anatomía externa del pez puede observarse directamente, pero para estudiar la anatomía interna hay que diseccionar el animal.

230

Principales grupos de seres vivos

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES Comprueba lo que sabes 1.

¿Qué relación de parentesco une a los grupos de seres vivos?

3.

La primera clasificación se basó en su parecido morfológico con el resto de los integrantes de la familia de los Úrsidos.

¿En qué se basa la división de seres vivos en cinco grandes grupos? Se basa en la similitud, no solo de sus características morfológicas, sino de otras como su proximidad genética. ¿Crees que las diferencias morfológicas entre dos grupos de seres vivos se corresponden necesariamente con su distancia evolutiva? No, existen convergencias evolutivas que hacen que dos seres vivos puedan presentar características morfológicas y estar evolutivamente muy lejanos, mientras que seres vivos aparentemente muy lejanos entre sí debido a sus características morfológicas, pueden estar muy cercanos, lo que puede deberse a una rápida adaptación a un ambiente muy diferente al de su ancestro común. Un ejemplo, del que aún no se ha resuelto la incógnita de su origen es el hipopótamos, que algunos zoólogos sitúan más cercanos a los cerdos, mientras que otros los vinculan con las ballenas.

La revisión que sitúa a los osos panda gigantes más próximos a los mapaches se llevó a cabo bajo una sistemática evolutiva. 6

Linneo estableció el primer sistema de clasificación de las especies utilizando características elegidas arbitrariamente. ¿Es un sistema de clasificación natural o artificial?

7

Recuerda lo que sabes sobre la diversidad de los seres vivos y contesta: ¿Las semejanzas entre especies obedecen siempre a una relación de parentesco? Justifica tu respuesta. No, dos especies pueden desarrollar características morfológicas semejantes por evolución convergente sin que esto suponga una proximidad evolutiva. Un ejemplo son las aletas de los peces y mamíferos acuáticos.

3

Busca información sobre Carl von Linneo y elabora una presentación en la que expliques cuáles fueron sus logros científicos y los principales sucesos de su vida. Respuesta abierta.

4

El quiridio es la condición ancestral de las extremidades de los tetrápodos terrestres. A partir de él se han originado diversos tipos de extremidades: alas, patas y aletas. Según la sistemática cladística, ¿qué tipo de carácter es? ¿Y cómo se considera la ausencia de extremidades en las serpientes? Las extremidades de los tetrápodos terrestres derivan de una estructura ancestral, el quiridio, siendo esta una característica común a todos. Se trata, por tanto, de un carácter plesiomorfo. La desaparición de las extremidades en las serpientes constituye un carácter apomorfo, ya que es una novedad evolutiva en este grupo de reptiles.

5

Los osos panda gigantes se clasificaron dentro de los Úrsidos (osos), sin embargo, teniendo en cuenta su pa-

231

Las siguientes fotografías corresponden a una hoja de arce (familia Sapindáceas) y a una hoja de plátano de sombra (familia Platanáceas). ¿Consideras que la forma de la hoja puede considerarse un carácter taxonómico para diferenciar estas dos familias? Un carácter taxónomico debe servir para diferenciar taxones. En este caso ambas familias tienen el mismo tipo de hoja, luego no es un carácter taxonómico que permita diferenciar las familias.

8

¿Qué organismos tendrán más características en común: dos que pertenezcan a la misma familia o dos que pertenezcan al mismo género? Puesto que familia es un taxón que engloba a uno o varios géneros, son los organismos que pertenecen a un género los que están más próximos entre sí.

Es un sistema artificial, porque se basa en las similitudes entre especies sin tener en cuenta su relación evolutiva. 2

La comparación de secuencias de ADN es una técnica que sirve de base para la comparación de especies. ¿Qué corriente sistemática se apoya en esta técnica? Actualmente la comparación de ADN es una herramienta utilizada por diversas corrientes, pero constituye el fundamento de la sistemática cladística.

Actividades 1

(páginas 248-265)

rentesco se ha considerado que deben estar en el mismo grupo que los mapaches. ¿Qué criterio se adoptó en el primer caso? ¿Bajo qué sistema de clasificación crees que se llevó a cabo la revisión?:

Todos proceden de un antecesor común. 2.

11

Investiga (página 252) El nombre de las especies se escribe en latín y consta de dos palabras. Reúne cinco especies y construye una tabla, indicando qué palabra de cada una de ellas corresponde al género y cuál al nombre específico. Respuesta libre. 9

¿Por qué crees que Linneo estableció el uso del latín para la denominación científica de las especies? Porque en esa época el latín era el lenguaje culto que se utilizaba en las distintas universidades europeas y servía de vehículo común para la comunicación entre los naturalistas que hablaban diferentes lenguas.

10 Cuando un científico describe por primera vez una es-

pecie le corresponde el privilegio de asignar el nombre que designa a dicha especie. Con frecuencia los científicos eligen, como homenaje, el nombre de un colega. Otras veces el nombre hace referencia a alguna característica distintiva del ejemplar. Investiga a qué hacen referencia los nombres de las siguientes especies: Lavandula officinalis, Berberis darwinii, Robinia pseudoacacia y Gentiana lutea. Lavandula officinalis: se refiere a plantas con utilidad en farmacia o medicina. Berberis darwinii: homenaje a Charles Darwin.

11

Principales grupos de seres vivos

Robinia pseudoacacia: falsa acacia, por el parecido de la hoja. Gentiana lutea: amarilla.

19 ¿Por qué a menudo encontramos moho sobre distintos

11 Investiga a qué factores ambientales tienen tolerancia

Porque los mohos, como el resto de los hongos, son heterótrofos.

estos tipos de arqueas: halófila, acidófila, termófila, radiófila, barófila, alcalófila, xerófila, psicrófila, endolítica y anhidrobiótica.

Halófila: vive en medios con alta concentración de sal. Acidófila: vive en medios de extrema acidez. Termófila: tolera altas temperaturas por encima de 45 ºC. Radiófila: tolera niveles muy altos de radiaciones ionizantes. Barófila: soporta altas presiones. Alcalófila: vive en medios muy alcalinos. Xerófila: prospera en ambientes muy secos. Psicrófila: tolera temperaturas por debajo de 5 ºC. Endolítica: vive dentro de las piedras. Anhidrobiótica: vive en ausencia total de agua.

tipos de alimentos, como en el pan o la fruta?

20 ¿A qué parte del organismo del hongo corresponde

la parte comestible de una seta, como este Boletus edulis?

Se trata del carpóforo o estructura reproductora. 21 ¿Qué diferencia hay entre hifa y micelio?

Las hifas son filamentos alargados en los que las células se alinean una tras otra. El micelio es el conjunto de las hifas de un hongo y constituye el «cuerpo» del hongo. 22 ¿Cuál es la función de cada uno de los órganos del

cormo?

La raíz sujeta la planta al suelo y absorbe agua y sales minerales; el tallo da soporte a la parte aérea de la planta y transporta la savia en sentido ascendente o descendente; las hojas llevan a cabo la fotosíntesis.

12 ¿Qué relación tienen con nosotros las bacterias que for-

man parte de nuestra flora intestinal?

Simbiosis. 13 A menudo se clasifican las bacterias por su forma en cocos,

bacilos, espirilos y vibrios. ¿Es una clasificación natural?

23 Los helechos alcanzan mayor tamaño que los musgos,

pudiendo tener incluso porte arbóreo. ¿A qué crees que es debido?

No, está basada en la morfología y no representa ninguna relación evolutiva.

Se debe a que los helechos son plantas vasculares que han desarrollado vasos conductores que permiten que la savia ascienda a mayor altura.

14 ¿Por qué las arqueas y las bacterias han estado incluidas

en el reino Monera?

Porque ambas son células procariotas.

24 ¿Qué ventaja evolutiva supuso la aparición de la semilla?

Las semillas, además de contener al embrión de la planta, contienen una fuente de alimento almacenado y están cubiertas por una envuelta que las protege de la sequedad, permitiendo que permanezcan latentes durante mucho tiempo hasta que las condiciones ambientales son las adecuadas. Esto ha permitido que las plantas con semillas no dependan del agua para su dispersión.

Investiga (página 255) Elabora un informe sobre las enfermedades producidas por los protozoos Trypanosoma brucei, Plasmodium falciparum, Treponema pallidum, Toxoplasma gondii. Trypanosoma brucei: enfermedad del sueño. Plasmodium falciparum: malaria. Trponemka pallidum: sífilis. Toxoplasma gondii: toxoplasmosis.

25 Los pinos son las coníferas más comunes en España.

¿Qué otras coníferas conoces?

Además de los pinos son coníferas comunes el ciprés, el abeto, el cedro, el enebro, la sabina, el tejo o la sequoia.

15 ¿Qué tienen en común los protoctistas?

a) Son autótrofos. b) Son unicelulares. c) Están formados por células eucariotas. d) Tienen estructura tipo talo. Respuesta correcta: c. 16 ¿Qué es el fitoplancton?

Constituyen el conjunto de organismos fotosintéticos del plancton, que es una masa de organismos, generalmente microscópicos, que flota en las aguas continentales o marinas. Está formado por bacterias fotosintéticas y algas, principalmente unicelulares. 17 Las algas no se clasifican dentro del reino Plantas. Da

Investiga (página 259) Recoge hojas de cinco árboles de tu entorno e identifica la especie ayudándote de la aplicación que puedes encontrar en la dirección: http://www.arbolapp.es/. Pega cada hoja en una lámina y elabora una ficha con los siguientes datos: ❚ Nombre científico/Nombre común. ❚ Clasificación (División, Clase, Orden, Familia). ❚ Descripción del árbol (porte). ❚ Tipo de hoja, flor y fruto.

una explicación para ello.

❚ Hábitat/mapa de distribución.

Aunque comparten algunas características en su organización celular con las plantas, las algas tienen una estructura tipo talo, es decir, no desarrollan tejidos especializados.

❚ Aprovechamiento.

18 ¿La formación de esporas en ascas y basidios es sexual o

asexual?

Es sexual, ya que las esporas se forman por meiosis.

Respuesta libre. Se puede utilizar como complemento a alguna salida de campo en la que se recojan tanto muestras vegetales como animales. 26 ¿Por qué la aparición del fruto ha contribuido a aumen-

tar la capacidad de dispersión de las angiospermas?

232

Principales grupos de seres vivos

En la mayoría de los casos el fruto constituye un alimento para muchos animales que tras comerlo dispersan la semilla a través de las heces. Otros frutos han desarrollado otras formas de dispersión como flotabilidad en el agua, superficies capaces de adherirse al pelo de los animales. 27 Atendiendo a las características de las flores ¿Cuál crees

que será el principal medio de polinización en gimnospermas?

Anemógama, ya que no producen néctar que pueda atraer a los insectos. 28 Las esponjas son organismos sésiles. Investiga el signifi-

cado de este término.

11

del hígado y los riñones. En época más moderna se descubrió el poder anticoagulante de las secreciones de la sanguijuela, lo que se ha utilizado en medicina para disolver coágulos de sangre o prevenir su formación. 37 La rádula es una estructura anatómica propia de algu-

nos moluscos. Averigua para qué sirve y qué grupo de moluscos la presenta.

Es una estructura que tienen los gasterópodos en la boca, constituida por una lengüeta móvil cubierta de numerosos dientecillos quitinosos y que les sirve para triturar el alimento raspándolo. 38 Busca información acerca del modo de alimentación de

los bivalvos.

Organismos que viven fijos en el suelo. 29 ¿En qué se diferencia el orificio de salida del agua de las

esponjas del de los cnidarios?

En las esponjas el agua entra por los poros de la pared del cuerpo y el orificio sirve de salida del agua. En los cnidarios el agua entra por el mismo orificio, es decir, hace de boca y ano. 30 ¿Qué tipo de simetría presenta el cuerpo de los cnidarios?

Radial. 31 Explica la formación de los arrecifes de coral. ¿Por qué

son tan importantes?

Los arrecifes de coral son enormes masas de carbonato cálcico, de estructura a menudo arborescente, que se encuentran en mares cálidos. Constituyen el esqueleto externo de colonias de pólipos y tienen una extraordinaria importancia porque constituyen en hábitat de numerosas especies marinas, constituyendo uno de los ecosistemas con mayor biodiversidad. 32 La figura 11.27 representa una modalidad de reproduc-

ción propia de algunas especies de cnidarios. ¿A qué corresponden las formas 1 y 2? 1. Reproducción sexual: 2. Reproducción asexual.

Los bivalvos son, en su mayoría, animales filtradores que atrapan las partículas alimenticias que se encuentran en suspensión en el agua. 39 Los cefalópodos tiene una estructura llamada sifón. In-

vestiga su función.

El sifón es una estructura tubular que utilizan los cefalópodos para expulsar el agua con fuerza sirviendo así como órgano de propulsión para la locomoción. 40 Investiga a qué grupo de moluscos pertenecen los si-

guientes ejemplares. Indica las características en las que te has basado para clasificarlos.

A. Sepia: cefalópodo. B. Lapa: gasterópodo. C. Nautilus: cefalópodo. D. Nudibranquio: gasterópodo. E. Cañadilla. gasterópodo. F. Navaja: bivalvo. 41 ¿Cuál es la característica que da nombre a los artrópodos?

Artrópodo significa «patas articuladas».

33 Investiga cual es la enfermedad causada por la tenia.

La teniasis, en la que el parásito se adhiere a la pared del intestino del hospedador aprovechándose de su alimento y causándole delgadez y alteración de la mucosa intestinal. En su fase larvaria puede alojarse en diversos órganos en forma de quistes produciendo distitntas alteraciones en función del órgano. 34 ¿Qué beneficios producen las lombrices en la agricultura?

Airean la capa superficial del suelo al excavar galerías y lo enriquecen con materia orgánica. 35 Investiga de qué forma se alimentan los Poliquetos.

Los poliquetos son anélidos marinos que se dividen en dos grandes grupos: los errantes, capaces de desplazarse y fundamentalmente carnívoros de pequeños animales y los sedentarios, que viven fijos al suelo y se alimentan de partículas nutritivas en suspensión. 36 Investiga qué utilidad tenían antiguamente las sangui-

juelas en medicina.

Las sanguijuelas se aplicaban sobre la piel de los enfermos para extraer sangre y se utilizaba en diversas enfermedades desde la Antigüedad: el asma, la bronquitis crónica, la neumonía, la tuberculosis, la histeria y la epilepsia, eccemas, dermatitis, inflamación de las articulaciones, o enfermedades

233

42 ¿Podría considerarse la presencia de antenas en los ar-

trópodos un carácter taxonómico para diferenciar las clases?

No, aunque las antenas pueden suponer un carácter taxonómico a otro nivel, lo que diferencia las clases de artrópodos son: el tipo de mandíbulas, las regiones corporales y el número de patas. 43 ¿A qué clases pertenecen los artrópodos de la figura

11.32?

Langosta: crustáceo; saltamontes: insecto; escorpión: arácnido; escolopendra: miriápodo. 44 Los equinodermos se desplazan mediante pies ambulacra-

les porque son animales bentónicos. ¿Qué significa este término? ¿Qué otros organismos bentónicos conoces?

Los animales bentónicos son los que viven sobre el fondo marino. Son también animales bentónicos las esponjas, los pólipos, los bivalvos o los poliquetos. 45 Investiga cuál es el hábitat de la lamprea.

Las lampreas son fluviales durante los primeros 4 o 5 años de vida, para pasar después al mar, donde vivirá hasta alcanzar la madurez sexual a los 7-9 años. Finalmente volverá al río a desovar y morir.

11

Principales grupos de seres vivos

b) ¿En qué momento se separan los Mamíferos del resto de los vertebrados amniotas?

46 Una diferencia entre los condrictios y los osteíctios es

que los primeros carecen de vejiga natatoria. Busca información sobre la función de este órgano.

276 millones de años.

La vejiga natatoria es una bolsa llena de gas que facilita la flotabilidad de los peces.

c) ¿Cuántos Mamíferos se encuentran amenazados? 957 especies están amenazadas.

47 Explica por qué los anfibios tienen que vivir cerca del

agua.

d) ¿Cuándo se separan cocodrilos y aves?

Porque tienen la piel desnuda por lo que se desecarían si no la humedecieran con frecuencia. Además, sus huevos carecen de cubierta protectora y tiene poco vitelo, por lo que las crías nacen en estado larvario. La puesta debe realizarse en el agua donde tendrá lugar la metamorfosis.

Hace 240,4 millones de años. e) Algunas aves como el kiwi no son voladoras. Busca sus parientes más próximos y explica la razón de su actual distribución geográfica.

48 Entra en www.onezoom.org y responde a las siguientes

preguntas:

Kiwi, ñandú, avestruz. Respectivamente Australia, Sudamérica, Africa.

a) ¿Cuándo aparecieron los primero vertebrados terrestres? ¿Cuántas especies de tetrápodos se conocen?

f) ¿Cuáles son los parientes más próximos a los elefantes? ¿Y a los cetáceos?

1 371,2 millones de años (Devónico); 22 821 especies

Hiracoideos, manatíes, vacas marinas. Los hipopótamos.

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES CIENCIA, TECNOLOGÍA Y SOCIEDAD (página 266) Análisis 1.

¿Te parece raro que todavía se sigan descubriendo nuevas especies de animales tan grandes como un delfín? Respuesta libre. Lo habitual es que esto les resulte sorprendente. Hay que hacerles ver que aún es complicado acceder a ciertos hábitats y que aunque muchos de estos animales están en contacto con ciertas poblaciones de humanos estos no tienen los conocimientos zoológicos suficientes como para distinguirlos de otras especies conocidas.

2.

4.

Respuesta libre.

Propuesta de investigación 5.

En el texto dice que la especie descubierta es lo suficientemente diferente de otros delfines de ríos sudamericanos como para considerarlos especies distintas. De acuerdo con lo que has estudiado en el tema anterior ¿Cuál es el significado biológico de esta afirmación?

Lamentablemente también son noticia de vez en cuando otras especies que están desapareciendo de nuestro planeta. Busca información sobre alguna especie que se haya extinguido en las últimas décadas y realiza un informe con su descripción. Respuesta libre. Es importante recalcar en este sentido el importante papel que está desempeñando el ser humano en la extinción de muchas especies ya sea directamente (a través de la caza y la pesca), ya sea indirectamente (a través de los efectos del cambio climático, la polución, etcétera). Una cuestión interesante puede ser concienciar acerca de que no solo la extinción de los grandes mamíferos es importante sino que hay que además preservar otras muchas especies de microorganismos e invertebrados tan importantes o más que las especies habitualmente utilizadas como «señuelo» para atraer donaciones para la conservación de la biodiversidad.

Si se considerara el nuevo delfín una especie diferente de los otros delfines sudamericanos quiere decir que las diferencias que muestran les impedirán cruzarse y tener descendencia fértil. 3.

¿Conoces alguna otra especie que se haya descubierto recientemente?

¿Por qué crees que el animal ha sido bautizado como Inia araguaiaensis? El delfín se ha adscrito al género Inia por su parentesco con otros delfines del mismo género. La denominación específica araguaiaensis hace referencia al río Araguaia donde se ha descubierto el animal.

234

Principales grupos de seres vivos

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES TÉCNICAS DE TRABAJO Y EXPERIMENTACIÓN Análisis de resultados:

Cuestiones:

❚ Siguiendo las alternativas de la clave para cada ejemplar, aceptando o rechazando la que corresponda, identificar cada uno de los ejemplares (a, B y C).

1.

Especie A: Fresno. Especie C: Roble.

¿Qué condiciones deben cumplir los criterios utilizados en la elaboración de una clave dicotómica? Describe la hoja C fijándote en la ruta que has seguido para identificarla. Se trata de una hoja plana, simple, con borde liso, lobulado, pinnatilobulado.

SOLUCIONES DE ACTIVIDADES Y TAREAS 1

La clasificación de las aves en zancudas, aves de estepa, aves de corral, aves carroñeras… ¿Qué tipo de clasificación es? Artificial.

2

3

Indica a qué corresponden cada una de las siguientes palabras que identifican un tipo de pino: Pinus halepensis (Miller).

¿Qué es un grupo monofilético?

¿En qué se diferencia un filograma de un cladograma?

¿A qué llamamos holotipo?

Moho del pan, champiñón

Rana, lombriz de tierra, medusa

Musgo, trigo, trébol

bacterias y bacterias?

11 ¿Qué diferencias y qué semejanzas hay entre protozoos

y algas?

Ambas presentan organización procariota pero algunas características del metabolismo celular sitúan a las arqueobacterias más cerca de las eucariotas. La mayoría de las arqueobacterias son autótrofas (no así las bacterias) y presentan un grupo numeroso denominadas extremófilas, que pueden vivir en ambientes donde las condiciones para la vida son muy complicadas. 12 ¿En qué reino incluirías a un organismo pluricelular, cu-

yas células tienen pared celular y no forman tejidos, y tiene nutrición heterótrofa?

Reino Hongos.

Protozoos y bacterias son organismos unicelulares ¿Qué justifica su pertenencia a dos dominios diferentes? Los protozoos son eucariotas y las bacterias son procariotas.

9

R. Vegetal

Ambos son grupos de organismos procariotas. Se diferencian en la composición de su pared y su membrana celular así como de su ARN. El metabolismo de las arqueobacterias es más próximo al de las células eucariotas y muchas arqueobacterias son organismos extremófilos.

Es un organismo que sirve como modelo para la descripción de la especie y que debe ser custodiado para posteriores comparaciones. 8

R. Animal

Coloca en orden creciente los siguientes taxones: Familia, Especie, Filo, Orden, Género, Clase.

El filograma tiene en cuenta fundamentalmente las semejanzas entre caracteres homólogos, mientras que el cladograma refleja la aparición de novedades evolutivas. 7

Alga roja, paramecio, plasmodio

R. Hongos

10 ¿Qué diferencias y qué semejanzas hay entre arqueo-

El que comprende la especie ancestral y todos sus descendientes y solo ellos. 6

R. Protoctistas

Un agrupamiento de amplitud variable que incluye organismos que comparten determinadas características.

Pinus: genéro; halepensis: especie; Miller: descubridor de la especie. 5

(páginas 268-269)

¿Qué es una categoría taxonómica?

Filo, Clase, Orden, Familia, Género, Especie. 4

(página 267)

Deben ser objetivos y excluyentes. 2.

Especie B: Pino silvestre.

11

Indica que reino pertenecen los siguientes seres vivos: Alga roja, moho del pan, rana, trébol, trigo, lombriz de tierra, champiñón, medusa, paramecio, musgo, plasmodio.

235

13 Define y diferencia los siguientes términos: hifa, mice-

lio, seta, carpóforo.

Hifa: filamento constituido por células alineadas; micelio: cuerpo del hongo constituido por el conjunto de hifas; seta: tipo de hongo basidiomiceto; carpóforo: estructura reproductora de los hongos. 14 Señala cuáles de las siguientes características identifi-

can a los hongos:

a) Sus células contienen cloroplastos. b) Sus células tienen pared celular.

11

Principales grupos de seres vivos

c) Sus células son eucariotas.

21 Identifica las partes numeradas en el siguiente esque-

ma de la flor:

d) Son autótrofos. e) Se reproducen por esporas.

Estigma

f) Su cuerpo está formado por hifas. Respuestas correctas: b, c, e y f.

Estilo

15 ¿Cuáles son las plantas vasculares?

Antera

Carpelo

y Angiospermas? Pon un ejemplo de cada una.

Pedúnculo

1. Estigma. 2. Estilo. 3. Ovario. 4. Óvulo. 5. Carpelo. 6. Perianto. 7. Pedúnculo. 8. Pétalo. 9. Antera. 10. Filamento. 11. Estambre. 12. Sépalo.

17 Compara los tres tipos de plantas que aparecen en la

Pino

Amapola

Poseen hojas aciculares

...

X

...

Se reproducen por esporas

X

...

...

Semillas protegidas por un fruto

...

...

X

Sépalo

Perianto

Las Gimnospermas presentan semillas desnudas, sin fruto; las Angiospermas tienen las semillas protegidas por un fruto. Gimnospermas: pinos; Angiospermas: roble.

Helecho

Filamento

Óvulo

16 ¿Qué diferencia fundamental hay entre Gimnospermas

tabla, señalando en tu cuaderno las características correspondientes a cada una de ellas:

Estambre

Ovario

Las que tienen vasos conductores: pteridofitas, gimnospermas, angiospermas.

Características

Pétalo

22 Identifica el animal que sobra en las siguientes series:

a) Medusa, esponja, pólipo, coral. b) Almeja, calamar, gamba, mejillón. c) Ciempiés, cangrejo, langosta, langostino. d) Escolopendra, escorpión, araña, ácaro. e) Hormiga, mosca, gamba, mantis. a) Esponja. b) Gamba.

La unión de los gametos necesita un ambiente húmedo

X

Semillas protegidas por conos

...

X

...

Se reproducen por semillas

...

X

X

Poseen hojas planas

...

...

X

...

c) Ciempiés.

...

d) Escalopendra. e) Gamba. 23 Identifica el animal que sobra en cada una de las si-

guientes series:

a) Trucha, atún, lenguado, delfín. b) Rana, sapo, lagartija, tritón. c) Tortuga, lagarto, avestruz, víbora.

18 Indica una semejanza y una diferencia entre pteridofi-

d) Gorrión, murciélago, águila, tordo.

tas y espermatofitas.

e) Ballena, foca, pato, morsa.

Ambos grupos están formados por plantas con raíz, tallo y hojas.

a) Delfín. b) Lagartija.

Las pteridofitas no poseen semillas y las espermatofitas sí.

c) Avestruz.

19 Relaciona las siguientes plantas con el grupo al que per-

d) Murciélago.

tenecen:

e) Pato.

a) Helecho. Pteridofita. b) Abeto. Espermatofita, gimnosperma.

24 Relaciona mediante flechas los términos de las tres co-

lumnas:

c) Maíz. Espermatofita, angiosperma, monocotiledónea.

La respuesta correcta es:

d) Rosal. Espermatofita, angiosperma, dicotiledónea. e) Musgo. Briofita. 20 Elabora una clave dicotómica para el siguiente grupo

Anfioxo

Notocorda

Procordados

Rana

No tienen cola

Anfibios

de hojas:

Lince

Vivíparos

Mamíferos

Ver página 268 del Libro del Alumno.

Cigüeña

Sacos aéreos

Aves

Respuesta libre. Es importante que, al menos, la clasificación tenga coherencia al comparar caracteres morfológicos distinguibles.

Tiburón

Esqueleto cartilaginoso

Condrictios

Tortuga

Caparazón óseo

Reptiles

236

Principales grupos de seres vivos

25 Pon dos ejemplos de animales con simetría radial y dos

a) Araña.

con simetría bilateral.

b) Esponja.

Simetría radial: pólipos, erizos de mar

c) Nemátodo.

Simetría bilateral: lombriz de tierra, lagartija

d) Insecto.

26 Completa el siguiente cuadro poniendo en cada casilla

la característica que corresponda.

11

e) Estrella de mar. f) Caracol.

Respiración

Piel

Peces

branquial

escamas

Reproducción Temperatura ovípara

poiquilotermos

Anfibios

pulmonar

desnuda

ovípara

poiquilotermos

Reptiles

pulmonar

escamas

ovípara

poiquilotermos

Aves

pulmonar

plumas

ovípara

homeotermos

Mamíferos

pulmonar

pelo

vivípara

homeotermos

29 Las siguientes imágenes corresponden a representantes

de tres órdenes de insectos:

Ver fotografías de la página 269 del Libro del Alumno. a) ¿Qué es un carácter taxonómico? Una característica fundamental para distinguir a los miembros de un taxón de los de otro taxón. b) Indica un carácter compartido por los tres y que no pueda considerarse taxonómico. El color.

27 Relaciona los términos de las tres columnas:

c) Indica un carácter taxonómico que compartan este grupo de animales.

La respuesta correcta es: Esponjas

Espículas

Poríferos

Seis patas.

Sanguijuela

Metámeros

Anélidos

d) Indica un carácter taxonómico que los diferencie.

Coral

Cavidad paleal

Cnidarios

Insecto

Antenas

Artrópodos

Calamar

Tentáculos

Moluscos

Estrella de mar

Aparato ambulacral

Equinodermo

El tipo de alas. 30 ¿Qué grupo de artrópodos tiene quelíceros? ¿Y cuál tie-

ne seis patas? Los quelicerados son artrópodos que poseen quelíceros. Los hexápodos tienen seis patas, como los insectos.

28 Identifica los siguientes animales a partir de su des-

cripción:

31 Elabora una clave dicotómica para clasificar los distintos

grupos de vertebrados.

a) Animal con ocho patas y el cuerpo dividido en cefalotórax y abdomen.

1

b) Animal marino inmóvil con numerosos poros en su cuerpo.

Sin mandíbula Con mandíbulas

Agnatos 2

2

Esqueleto cartilaginoso Esqueleto óseo

Condrictios 3

c) Animal de cuerpo alargado, blando y cilíndrico sin metamería.

3

Respiración branquial Respiración pulmonar

Osteictios 4

d) Animal con ojos compuestos y cuerpo dividido en cabeza, tórax y abdomen.

4

Ovíparos Vivíparos

3 Mamíferos

e) Animal con cinco brazos y un esqueleto externo de placas y espinas.

5

Sin amnios Con amnios

Anfibios 6

f) Animal de cuerpo blando protegido por una concha en forma de espiral.

6

Con escamas Con plumas

Reptiles Aves

237

11

Principales grupos de seres vivos

SOLUCIONES DE LA EVALUACIÓN 1.

Identifica el orden correcto de los siguientes taxones de mayor a menor rango.

4.

a) Filo, clase, familia, orden, género, especie. b) Especie, género, orden, familia, clase, reino. c) Reino, filo, clase, orden, familia, género, especie. d) Filo, orden, clase, familia, género, especie. Respuesta correcta: c. 2.

¿Cuáles son los tres dominios de los seres vivos? ¿Cuáles son procariotas y cuáles eucariotas?

5.

Identifica la clase a la que pertenecen los siguientes artrópodos y completa el cuadro: Clase

Crustáceos

Insectos

Miriápodos

Arácnidos

Partes del cuerpo

Cefalotórax y abdomen

Cabeza, tórax y abdomen

Cabeza y cuerpo

Cefalotórax y abdomen

Indica dos características comunes y dos diferencias entre anfibios y reptiles. Anfibios

Procariotas: Archaea y Bacteria. 3.

(página 271)

Eucariotas: Eukarya.

Semejanzas

Identifica a qué filo pertenece cada uno de los siguientes animales:

Diferencias

a) Esponja: poríferos

Reptiles

Ovíparos, poiquilotermos Huevos sin amnios Piel desnuda

Huevos con amnios Piel cubierta de escamas

b) Medusa: cnidarios. ACTIVIDADES DE REFUERZO

c) Lombriz: anélidos.

Batería de actividades de refuerzo que presentan diferentes tipologías.

d) Tenia: platelmintos. e) Caracol: moluscos. f) Mejillón: moluscos.

ACTIVIDADES DE AMPLIACIÓN

g) Erizo de mar: equinodermos.

Batería de actividades de refuerzo que presentan diferentes tipologías.

h) Escorpión: artrópodos. i) Gamba: artrópodos. j) Escarabajo: artrópodos.

PRUEBAS DE EVALUACIÓN

k) Gorrión: ave.

Permiten evaluar los estándares de aprendizaje que desarrolla la unidad.

l) Ciempiés: artrópodos. m) Tiburón: pez. n) Triquina: nematodos.

238

239

22, 23, 24, 25, 26, 27 AF 16, 17, 18, 19, 20, 21

28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48 AF 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31

3.3. Enumera las características del reino Plantas.

3.4 Diferencia las características del reino Animales.

* LA: Libro del Alumno.

18, 19, 20, 21 AF 12, 13, 14, 15

3.2. Reconoce las características propias del reino Hongos.

AF 11

15, 16, 17

3.1. Enumera las características propias del reino Protoctistas.

Identifica las características generales y reconoce los grupos principales sin cometer errores.

Identifica las características generales y reconoce los grupos principales sin cometer errores.

Identifica las características generales y reconoce los grupos principales sin cometer errores.

Identifica las características generales y reconoce los grupos principales sin cometer errores.

Conoce los grupos y los identifica sin cometer errores.

11, 12, 13, 14 AF 8, 9, 10, Ciencia, tecnología y sociedad

2.1. Identifica los grandes grupos taxonómicos de los seres vivos.

Excelente 3

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 Realiza las actividades sin AF 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 cometer errores. Técnicas de trabajo y experimentación

Herramientas de evaluación (actividades del LA*)

1.1. Conoce y utiliza claves dicotómicas u otros medios para la identificación y clasificación de diferentes especies de animales y plantas.

Estándar de aprendizaje evaluable

Identifica las características generales y reconoce los grupos principales cometiendo pocos errores.

Identifica las características generales y reconoce los grupos principales cometiendo pocos errores.

Identifica las características generales y reconoce los grupos principales cometiendo pocos errores.

Identifica las características generales y reconoce los grupos principales cometiendo pocos errores.

Conoce los grupos y los identifica cometiendo pocos errores.

Realiza las actividades cometiendo algunos errores.

Satisfactorio 2

Identifica las características generales y reconoce los grupos principales cometiendo muchos errores.

Identifica las características generales y reconoce los grupos principales cometiendo muchos errores.

Identifica las características generales y reconoce los grupos principales cometiendo muchos errores.

Identifica las características generales y reconoce los grupos principales cometiendo muchos errores.

Conoce los grupos y los identifica cometiendo muchos errores.

Realiza las actividades cometiendo muchos errores.

En proceso 1

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

No logrado 0 Puntos

Principales grupos de seres vivos

RÚBRICA DE ESTÁNDARES DE APRENDIZAJE

11

11

Principales grupos de seres vivos

PRUEBA DE EVALUACIÓN A Test (0,5 puntos cada una = 3 puntos) 1.

¿Qué sistemática trata de eliminar la subjetividad buscando una clasificación estrictamente basada en el parentesco?

Sistemática fenética: se basa en la similitud de un elevado número de caracteres morfológicos. 2.

Completa el siguiente cuadro relativo a las características de protozoos y algas:

a) Evolutiva.

Protozoos

b) Cladística. c) Fenética. Respuesta correcta: b. 2.

¿Qué dendrograma se basa en la proximidad de parentesco? a) Fenogroma. b) Filograma. c) Cladograma. Respuesta correcta: c.

3.

3.

Según el sistema binomial cuál es el género de Homo habilis.

4.

¿Qué dominio está constituido por todos los organismos, unicelulares o pluricelulares, provistos de células eucariotas? a) Bacteria.

Eucariota

Número de células

Unicelulares

Unicelulares / Pluricelulares

Nutrición

Heterótrofa

Autótrofa

Forman tejidos

No

No

Cloroplastos

No

Sí

Elabora un esquema que resuma las diferencias entre los principales grupos de plantas. ❚  Pteridofitas: platas vasculares, reproducción por esporas.

b) habilis. Respuesta correcta: a.

Eucariota

❚  Briofitas: plantas no vasculares, reproducción por esporas.

a) Homo. c) Homo habilis.

❚  Espermatofitas: plantas vasculares, reproducción por semillas.  

 

❚  Gimnospermas: plantas vasculares, reproducción por semillas, sin fruto.

 

 

❚  Angiospermas: plantas vasculares, reproducción por semillas, con fruto.

4.

Completa el siguiente cuadro con las características diferenciales de los distintos grupos de artrópodos incluyendo dos ejemplos de cada uno.

b) Eukarya. c) Archaea. Respuesta correcta: b. 5.

¿Qué grupo de protoctistas está formado por organismos autótrofos que poseen cloroplastos y pigmentos fotosintéticos?

Crustáceos

a) Protozoos. b) Algas.

Su cuerpo está dividido en cabeza, tórax y abdomen. Poseen un par de antenas, un par de ojos compuestos y tres pares de patas. Muchos presentan, también, dos pares de alas. Viven en todo tipo de hábitats, excepto en los fondos marinos. La mayoría son terrestres, como escarabajos, hormigas o mariposas.

Arácnidos

Tienen el cuerpo dividido en cefalotórax y abdomen. No tienen antenas y pueden presentar uno o más pares de ojos simples. A ambos lados de la boca tienen dos pares de apéndices, los quelíceros y los pedipalpos, con los que paralizan y sujetan a las presas. Poseen cuatro pares de patas. Se incluyen a las arañas, los escorpiones, los ácaros y las garrapatas. Todos son terrestres.

Miriápodos

Tienen el cuerpo dividido en cabeza y un tronco alargado con numerosos segmentos, con uno o dos pares de patas cada uno. Presentan un par de antenas y un número variable de ojos simples. Son terrestres, como los ciempiés, los milpiés o las escolopendras. Debido a que sus cuerpos se secan fácilmente, tienen que vivir en lugares húmedos y oscuros, por ejemplo bajo piedras o en la hojarasca.

c) Mixomicetos. ¿A qué grupo de hongos pertenecen las levaduras? a) Ascomicetos. b) Zigomicetos. c) Basidiomicetos. Respuesta correcta: a.

Preguntas (1 punto cada una = 7 puntos) 1.

Explica la diferencia entre las tres principales escuelas sistemáticas. Sistemática evolutiva: se basa en la comparación de los caracteres homólogos. Sistema cladística: Se basa en la comparación de la diferencia entre los caracteres plesiomorfos (estado ancestral) y los caracteres apomorfos (novedad evolutiva).

240

Tienen el cuerpo dividido en cefalotórax y abdomen. Poseen dos pares de antenas y un par de ojos compuestos. El número de patas es variable, aunque los más conocidos como los cangrejos, gambas o langostinos presentan cinco pares

Insectos

Respuesta correcta: b. 6.

Algas

Tipo de célula

11

Principales grupos de seres vivos

5.

Describe brevemente las características de los equinodermos y pon tres ejemplos.

el movimiento del animal. Este grupo incluye los erizos de mar, las estrellas de mar y las holoturias o pepinos de mar.

Son animales marinos que presentan simetría radial y un esqueleto de placas calizas debajo de la piel de las que, a menudo, emergen púas. Tienen un sistema especial de locomoción, el sistema ambulacral, que consiste en un sistema de conductos por los que circula el agua y que conectan con pequeñas vesículas que salen al exterior por los poros de las placas, constituyendo los «pies ambulacrales» que permiten

6. ¿Cuál ha sido la principal adaptación de los reptiles, que les ha permitido independizarse del agua? El desarrollo de una membrana embrionaria, el amnios, que permite poner los huevos en tierra firme sin que se sequen. 7.

Nombra tres características exclusivas de los mamíferos. Presencia de pelo, glándulas mamarias, viviparismo.

PRUEBA DE EVALUACIÓN B Test (0,5 puntos cada una = 3 puntos)

b) Zigomicetos.

1.

c) Basidiomicetos.

¿Qué sistemática se basa en la similitud entre un elevado número de caracteres morfológicos? a) Evolutiva.

Respuesta correcta: b.

b) Cladística.

Preguntas (1 punto cada una = 7 puntos)

c) Fenética.

1.

a) ¿Hay algún error en el nombre? En caso afirmativo escríbelo correctamente.

Respuesta correcta: c. 2.

3.

¿Qué dendrograma se basa en las similitudes y diferencias anatómicas?

El nombre correcto es Canis lupus.

a) Fenogroma.

b) A qué género pertenece el lobo?

b) Filograma.

Canis.

c) Cladograma.

c) ¿A qué especie?

Respuesta correcta: b.

La especie es Canis lupus.

Según la nomenclatura, ¿cuál es la especie de Homo habilis?

Pertenece a la clase Cordados.

a) Homo.

d) ¿A qué clase? 2.

b) habilis. Respuesta correcta: c. ¿Qué dominio está constituido por organismos unicelulares procariotas provistos, en su mayoría, de pared celular. Son el grupo más numeroso de la Tierra, viven en todos los hábitats y presentan una gran variedad de sistemas metabólicos? a) Bacteria. b) Eukarya. c) Archaea. Respuesta correcta: a. 5.

¿Qué grupo de protoctistas está formado por organismos unicelulares, heterótrofos y con organización celular semejante a los animales, por cuanto carecen de pared celular? a) Protozoos.

3.

Completa el siguiente cuadro marcando las casillas que correspondan con cada uno de los reinos eucariotas: Reino

b) Algas.

Número de celulas

Tejidos

Unicelular Pluricelular No

c) Mixomicetos. Respuesta correcta: a. 6.

¿Cuáles son las características del dominio Archaea? Las arqueas son un grupo de organismos que, como las bacterias, carecen de núcleo celular, es decir son procariotas, pero poseen diferencias con estas, especialmente en la composición de su pared y su membrana celular así como de su ARN, mientras que algunas características de su metabolismo las sitúan más próximas a las células eucariotas. Aunque colonizan todos los hábitats, se conoce un grupo numeroso de arqueas extremófilas, es decir, capaces de vivir en ambientes extremos como aguas saladas, ácidas o termales. Son muy abundantes en los océanos y, además de una mayoría con metabolismo autótrofo, se conocen algunas heterótrofas que pueden establecer relaciones de mutualismo o comensalismo con otros organismos, como las arqueas metanógenas que viven en el intestino de algunos mamíferos (humanos y rumiantes) colaborando en el proceso digestivo.

c) Homo habilis. 4.

. El nombre científico del lobo es Canis Lupus:

¿A qué grupo de hongos pertenece el moho que produce la penicilina? a) Ascomicetos.

241

Protoctista

√

√

√

Hongos

√

√

√

Nutrición

Sí Autótrofa Heterótrofa

√

√ √

Plantas

√

√

Animales

√

√

√ √

11 4.

Principales grupos de seres vivos

Señala las principales características de las espermatofitas.

6.

a) Medusa, coral, esponja, anémona.

Las espermatofitas son plantas vasculares con flores y semillas. Se dividen en dos clases.

Esponja.

❚  Clase Gimnospermas: Son plantas leñosas, con flores rudimentarias, sin cáliz ni corola, frecuentemente con forma de cono leñoso (coníferas) y unisexuales. Las semillas están desnudas, es decir, no protegidas por un fruto. Muchas especies producen resina.

b) Calamar, sepia, pulpo, vieira. Vieira. c) Cangrejo, centollo, cigala, ostra. Ostra.

❚  Clase Angiospermas: Son plantas herbáceas o leñosas, con flores completas, con cáliz y corola, vistosas, hermafroditas o unisexuales. Las semillas están protegidas por un fruto que contribuye a su dispersión. Según el número de cotiledones las angiospermas son monocotiledóneas (un cotiledón) como el trigo o el maíz o dicotiledóneas (dos cotiledones) como las judías o el nogal. 5.

d) Mosca, escolopendra, escarabajo, libélula. Escolopendra. e) Grillo, araña, mariposa, avispa. Araña. f) Mosquito, saltamontes, escorpión, hormiga. Escorpión.

Completa el siguiente cuadro con las características diferenciales de los distintos grupos de moluscos incluyendo dos ejemplos de cada uno.

Gasterópodos

Bivalvos

Cefalópodos

g) Caracol, lapa, almeja, babosa. Almeja. h) Pulpo, babosa, calamar, estrella de mar.

Tienen una concha formada por una sola pieza, a veces enrollada en espiral, aunque algunas especies carecen de ella. El pie es alargado y ocupa una posición ventral. Existen especies terrestres, como el caracol, y acuáticas como la lapa.

Estrella de mar. i) Lombriz de tierra, sanguijuela, lombriz de mar, ciempiés. Ciempiés. j) Erizo de mar, estrella de mar, langosta de mar, holoturia.

La concha está formada por dos piezas articuladas. El pie tiene forma de hacha, apropiado para excavar los fondos arenosos. Son bivalvos el mejillón, almeja, ostra y vieira. Generalmente carecen de concha o la tienen interna. El pie está transformado en tentáculos que se sitúan alrededor de la cabeza, como en el calamar o el pulpo.

Identifica al animal que sobra en cada una de las siguientes series:

Langosta de mar. 7.

Indica las principales características de las aves, que les permiten volar. Extremidades anteriores transformadas en alas; cuerpo cubierto de plumas; sacos aéreos; huesos huecos.

242

Principales grupos de seres vivos

NOTAS

243

11

10

LA DIVERSIDAD DE LOS SERES VIVOS

Introducción

E  

sta unidad recoge los principales conceptos relacionados con la diversidad de los seres vivos, sus causas, la evolución de los seres vivos, los factores que influyen en la distribución de las especies y la necesidad de conservación de la biodiversidad. La primera parte de la unidad establece el concepto de biodiversidad tomando como referencia la definición adoptada por la Cumbre de la Tierra celebrada en Río de Janeiro en 1992, que incluye la diversidad genética, la diversidad específica y la diversidad de ecosistemas. A continuación se dedica un epígrafe a explicar el origen de la biodiversidad actual a través de la evolución de los seres vivos y se hace un breve repaso de las principales teorías evolucionistas. El siguiente epígrafe trata los principales factores abióticos y bióticos que influyen en la distribución de los seres vivos. Aquí se hace referencia, de forma más extensa, a las principales adaptaciones a diversos factores ambientales ilustrándolas con algunos ejemplos. La forma en que todos estos factores influyen en la distribución de los seres vivos se pone de manifiesto en el siguiente epígrafe, donde se explican los grandes biomas terrestres y acuáticos así como las principales regiones biogeográficas. Las especies representativas de la geografía española se explican en relación con sus hábitats y se indican, también, los principales endemismos. Por último, en el epígrafe sobre la conservación de la biodiversidad se reflexiona sobre la importancia de la biodiversidad para el ser humano, sus principales amenazas y algunas de las medidas que se están llevando a cabo para promover su conservación. En el apartado de Ciencia, tecnología y sociedad se propone una reflexión acerca del impacto que tendría la desaparición de una especie en la dinámica de los ecosistemas a través de la lectura del texto «Hacia un mundo sin abejas».

Las Técnicas de trabajo y experimentación se dedican, en esta ocasión, al cálculo del índice de biodiversidad de dos comunidades imaginarias. Para ello los alumnos tendrán que llevar a cabo los cálculos matemáticos necesarios para dar respuesta a las cuestiones planteadas. Las actividades propuestas tanto a lo largo del tema como en las páginas finales tienen como finalidad no solo la comprensión de los conceptos de la unidad, sino también su aplicación a supuestos concretos.

Objetivos ❚ Comprender el concepto de biodiversidad y ser capaz de estimar la diversidad biológica mediante los principales índices de cálculo. ❚ Comprender el origen de la biodiversidad y las evidencias de la evolución de los seres vivos. ❚ Conocer las teorías explicativas de la evolución y los mecanismos del cambio evolutivo. ❚ Reconocer los factores que afectan a la distribución de los seres vivos y las principales regiones biogeográficas del planeta. ❚ Conocer los principales ecosistemas de la península ibérica, las islas Baleares y las islas Canarias, e identificar sus especies más representativas, así como sus endemismos y especies en peligro de extinción. ❚ Valorar la importancia de la biodiversidad, comprender los factores que la amenazan y conocer las medidas para su conservación.

Temporalización El tiempo previsto para desarrollar esta unidad, teniendo en cuenta las modificaciones a introducir en cada grupo concreto de alumnos según sus peculiaridades, podría establecerse en unas 9 clases: 8 para el desarrollo de contenidos y una más para la práctica de laboratorio.

198

La diversidad de seres vivos

10

PROGRAMACIÓN DIDÁCTICA DE LA UNIDAD Contenidos

Criterios de evaluación

Concepto de biodiversidad ❚  Diversidad genética ❚  Diversidad de especies ❚  Diversidad ecológica

1. Definir el concepto de biodiversidad y conocer los principales índices de cálculo de diversidad biológica.

Origen de la biodiversidad ❚  Origen de la vida ❚  Evolución de los seres vivos ❚   Teorías explicativas de la evolución ❚   Mecanismos evolutivos

2. Relacionar la biodiversidad con el proceso evolutivo.

Patrones de distribución de los seres vivos ❚   Biomas ❚   Regiones biogeográficas

Estándares de aprendizaje

Relación de actividades del LA

1.1. Conoce el concepto de biodiversidad y relaciona este concepto con la variedad y abundancia de especies.

1, 2, 3, 10, 12 AF 2

1.2. Resuelve problemas de cálculo de índices de diversidad.

9, 11 Técnicas de trabajo y experimentación AF 3

2.1. Relaciona la biodiversidad con el proceso de formación de especies mediante cambios evolutivos.

4, 6, 14 AF 4, 5, 7

2.2. Identifica el proceso de selección natural 5, 13, 15, 16, 17, 18 y la variabilidad individual como factores AF 6, 8 clave en el aumento de biodiversidad.

Competencias clave CCL CMCCT CD CAA

CCL CMCCT CD CAA CSIEE

3. Describir el proceso de especiación y enumerar los factores que lo condicionan.

3.1. Enumera las fases de la especiación e identifica los factores que la condicionan.

7, 8 AF 1

CMCCT

4. Situar las grandes zonas biogeográficas y los principales biomas.

4.1. Identifica los grandes biomas y sitúa sobre el mapa las principales zonas biogeográficas.

AF 14

4.2. Diferencia los principales biomas y ecosistemas terrestres y marinos.

35, 36, 37

CCL CMCCT CD CAA

5.1. Reconoce la influencia del clima en la distribución de biomas, ecosistemas y especies.

32

5.2. Identifica las principales variables climáticas que influyen en la distribución de los grandes biomas.

23, 33 AF 9, 10

6.1. Interpreta mapas biogeográficos y de vegetación.

AF 14

6.2. Asocia y relaciona las principales formaciones vegetales con los biomas correspondientes.

34 AF 17

5. Relacionar las zonas biogeográficas con las principales variables climáticas.

6. Interpretar mapas biogeográficos y determinar las formaciones vegetales correspondientes.

CCL CMCCT

CMCCT CD CAA

Libro del Alumno (LA); actividades finales (AF); comunicación lingüística (CCL); competencia matemática y competencias básicas en ciencia y tecnología (CMCCT); competencia digital (CD); aprender a aprender (CAA); competencias sociales y cívicas (CSC); sentido de iniciativa y espíritu emprendedor (CSIEE); conciencia y expresiones culturales (CCEC).

199

10

La diversidad de seres vivos

PROGRAMACIÓN DIDÁCTICA DE LA UNIDAD Competencias clave

Criterios de evaluación

La distribución de los seres vivos ❚  Factores ambientales ❚  Factores biológicos

7. Valorar la importancia de la latitud, la altitud y otros factores geográficos en la distribución de las especies.

7.1. Relaciona la latitud, la altitud, la continentalidad, la insularidad y las barreras orogénicas y marinas con la distribución de las especies.

19, 20, 21, 22 AF 15, 16

CL CMCCT CD CAA CSIEE

8. Reconocer las adaptaciones más características de los animales a los diferentes medios en los que habitan.

8.1. Identifica las adaptaciones animales a los medios aéreos.

AF 11

8.2 Identifica las adaptaciones animales a los medios acuáticos. Identifica las adaptaciones animales a los medios terrestres.

27, 28, 29, 30, 31 AF 10, 12

CCL CMCCT CD

9. Reconocer las adaptaciones más características de los vegetales a los diferentes medios en los que habitan.

9.1. Relaciona las adaptaciones de los vegetales con el medio en el que se desarrollan.

23, 24, 25, 26 AF 10

10. Reconocer la importancia biogeográfica de la Península Ibérica en el mantenimiento de la biodiversidad.

10.1. Reconoce la situación de la Península 38 Ibérica entre dos áreas biogeográficas AF 18, 20 diferentes.

Especies representativas dela península ibérica, islas Baleares e islas Canarias ❚  Ecosistemas acuáticos ❚  Ecosistemas terrestres ❚  Especies endémicas de la geografía española

Estándares de aprendizaje

Relación de actividades del LA

Contenidos

10.2. Reconoce la importancia de la Península Ibérica como mosaico de ecosistemas.

AF 14

10.3. Enumera los principales ecosistemas de la península ibérica y sus especies más representativas.

AF 18, 19

11. Conocer la importancia de las 11.1. Enumera los factores que islas como lugares que contribuyen favorecen la especiación en las islas. a la biodiversidad y a la evolución de las especies. 11.2. Reconoce la importancia de las islas en el mantenimiento de la biodiversidad.

19

12. Definir el concepto de endemismo y conocer los principales endemismos de la flora y la fauna españolas.

12.1. Define el concepto de endemismo o especie endémica.

AF:20

12.2. Identifica los principales endemismos de plantas y animales en España.

38

CCL CMCCT

CMCCT CCEC

CMCCT

AF 20

CMCCT

Libro del Alumno (LA); actividades finales (AF); comunicación lingüística (CCL); competencia matemática y competencias básicas en ciencia y tecnología (CMCCT); competencia digital (CD); aprender a aprender (CAA); competencias sociales y cívicas (CSC); sentido de iniciativa y espíritu emprendedor (CSIEE); conciencia y expresiones culturales (CCEC).

200

La diversidad de seres vivos

10

PROGRAMACIÓN DIDÁCTICA DE LA UNIDAD Contenidos La conservación de la biodiversidad ❚  Importancia de la biodiversidad ❚  Amenazas para la biodiversidad ❚  Medidas para la conservación de la biodiversidad

Criterios de evaluación

Estándares de aprendizaje

Relación de actividades del LA

Competencias clave

13. Conocer las aplicaciones de la biodiversidad en campos como la salud, la medicina, la alimentación y la industria.

13.1. Enumera las ventajas que se derivan del mantenimiento de la biodiversidad para el ser humano.

39, 40, 41, 42 AF 21, 22, 23

CCL CMCCT CD CCEC

14. Conocer las principales causas de pérdida de biodiversidad, así como y las amenazas más importantes para la extinción de especies.

14.1. Enumera las principales causas de pérdida de biodiversidad.

39

CCL CMCCT CCEC

14.2. Conoce las principales amenazas que se ciernen sobre las especies y que fomentan su extinción.

Ciencia, tecnología y sociedad

15. Enumerar las principales causas de origen antrópico que alteran la biodiversidad.

15.1. Enumera las principales causas de pérdida de biodiversidad derivadas de las actividades humanas.

41 AF 22, 23

15.2. Indica las principales medidas que reducen la pérdida de biodiversidad.

42

16.1. Conoce los principales efectos derivados de la introducción de especies alóctonas en los ecosistemas.

43 AF 21

16. Comprender los inconvenientes producidos por el tráfico de especies exóticas y por la liberación al medio de especies alóctonas o invasoras.

CCL CMCCT CCEC

CMCCT

Libro del Alumno (LA); actividades finales (AF); comunicación lingüística (CCL); competencia matemática y competencias básicas en ciencia y tecnología (CMCCT); competencia digital (CD); aprender a aprender (CAA); competencias sociales y cívicas (CSC); sentido de iniciativa y espíritu emprendedor (CSIEE); conciencia y expresiones culturales (CCEC).

201

10

La diversidad de los seres vivos

PARA EL ALUMNO

MAPA DE CONTENIDOS DE LA UNIDAD

Enlace web: Origen de un tetraploide Vídeo: Especiación de las aves del paraíso

Vídeo: Crónicas. De lobos y hombres.

Enlace web: Selección natural Enlace web: Mecanismos evolutivos

Vídeo: La tundra Vídeo: Criaturas del fondo del mar

Vídeo: El pez payaso y la anémona

Enlace web: Mapa interactivo de la vegetación española

Unidad 10: La diversidad de seres vivos 1. Concepto de biodiversidad 1.1. Diversidad genética 1.2. Diversidad de especies 1.3. Diversidad ecológica

2. Origen de la biodiversidad 2.1. Origen de la vida 2.2. Evolución de los seres vivos 2.3. Teorías explicativas de la evolución 2.4. Mecanismos evolutivos

3. La distribución de los seres vivos 3.1. Factores ambientales 3.2. Factores biológicos

4. Patrones de distribución de los seres vivos 4.1. Biomas 4.2. Regiones biogeográficas

PARA EL PROFESOR

Presentación

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Actividades de refuerzo y ampliación

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5. Especies representativas de la península ibérica, Islas Baleares e islas Canarias 5.1. Ecosistemas acuáticos 5.2. Ecosistemas terrestres 5.3. Especies endémicas de la geografía española

La diversidad de los seres vivos

Enlace web: Gráfico interactivo sobre las especies invasoras en España Documento: La flor violeta que lo arrasa todo Documento: Bancos de semillas para conservar la biodiversidad

6. La conservación de la biodiversidad 6.1. Importancia de la biodiversidad 6.2. Amenazas para la biodiversidad 6.3. Medidas para la conservación de la biodiversidad

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Práctica de laboratorio: Estudio de los fósiles

Ciencia, tecnología y sociedad Amenazas para la biodiversidad. «Hacia un mundo sin abejas»

Técnicas de trabajo y experimentación Comparación de la biodiversidad en dos ecosistemas

Actividades y tareas

Síntesis de la unidad y Evaluación

Presentación Pruebas de evaluación

WEBGRAFÍA El Mundo. «El gen que transforma una aleta de pez en una pata» Descubrimiento que pone de manifiesto la relación entre los genes Hox y la alteración de los planes corporales de los organismos. http://www.elmundo.es/elmundo/2012/12/10/ciencia/1355162535. html MEC: Actividad sobre factores ambientales de la distribución de especies Actividad interactiva sobre la influencia de los factores ambientales en los seres vivos.

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203

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material082/actividades/factor _ambiental_tipos/actividad.htm Ministerio de agricultura y alimentación. Catálogo de especies amenazadas de España Catálogo del Ministerio de Agricultura y Medio Ambiente. http://www.magrama.gob.es/es/biodiversidad/temas/conservacion-deespecies/especies-proteccion-especial/ce-proteccion-listado.aspx

Actividades de refuerzo y ampliación

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La diversidad de seres vivos

SUGERENCIAS DIDÁCTICAS Para introducir la unidad se pueden repasar los conocimientos previos y realizar las cuestiones que se plantean en el apartado Comprueba lo que sabes, ya que ayudan a los estudiantes a centrarse en los contenidos y razonamientos que se utilizarán. Desde el principio se debe hacer reflexionar al alumno sobre el significado de las palabras que utiliza y evitar repetir de forma memorística expresiones que no comprende. Puede abrirse un pequeño debate en al aula acerca del significado de las palabras biodiversidad, evolución, corología, herencia y clasificación. También puede ser de interés visualizar el vídeo De lobos y hombres. Video: CRÓNICAS. DE LOBOS Y HOMBRES Destaca y sensibiliza sobre la presencia del lobo en la península ibérica, cómo se contempla la especie según cada región de su área de distribución. El lobo entendido como un animal víctima de actividades cinegéticas, como amenaza local en ganadería, como un recurso turístico…

1. Concepto de biodiversidad (páginas 219-223) El concepto de biodiversidad, actualmente, incluye la biodiversidad genética, específica y ecológica. Aunque la biodiversidad específica es algo que los alumnos reconocen con facilidad, este concepto más amplio puede resultar nuevo para ellos y es importante que comprendan la estrecha relación de interdependencia que existe entre los tres aspectos de la biodiversidad.

1.1. Diversidad genética Conviene comenzar el epígrafe repasando algunos conceptos de genética estudiados el curso anterior y haciendo hincapié en los procesos generadores de variabilidad genética: mutación y reproducción sexual. La poliploidía puede servir como ejemplo de mutación genómica frecuente en plantas. Para facilitar su comprensión se puede utilizar el enlace web sobre el proceso que da origen de un tetraploide. Además la actividad Investiga puede servir para profundizar este concepto. Enlace web: ORIGEN DE UN TETRAPLOIDE En esta actividad los alumnos pueden visualizar el proceso concreto que conduce a la aparición de una célula poliploide.

El análisis de los indicadores de variabilidad genética puede ayudar a la comprensión de las ventajas de supervivencia que proporciona una alta variabilidad de alelos en una población. Pueden utilizarse para ello ejemplos de poblaciones abocadas a la extinción por reducción del flujo génico, como el ejemplo de la actividad 4 respecto al tigre siberiano o, más cerca de nosotros, el del aislamiento génico que sufren nuestras fragmentadas poblaciones de oso pardos.

1.2. Diversidad de especies El concepto de especie puede ilustrarse con algunos ejemplos conocidos en los que los cruzamientos entre especies, cuando son viables, originan híbridos estériles, como el caso de la mula (yegua y burro), el burdégano (caballo y burra), el ligre (león y tigresa), el tigrón (tigre y leona), puma-pardo (puma y leopardo hembra),

zebroide (burro y cebra), etc. Sin embargo conviene discutir con los alumnos las limitaciones de esta definición. La actividad Investiga ahonda en esta cuestión. Los mecanismos de especiación se agrupan en dos grandes grupos, alopátrica y simpátrica (obviando la especiación parapátrica y la peripátrica, que, en este nivel, pueden considerarse variantes de la especiación alopátrica). La especiación simpátrica puede requerir algunos ejemplos concretos, ya que es un proceso menos intuitivo. Quizá el ejemplo al que se recurre más a menudo es el de los cíclidos del lago Victoria (y otros lagos africanos), donde se han desarrollado 250 especies que comparten las mismas aguas pero que han desarrollado distintos hábitos alimentarios y rituales reproductores así como distinta coloración, forma del cuerpo o estructura bucal. Puede finalizarse el epígrafe con el video sobre especiación de las aves del paraíso que resume diversos mecanismos de especiación. Video: ESPECIACIÓN DE LAS AVES DEL PARAÍSO Breve vídeo que explica los mecanismos que pudieron conducir a la aparición de diversas especies de aves del paraíso.

Si se quiere profundizar en este epígrafe se puede utilizar la actividad propuesta en el apartado de Técnicas de trabajo y experimentación, donde los alumnos deben comparar el índice de diversidad de Simpson en dos comunidades de árboles.

1.3. Diversidad ecológica En este epígrafe se deben recordar conceptos básicos de ecología estudiados en 4.º de ESO. Entre los factores que influyen en la diversidad ecológica se deben destacar aquellos que actúan como limitantes. La actividad Investiga pretende profundizar en el concepto de especies eurioicas y estenoicas, aunque el profesor puede añadir otros ejemplos. Con respecto a la las relaciones de los seres vivos entre sí puede ser conveniente recordar las relaciones intraespecíficas e interespecíficas que se estudiaron en 4.º de ESO. Este repaso puede resultar útil en el epígrafe referido a los factores biológicos que influyen en la distribución de las especies, cuando se explique el principio de exclusión competitiva. Respecto a las fluctuaciones de los ecosistemas, la actividad sobre el zorro y la liebre muestra el ejemplo de fluctuación del sistema depredador-presa, pero pueden utilizarse otros ejemplos, como los cambios cíclicos de algunas plagas o las sucesiones ocurridas tras un incendio.

2. Origen de la biodiversidad actual (páginas 224-227)

Una vez que se han visto algunos de los mecanismos que dan lugar a la aparición de nuevas especies, en este epígrafe se intenta dar explicación a la biodiversidad actual basándonos en la historia evolutiva de los seres vivos.

2.1. Teorías sobre el origen de la vida Este epígrafe se puede comenzar repasando muy brevemente lo estudiado acerca de las condiciones de la Tierra primitiva para pasar a exponer algunas de las hipótesis acerca de los procesos que dieron lugar a la aparición de los primeros seres vivos.

204

La diversidad de seres vivos

La actividad Investiga propone que los estudiantes busquen información acerca del experimento de Miller. Lo interesante de la actividad es la posterior discusión en la clase acerca de si un resultado positivo, como el de este experimento, sirve para demostrar una hipótesis o si por el contrario solo nos permite afirmar que ese resultado es compatible con la hipótesis. Esta discusión puede ser muy interesante a este nivel, ya que promueve una reflexión sobre cómo se genera el conocimiento científico.

2.2. Evolución de los seres vivos Este epígrafe constituye un recordatorio de las principales pruebas que apoyan la teoría de la evolución de los seres vivos. En este punto conviene recordar a los alumnos que el consenso en la comunidad científica respecto a este tema es absoluto, considerándose la evolución biológica un hecho más que una teoría. Con la actividad Investiga los alumnos pueden profundizar en este aspecto aportando pruebas en relación a las formas de transición.

2.3. Teorías explicativas de la evolución Conviene que los alumnos diferencien entre el hecho de la evolución y las teorías que la explican. Aunque ningún científico discute la evolución, es cierto que los mecanismos concretos que han dado lugar a nuevos grupos de seres vivos están, todavía, bajo discusión. En este epígrafe se da un repaso a las principales teorías evolucionistas. Los alumnos estarán, seguramente, familiarizados con algunas de ellas, como lamarckismo, darwinismo, neodarwinismo y equilibrio puntuado, ya que suelen estudiarse en 4º de ESO. Para repasar estas teorías se pueden utilizar el enlace web. Enlace web: SELECCIÓN NATURAL

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tribución de la vegetación y, por consiguiente, de la fauna acompañante. Es interesante hacer notar a los alumnos las semejanzas en la distribución de la vegetación con la latitud y con la altitud, poniendo de manifiesto la gran dependencia de la temperatura y otros factores climáticos que tienen la mayoría de las especies vegetales.

3.2. Factores biológicos Los factores biológicos se refieren principalmente a las relaciones de los seres vivos entre sí y a las adaptaciones al medio. Los alumnos pueden ver un ejemplo de mutualismo en el vídeo sobre el pez payaso y la anémona. Vídeo: EL PEZ PAYASO Y LA ANÉMONA Vídeo sobre la relación mutualista entre el pez payaso y la anémona.

El principio de exclusión competitiva es un concepto importante que se verá de nuevo al estudiar las especies invasoras. Son innumerables los ejemplos de adaptaciones de los seres vivos han desarrollado a lo largo de la evolución. En este epígrafe se exponen algunos ejemplos clásicos de adaptación a los factores ambientales, así como otras estrategias de supervivencia, algunas de las cuales tienen más que ver con las relaciones entre-interespecíficas. La actividad Investiga propone a los alumnos la búsqueda de información sobre otros fenómenos relacionados con la distribución de los seres vivos: las migraciones.

4. Patrones de distribución de los seres vivos (páginas 232-234) Se describen los principales biomas terrestres y acuáticos.

4.1. Biomas

Breve animación que muestra el mecanismo de selección natural sobre una población de osos.

Convendría, sin embargo, detenerse un poco en teorías menos conocidas como el neutralismo, la biología evolutiva del desarrollo o la epigenética, que son conceptos nuevos que necesitarán mayor refuerzo por parte del profesor.

2.4. Mecanismos evolutivos Las explicaciones sobre mecanismos microevolutivos y macroevolutivos deben darse en relación a lo estudiado anteriormente y suponen una recapitulación sobre el origen de la biodiversidad. El enlace web sobre mecanismos de evolución permite relacionar los procesos de mutación y selección natural que pueden dar origen a procesos de microevolución.

La descripción de los biomas terrestres contiene una lista de características y flora y fauna asociadas a cada uno que a veces no resulta fácil de recordar. Es importante que los alumnos practiquen con los ejercicios propuestos y vean el vídeo sobre la tundra. Vídeo: LA TUNDRA Breve video donde se exponen las características más importantes de la tundra.

Enlace web: MECANISMOS EVOLUTIVOS

La actividad Investiga propone que los alumnos diferencien entre la fauna asociada a la selva tropical de diferentes continentes. Los biomas acuáticos son menos conocidos por los alumnos, por lo que tampoco suelen estar familiarizados con la terminología. Los ejercicios propuestos buscan que los alumnos practiquen con algunos términos básicos para referirse a los ecosistemas acuáticos. El vídeo Criaturas del fondo del mar muestra imágenes de animales poco conocidos de las profundidades marinas.

Actividad interactiva que muestra la relación entre mutación y selección natural.

Vídeo: CRIATURAS DEL FONDO DEL MAR Breve vídeo donde se pueden ver algunas criaturas sorprendentes de las profundidades marinas.

3. La distribución de los seres vivos (páginas 228-231) En este epígrafe se estudian los factores, ambientales y biológicos, que influyen en la distribución de los seres vivos en la Tierra.

3.1. Factores ambientales Al empezar el epígrafe conviene recordar los conceptos de especies eurioicas y estenoicas y de factores limitantes. Conviene hacer notar que los factores climáticos son los mayores responsables de la dis-

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4.2. Regiones biogeográficas En este apartado se trata de dar una explicación a la distribución de los seres vivos desde una perspectiva de la historia de la Tierra. Aquí tienen la oportunidad de relacionar los conceptos estudiados en relación a la tectónica de placas con la situación de aislamiento a la que se vieron abocadas algunas especies tras la fragmentación de Pangea y la forma en que esto ha influido en su distribución actual.

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La diversidad de seres vivos

5. Especies representativas de la península ibérica, Islas Baleares y Canarias (páginas 235-238) En este epígrafe se estudian las especies propias de nuestra geografía.

5.1. Los ecosistemas acuáticos Aquí se diferencian en humedales, ríos y ecosistema marino. Es importante resaltar la importancia de los humedales en el mantenimiento de la fauna autóctona y como área de descanso para las aves migratorias. Conviene así mismo resaltar el estado de fragilidad de estos ecosistemas, por lo que puede ser interesante que los alumnos, a través de la actividad Investiga, busque información sobre los humedales del convenio Ramsar y su importancia ecológica.

5.2. Los ecosistemas terrestres La variedad de ecosistemas de la geografía española hace complicado el estudio de este epígrafe. Aunque no plantea ninguna dificultad de comprensión, ya que es meramente descriptivo, su dificultad estriba en la enrome cantidad de nombres que se manejan, muchos de los cuales son desconocidos por los alumnos. El enlace web Mapa interactivo de la vegetación española puede ayudar a visualizar mejor la distribución de algunas de las especies características de nuestra geografía. Enlace web: MAPA INTERACTIVO DE LA VEGETACIÓN ESPAÑOLA Mapa interactivo que permite visualizar la distribución de algunas especies vegetales en la península ibérica.

En este epígrafe podría resultar de ayuda que los alumnos realizaran trabajo por grupos explicando las características de ecosistemas concretos. Puede utilizar para ellos presentaciones o pósters virtuales.

6. La conservación de la biodiversidad (páginas 239-241) Es importante que los alumnos reconozcan el valor de la biodiversidad para que aprendan a protegerla. Para ello en este epígrafe se exponen algunos beneficios que obtenemos de la biodiversidad, las principales causas de destrucción de la biodiversidad y las acciones emprendidas para su preservación.

6.1. Importancia de la biodiversidad Son muchos los ejemplos que pueden ponerse de nuestra dependencia de la biodiversidad. En el texto se mencionan algunos pero se puede invitar a los alumnos a que aporten otros ejemplos concretos. En la actividad Investiga se propone al alumnado que busque información sobre los bancos de germoplasma, para que valoren su importancia económica y su utilidad.

6.2. Amenazas de la biodiversidad

Enlace web: GRÁFICO INTERACTIVO SOBRE LAS ESPECIES INVASORAS EN ESPAÑA En este gráfico los alumnos pueden consultar las especies invasoras en España.

Es importante también plantear el problema de las especies invasoras, para lo que puede resultar útil el análisis del documento La flor violeta que lo arrasa todo. Documento: LA FLOR VIOLETA QUE LO ARRASA TODO Documento de texto para esclarecer conceptos de especies exóticas invasoras e investigar sobre amenazas actuales.

6.3. La conservación de la diversidad En este epígrafe se mencionan algunos convenios nacionales e internacionales para la conservación de la biodiversidad. Puede ser interesante debatir acerca del grado de cumplimiento de los objetivos propuestos en dichos convenios. El documento Bancos de semillas para la conservación de la diversidad puede utilizarse como apoyo en este apartado. Documento: BANCOS DE SEMILLAS PARA CONSERVAR LA BIODIVERSIDAD Documento de texto para evaluar el impacto de las actividades antrópicas sobre la biodiversidad y un ejemplo de medidas que se pueden tomar para disminuir las causas.

La actividad Investiga propone una búsqueda de información acerca de determinados acuerdos orientados a la conservación de la biodiversidad.

Ciencia, Tecnología y Sociedad Con esta actividad se pretende que los alumnos tomen conciencia de la importancia de la biodiversidad para preservar el funcionamiento de los ecosistemas. Las preguntas planteadas pretenden que los alumnos desarrollen una actitud crítica frente a determinados sistemas de explotación agrícola poco sostenibles. El hecho de que tengan que escribir un breve ensayo sobre el posible alcance del problema que se plantea les obliga a reflexionar sobre la urgencia de encontrar políticas de desarrollo compatibles con la conservación de la biodiversidad.

Técnicas de trabajo y experimentación Se incide con esta actividad en el cálculo de índices de biodiversidad. En este caso se ha escogido el índice de Simpson, por ser uno de los más sencillos de calcular y porque es muy útil a efectos docentes. Se puede plantear el cálculo de otros índices para que el alumnado compruebe la distinta información que aportan unos y otros.

Aquí puede plantearse un debate interesante en torno al desarrollo sostenible. El enlace web sobre especies invasoras permite estudiar las características de las principales especies que suponen una amenaza para la biodiversidad de nuestra geografía.

206

La diversidad de seres vivos

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES Comprueba lo que sabes 1.

(páginas 219/241)

La alta tasa de consanguinidad hace que su diversidad genética sea muy baja, haciendo que la especie sea más vulnerable a los posibles cambios ambientales.

¿Cómo definirías la biodiversidad? Respuesta libre.

2.

10

5

¿Qué papel desempeña la selección natural en la evolución?

El perfil genético muestra las bandas de los alelos (+,-) de un determinado gen:

Respuesta libre. 3.

¿Cuáles crees que son las principales amenazas de la biodiversidad? ¿Cómo crees que se les puede hacer frente? Respuesta libre.

Investiga (página 219)

Se ha estudiado este carácter en sendas muestras de dos poblaciones con el siguiente resultado:

La poliploidía es un tipo de mutación genómica frecuente en las angiospermas. Averigua en qué consiste y a qué fenotipo da lugar. Haz un resumen e ilústralo con algunos ejemplos. Respuesta libre. Se define poliploidia o poliploide como la condición de células y por extensión, tejidos, órganos u organismos con tres o más juegos cromosómicos, a diferencia de haploide o diploide que poseen uno o dos, respectivamente. En organismos poloploides el mutante recesivo tiene menos probabilidad de manifestarse, lo que puede actuar como factor determinante ante fenómenos de selección.

Población A: 20% (- -); 35% (+ -); 45% (+ +) Población B. 35% (- -); 15% (+ -); 50% (+ +) Atendiendo a este carácter, ¿cuál de las dos poblaciones tendrá mayor diversidad genética? La población A, ya que su índice de heterocigosis es mayor. 6

En caso de dominancia completa para un carácter, los individuos homocigotos dominantes y los heterocigotos tendrán el mismo fenotipo pese a que su genotipo es diferente. Dos individuos con distinto fenotipo tendrán, necesariamente, distinto genotipo.

Actividades 1

El color de ojos rojo constituye el fenotipo silvestre de la Drosophila melanogaster. ¿Qué significa esta afirmación? ¿Por qué en ocasiones se obtienen individuos con ojos blancos? Refiriéndonos a un carácter, como el color de ojos en la Drosophila melanogaster, denominamos fenotipo silvestre al que se origina a partir del alelo más frecuente en la naturaleza, siendo, por tanto, el que portan la mayoría de los individuos. La alteración de algún alelo de este gen origina fenotipos mutantes, como el color blanco de los ojos en este ejemplo.

2

¿Por qué la reproducción sexual favorece la variabilidad?

Investiga (página 220) Los cruces entre especies son infrecuentes en estado salvaje, pero en ocasiones pueden obtenerse en cautividad. ¿Cuál es el origen de un burdégano? ¿Y de un ligre? ¿Qué característica tienen en común estos animales? Elabora un informe. Un burdégano es el resultado del cruce entre un caballo y una burra. Un ligre es el resultado de un cruce entre un león y una tigresa. En ambos casos estos individuos son estériles. 7

Las diferentes combinaciones de genes que se producen debido al sobrecruzamiento que tiene lugar durante la meiosis dan lugar a un elevado número de gametos diferentes en cada individuo. La unión al azar de dos de estos gametos durante la fecundación aumenta aún más la variabilidad de la descendencia. 3

4

¿Qué diferencia existe entre las mutaciones de células somáticas y aquéllas que afectan a la línea germinal?

¿Pueden dos organismos con el mismo genotipo tener distinto fenotipo? ¿Y al revés?

El flujo genético disminuye entre dos poblaciones de la misma especie que ocupan el mismo territorio pero nichos ecológicos diferentes. ¿A qué tipo de especiación puede dar lugar este hecho? La disminución de la probabilidad de encuentro entre los indivuos que ocupan nichos ecológicos diferentes hace que la tasa reproducción entre ellos sea muy baja. Esto podría dar lugar a una especiación simpátrida por aislamiento reproductivo antes de la fecundadión.

8

En el caso de especies con reproducción sexual, las mutaciones en las células somáticas afectan solo al individuo que las porta y no se transmiten a la descendencia. Las mutaciones en las células reproductoras pueden transmitirse a la descendencia siempre que las células afectadas participen en la fecundación.

Actualmente existen dos especies de chimpancé, el chimpancé común (Pan troglodytes) y el bonobo (Pan paniscus), cuyas poblaciones se encuentran, respectivamente, al norte y al sur del río Congo. Su ADN revela que se diferenciaron de un antecesor común hace dos millones de años. ¿Qué mecanismo crees que ha podido dar lugar a la aparición de estas dos especies?

La población de tigre siberiano alcanza actualmente alrededor de 500 ejemplares, pero se ha observado que existe una alta tasa de consanguinidad entre sus individuos. ¿Qué consecuencia tiene este hecho?

Seguramente el aislamiento geográfico que supone el río Congo ha hecho que las dos poblaciones de chimpancés evolucionen de manera independiente en los últimos dos millones de años. Se trataría de un caso de especiación alopátrica.

207

10 9

La diversidad de seres vivos

Se observa un ciclo depredador-presa. Cuando la población de liebres se incrementa, a continuación le sigue un incremento del número de linces. Cuando la población de liebres ha descendido, entonces vuelve a descender la de linces.

En dos ecosistemas distintos se ha llevado a cabo un muestreo de artrópodos, cuyos resultados son los siguientes.

A

B

Investiga (página 224) En 1952 Stanley Miller llevó a cabo un experimento que respaldaba la teoría de Oparin sobre el origen de la vida. ¿Cuál de los dos ecosistemas tiene mayor riqueza específica? ¿Cuál de los dos tiene mayor equitabilidad? El ecosistema A tiene cinco especies diferentes, mientras que el ecosistema B tiene cuatro, por lo tanto el ecosistema A tiene mayor riqueza específica. Sin embargo, la equitabilidad entre especies es mayor en el ecosistema B, debido a que la proporción de cada especie respecto al total es 2/11 – 3/11 en el ecosistema B mientras que oscila entre 1/11 – 6/11 en el ecosistema A.

Investiga (página 223) Averigua cómo son las siguientes especies respecto a los diferentes factores: a) El pingüino respecto a la temperatura. Estenoico b) El salmón respecto a la salinidad. Eurioico c) El musgo respecto a la humedad. Estenoico Haz un esquema con las características. 10 ¿Qué ocurriría si no hubiera descomponedores en un

ecosistema?

Los descomponedores reciclan la materia orgánica muerta transformándola en inorgánica que puede ser nuevamente aprovechada por las plantas. La ausencia de descomponedores impediría esta transformación, por lo que la materia orgánica muerta se acumularía y las plantas llegarían a agotar los nutrientes del suelo.

Elabora un informe en el que expliques en qué consistió dicho experimento, qué se obtuvo y qué se puede concluir a partir de sus resultados. El experimento se trataba de un circuito cerrado cargado con los gases y compuestos inorgánicos de la atmósfera primitiva, una fuente de calor, agua y una cámara donde se producían descargas eléctricas. Al cabo de cierto tiempo se podían detectar moléculas orgánicas formadas a partir de las inorgánicas.

Investiga (página 225) La evidencia de la evolución se apoya, entre otros elementos, en el hallazgo de formas de transición, es decir, organismos que presentaban características de dos grupos taxonómicos diferentes: aquel del que provenían y otro cuyas características estaban empezando a revelarse ventajosas. Haz un trabajo en el que muestres qué transición representa Tiktaalik y busca información acerca de otras especies de transición, como Archaeopteryx. Respuesta libre. A destacar que el trabajo debería presentar Tiktaalik como fósil transicional entre animales acuáticos y terrestres y, por otro lado, Archaeopteryx como la transición entre terrestres y voladores. 13 Observa la figura 10.5. Identifica tres tendencias que se

han mantenido a lo largo de la línea evolutiva.

Las tendencias observadas en el gráfico son: aumento de tamaño, reducción del número de dedos, alargamiento del metatarso y metacarpo y dientes más altos y con mayor número de líneas de esmalte resistentes a la abrasión.

11 El índice de Simpson puede alcanzar valores entre 0,1 y 1.

Según la definición, ¿qué indicaría el valor 1?

El índice de Simpson calcula al probabilidad de que dos individuos seleccionados al azar en un ecosistema pertenezcan a la misma especie, por lo tanto el valor 1 indica que todos los individuos seleccionados pertenecen a la misma especie, es decir, no existe variabilidad.

14 Busca información sobre órganos vestigiales presentes

en el ser humano y las ballenas. Realiza un esquema indicando el nombre del órgano y de dónde proviene evolutivamente.

Por anatomía comparada, los huesos pélvicos todavía presentes en la ballena y otros mamíferos marinos, como el delfín y la foca, son prueba del origen compartido con otros mamíferos terrestres. El Protungulatum es el género extinto de mamífero considerado antecesor común a los cetáceos, artiodáctilos (jirafas, cerdos, camellos,…), perisodáctilos (cebras, caballos y asnos) y litopternos (extintos).

12 Observa la Figura 10.3, correspondiente al crecimiento de

dos poblaciones: una de liebres y otra de linces. Explica la fluctuación que se observa en ambas poblaciones. N.º individuos (miles) 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Tiempo (años)

15 Las siguientes imágenes representan la diferencia entre

las teorías de Lamarck y de Darwin. ¿Cómo explicarías esta diferencia?

La primera imagen representa la idea de Lamarck, según la cual una población inicial homogénea de jirafas habría adquirido un cuello cada vez más largo por un impulso vital provocado por la necesidad de alcanzar las hojas de las acacias. Estos cambios se transmitirían de generación en generación y tendrían un efecto acumulativo. La segunda imagen representa la teoría evolutiva de Darwin y muestra una población inicial de jirafas con variabilidad de

208

La diversidad de seres vivos

individuos. Ante la imposibilidad de alcanzar las hojas de los árboles, los individuos con el cuello más corto morirían mientras que los de cuello largo sobrevivirían transmitiendo sus características a la nueva generación. Con el transcurso del tiempo la población de jirafas tendría el cuello cada vez más largo por selección natural de los más aptos. 16 En las zonas industriales las formas más pigmentadas de

la mariposa Biston betularia, que son poco abundantes en la población original, pasan a ser dominantes al verse favorecidas frente a los depredadores por mimetizar con las cortezas de los abedules oscurecidas por la contaminación. ¿Qué mecanismo evolutivo estaría implicado en este fenómeno?

Los depredadores de las mariposas las encuentran mejor cuanto más destaquen sobre la corteza de los árboles sobre los que se posan. En la población original, las mariposas blancas se mimetizan con la corteza también blanca de los abedules, siendo por tanto las formas oscuras las que sufren mayor presión de los depredadores. Cuando la corteza de los abedules se oscurece por la contaminación, las mariposas blancas pasan a ser las que más destacan sobre los árboles y, por tanto, las que los depredadores localizan con más facilidad, mientras que ahora las mariposas oscuras se mimetizan mejor pasando inadvertidas a los depredadores. Por esta razón, en una zona contaminada la proporción de mariposas oscuras es mucho más abundante que en la población original: en este nuevo entorno se han visto favorecidas por la selección natural. 17 La mutación Antennapedia tiene como consecuencia la

aparición de un par de patas en la cabeza de la mosca Drosophila en el lugar en que debían encontrarse las antenas. ¿Cómo lo explicarías? ¿En qué teoría evolutiva enmarcas este hecho? La explicación se basa en la existencia de los genes Hox, grupos de genes que regulan la organización de las distintas regiones del cuerpo. Una mutación provocada en alguno de estos grupos de genes puede tener como consecuencia diversas anomalías corporales, como en este caso la aparición de patas en la cabeza. La teoría evolutiva que explica estos cambios es la evo-devo o biología evolutiva del desarrollo.

18 El efecto fundador se produce cuando unos pocos miem-

bros de la población original establecen una colonia. ¿Qué diferencia habrá entre la segunda población y la primera? ¿Se trata de microevolución o de macroevolución? La segunda población surge a partir de un pequeño grupo de la primera, con lo que el número de alelos representados en la segunda población es menor que en la primera. Se produce, por tanto, una disminución en la variabilidad genética debido al efecto fundador. Se trata de un mecanismo de microevolución, que podría explicar un caso de especiación por deriva genética.

19 El 90 % de los anfibios de Madagascar son endémicos.

¿Qué explicación das a este hecho?

Se explica por el aislamiento de Madagascar respecto del continente africano por tratarse de una isla. 20 ¿Por qué algunas aves migran hacia el norte para pasar el

verano y retornan al sur durante el invierno?

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10

La migración es una adaptación los cambios estacionales. Las aves migran al norte en verano huyendo del calor y la sequía y vuelven al sur en invierno para evitar las bajas temperaturas y la escasez de alimento en las regiones del norte. El factor climático es el principal causante de esta distribución alternante de algunas poblaciones. 21 Observa las figuras. ¿Cuáles son los principales factores

ambientales que han influido en la distribución de la vegetación en las siguientes imágenes?

En la primera, el factor ambiental es la altitud y en la segunda, la proximidad al río, por tanto, la humedad. 22 ¿Qué son los organismos extremófilos? Busca información

sobre ellos, cita dos ejemplos y explica sus adaptaciones.

Extremófilo es un organismo capaz de sobrevivir y desarrollarse en condiciones extremas; por ejemplo, medios extremadamente ácidos como Acidithiobacillus ferrooxidans o de temperaturas altas como Pyrolobus fumarii.

Investiga (página 228) Busca información sobre la megadiversidad y lo que representa. Representa en un mapa las áreas geográficas donde se da este fenómeno. Megadiversidad es un término para referirse a las áreas geográficas donde existe mayor riqueza biológica (en variedad). Las áreas geográficas conocidas por éste fenómeno son Australia, Brasil, China, Colombia, Ecuador, Estados Unidos de América, Indonesia, India, Madagascar, México, Perú y Zaire. 23 ¿Qué adaptaciones han desarrollado las siguientes plantas?

A) Cactus: planta crasa: acumula agua y sus hojas transformadas en espinas reducen la pérdida de agua. Adaptación a la escasez de agua. B) Tulipanes: planta bulbosa: pierde la parte aérea en invierno. Adaptación a la temperatura. 24 Las plantas de los desiertos abren los estomas para reali-

zar el intercambio de gases por la noche ¿Cuál crees que es la razón? Las plantas toman el CO2 por los estomas, por lo que necesitan abrirlos para realizar la fotosíntesis, pero también a través de ellos pierden agua por transpiración. Estas plantas abren los estomas por la noche cuando la temperatura es más baja y pueden captar CO2 sin perder mucha agua y los mantienen cerrados durante el día cuando el calor es intenso reduciendo la pérdida de agua por transpiración.

25 ¿Por qué las hojas de algunas plantas cambian de orienta-

ción durante el día?

Algunas plantas cambian la orientación de sus hojas a medida que varía la posición del sol para aprovechar al máximo la radiación solar. 26 ¿Qué diferencia hay entre plantas epífitas y parásitas?

Las plantas epífitas viven sobre los árboles sin causarles daño, ya que únicamente los utilizan como soporte para recibir más luz. Las plantas parásitas viven sobre otras plantas causándolas un perjuicio, ya que se aprovechan de su savia.

10

La diversidad de seres vivos

Investiga (página 230)

❚ Praderas: son propias de latitudes altas de climas templados con precipitación moderada. Las grandes praderas norteamericanas son un ejemplo.

La migración es un desplazamiento periódico de algunas especies desde su lugar de origen a otra región, en el que se incluye, generalmente, el viaje de retorno. Elabora un mapa marcando la ruta de migración de la mariposa monarca (Danaus plexippus). Respuesta libre. La mariposa monarca migra en busca de suaves temperaturas. Sus rutas de migración son desde México hacia latitudes altas de EE UU (frontera con Canadá) y zonas costeras durante los meses de primavera y de manera inversa durante los meses de llegada de frío, hacia regiones centrales y hacia el sur. 27 Observa la figura 10.8. ¿Por qué crees que las orejas del

❚ Estepas: son propias de climas extremos semiáridos con precipitación escasa y grandes diferencias térmicas entre el invierno y el verano. La región de Mongolia, en el centro de Asia es un ejemplo de estepa. ❚ Sabana: son llanuras herbáceas con árboles y arbustos propias de climas cálidos con diferencias de precipitación muy marcadas, existiendo una estación seca y otra húmeda. La sabana africana es el mejor ejemplo. 33 ¿De qué bioma es característico el siguiente climograma?

En el climograma se observa una temperatura media anual alta, siendo extrema en verano. La precipitación es muy escasa, casi ausente gran parte del año. Es un climograma propio de las regiones desérticas.

jerbo han alcanzado tal desarrollo? Actúan como «radiador» de temperatura para su termorregulación en el área donde vive (desierto de altas temperaturas). 28 ¿Por qué crees que algunos reptiles pasan horas sobre la

superficie de las rocas durante el día? Los reptiles son animales ectotermos, es decir, su temperatura corporal varía con la del ambiente. Al no tener mecanismos fisiológicos que les permitan controlar la temperatura, aprovechan al máximo el calor directo del sol así como el que desprenden las rocas calientes.

34 ¿A qué bioma pertenecen las siguientes imágenes?

A) Tundra B) Bosque caducifolio 35 Las aguas del ecosistema oceánico se dividen en profun-

didad en tres regiones: pelágica, batial y abisal. ¿Cuáles corresponden a la zona fótica y cuáles a la zona afótica?

(Ver pág. 234 del Libro del Alumno).

29 ¿Por qué las ardillas recolectan frutos durante el otoño?

Los esconden guardando alimento para los meses fríos. La tendencia a guardarlos en lugares tan dispersos es para asegurarse de poder encontrar algo en caso de que otros animales encuentren cualquier escondite.

La región pelágica corresponde a la zona fótica. Las regiones batial y abisal estarían en la zona afótica. 36 Los organismos marinos se agrupan en planctónicos, nec-

tónicos y bentónicos. ¿Qué significan estos términos?

30 ¿Por qué la lengua del oso hormiguero es larga y pegajosa?

❚ Plancton: conjunto de organismos generalmente microscópicos que flotan cerca de la superficie del agua. Constituye la base de la cadena trófica en los ecosistemas acuáticos.

Es una adaptación que le permite obtener su alimento con mayor facilidad. 31 Algunos animales desarrollan estrategias de mimetismo

❚ Necton: animales que nadan libremente en el agua.

que consisten en adoptar el patrón de color de otros que son venenosos. ¿Por qué? Busca algún ejemplo. Parecerse a animales venenosos permite pasar desapercibido ante depredadores que reconocen ese patrón de color. Un ejemplo son las mariposas del género Dismorphia, comestible para sus depredadores pero que su patrón de color es similar al de mariposas del género Ithomiini, tóxica porque puede tener alcaloides venenosos ingeridos de plantas. «De esta forma el imitador obtiene ventajas de las ‘decepciones’ del depredador ocasionadas por el modelo» (Carlo POLIDORI, investigador del CSIC).

Investiga (página 232) La selva tropical se desarrolla en América, África y Asia. Construye una tabla con las diferencias de la fauna asociada a este bioma en cada uno de estos continentes. Respuesta libre. 32 Observa el mapa de distribución de las llanuras herbáceas

a nivel mundial. ¿Qué diferencia hay entre pradera, estepa y sabana? Localiza en el mapa un ejemplo de cada tipo. Las zonas representadas en el mapa tiene en común que la vegetación dominante son las plantas herbáceas, pero existen algunas diferencias que hacen que distingamos fundamentalmente tres tipos:

❚ Bentos: organismos que habitan en el fondo de los ecosistemas acuáticos. Pueden vivir fijos al fondo o desplazarse. 37 Nombra cinco ejemplos de organismos bentónicos.

Son organismos bentónicos los equinodermos, los bivalvos, muchos cefalópodos, crustáceos y poliquetos. También algunos peces como los lenguados o el cabracho son bentónicos.

Investiga (página 234) Los humedales son regiones más o menos llanas que están inundadas al menos una parte del año. Estas zonas son especialmente sensibles, por lo que están protegidas por el convenio Ramsar. Busca información sobre la importancia ecológica de los humedales y de los objetivos del convenio Ramsar. Representa sobre un mapa cinco sitios Ramsar en España. Respuesta libre. Los humedales están entre los ecosistemas más diversos y productivos y actúan como fuente de suministro de agua potable. La misión de la Convención Ramsar es «la conservación y el uso racional de los humedales mediante acciones locales y nacionales y gracias a la cooperación internacional, como contribución al logro de un desarrollo sostenible en todo el mundo». Hay 74 sitios Ramsar en España, entre ellos las lagunas de Ruidera, Doñana, las Tablas de Daimiel, la Albufera de Valencia o el delta del Ebro.

210

La diversidad de seres vivos

38 Lee las siguientes afirmaciones acerca de una especie en-

démica y escribe cuáles de ellas son verdaderas y cuáles falsas. Razona tus respuestas:

a) Es exclusiva de una determinada zona climática. Verdadero b) Solo se puede encontrar de forma natural en un territorio reducido. Verdadero c) Es propia de un determinado ecosistema. Verdadero 39 La diversidad domesticada es la biodiversidad obtenida

por selección artificial a lo largo de siglos de domesticación de especies animales y vegetales. ¿Por qué es importante la conservación de estas especies?

Las razas o variedades así obtenidas son portadoras de mejoras genéticas de las características que interesaba potenciar y adaptadas a recursos y medios locales, lo que constituye una vía de explotación sostenible de recursos ganaderos y agrícolas. 40 ¿Qué productos de interés económico se obtienen de las

siguientes plantas?

La Digitalis purpúrea produce digitalina, una toxina que se utiliza como principio activo en la fabricación de determinados medicamentos para tratar algunas dolencias cardíacas. La Hevea brasiliensis es una planta de origen tropical de cuya savia se obtiene el látex, polímero utilizado en la fabricación de numerosos objetos y en la obtención del caucho.

Investiga (página 239)

10

La Posidonia oceánica es una planta acuática que constituye un endemismo mediterráneo. Forma grandes praderas marinas que sirven de refugio y alimento a numerosas especies. La invasión por Caulerpa taxifolia puede suponer la desaparición de numerosas especies dependientes de la Posidonia oceánica. Se puede sugerir al alumnado que busquen información sobre Caulerpa racemosa y otros ejemplos de invasiones Lessepsianas.

Investiga (página 241) ¿Qué objetivo tiene el convenio internacional denominado Protocolo de Cartagena? ¿Qué figura de protección es una ZEPA? ¿Qué es el bucardo? Busca información en Internet y haz un informe con las respuestas a estas preguntas sobre conservación de la biodiversidad. El Protocolo de Cartagena sobre Seguridad de la Biotecnología del Convenio sobre la Diversidad Biológica regula internacionalmente las actividades relacionadas con organismos vivos modificados mediante biotecnología. Establece normas y protocolos para una manipulación, transferencia y utilización seguras. Se conoce como área o zona ZEPA a una Zona de Especial Protección para las Aves, donde las actividades relacionadas con la explotación de este grupo de seres vivos están prohibidas o limitadas. El bucardo (Capra pyrenaica pyrenaica) es el nombre común de una subespecie de cabra montés ya extinta. Respuesta libre.

Busca información sobre los bancos de germoplasma. Elabora un informe donde expliques su finalidad y su importancia económica. Respuesta libre. Los bancos de germoplasma o bancos de semillas son lugares artificiales destinados a la conservación de la diversidad genética de flora silvestre o cultivada. Como en algunos casos la reproducción vegetal es asexual estos bancos guardan propágulos u otras estructuras vegetales para reproducirlas. 41 Las redes de arrastre están consideradas un método de

43 En ciertas islas del Pacífico se introdujo el siglo pasado una

especie exótica, el caracol gigante africano, con la finalidad de criarlo para consumo alimentario. Tras convertirse en una plaga, en los años cincuenta se introdujo una nueva especie de caracol, el caracol lobo, originario del sur de los EEUU, como agente de control biológico. Sin embargo la voracidad del caracol lobo no solo hizo disminuir la población de caracol africano, sino que acabó también con numerosas especies endémicas.

pesca muy destructivo para el ecosistema marino. ¿Por qué? ¿Qué alternativas se proponen en su lugar?

Analiza este hecho desde el punto de vista del principio de precaución.

Las redes de arrastre son un método de pesca no selectivo que barre el fondo del mar capturando todo tipo de animales y destruyendo el ecosistema bentónico.

Según el principio de precaución se deberían haber adoptado medidas para impedir la propagación del caracol gigante africano en las islas, ya que su competencia con las especies locales podría causar la desaparición de alguna de ellas.

42 Caulerpa taxifolia es un alga que procede de mares tropi-

cales y ha invadido las costas mediterráneas causando la desaparición de grandes áreas de praderas de Posidonia oceánica. ¿Qué consecuencias tendrá esta invasión para la biodiversidad en el Mediterráneo?

211

El tratamiento posterior de la plaga por medio de otra especie depredadora es un nuevo error, ya que al tratarse de un caracol muy voraz se debería haber contado con la posibilidad de que las especies locales se contaran entre sus presas.

10

La diversidad de seres vivos

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES CIENCIA, TECNOLOGÍA Y SOCIEDAD (página 242) Análisis 1.

¿Por qué crees que el monocultivo puede ser uno de los factores causantes de la desaparición de las abejas? El monocultivo hace que exista una dependencia muy alta de un determinado tipo de polinizador adaptado a una determinada variedad de plantas. La desaparición de un polinizador haría que la totalidad de los cultivos dependientes del mismo desaparecieran también y provocaría una caída en la producción de alimentos.

2.

Aunque existen otras especies de insectos polinizadores, no alcanzarían a suplir la falta de abejas. Además, las causas que están originando la desaparición de las abejas podrían afectar también a otros insectos.

¿En qué porcentaje han disminuido las colonias de abejas en EE UU desde 1990 hasta 2014?

Como se menciona en el texto, no todos los cultivos son susceptibles de ser polinizados por abejas, por lo que la variedad de cultivos disminuiría.

Propuesta de investigación 4.

Desde 1990 hasta 2014 se han perdido 500 000 colmenas de abejas en EE UU. 3.

El texto plantea la cuestión de cómo sería un mundo sin abejas. ¿En qué medida la actual política agrícola basada en el monocultivo podría verse afectada por este problema? Elabora un breve ensayo que describa esta hipotética situación y sus consecuencias para la humanidad.

¿Podrían otros polinizadores naturales ser capaces de sustituir a las abejas?

Respuesta libre.

212

La diversidad de seres vivos

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES TÉCNICAS DE TRABAJO Y EXPERIMENTACIÓN Una de las técnicas fundamentales en el estudio de la biodiversidad es la aplicación de diversos tipos de índices. En esta actividad los alumnos tendrán que aplicar el índice de Simpson para averiguar la diversidad de dos comunidades de árboles. 1.

(página 243)

La única dificultad de esta actividad consiste en razonar por qué un índice de Simpson alto indica baja diversidad, por lo que conviene explicarlo antes de iniciar la actividad.

Elabora una tabla de frecuencias de cada especie para cada ecosistema. Ecosistema A Especie

Ecosistema B

Nº individuos (n)

n (n-1)

Especie

Nº individuos (n)

n (n-1)

1

3

6

1

4

12

2

6

30

2

4

12

3

3

6

3

4

12

4

8

56

4

4

12

5

3

6

5

3

6

6

2

2

6

3

6

7

1

0

7

3

6

8

1

0

8

3

6

9

1

0

10

2

2

Total

30

108

28

60

2.

Calcula el índice de Simpson.

¿Qué ecosistema es más equitativo? El ecosistema B tiene menor índice de Simpson, por tanto mayor equitabilidad.

s

D=

∑ ni (ni – 1)

i=1

¿En qué ecosistema hay más especies raras?

N (N – 1)

En el ecosistema A.

Índice de Simpson:

Cuestiones:

DA = 108 / 870 = 0,12

Imagina que tienes que decidir cuál de las dos comunidades debe recibir el estatus de área natural protegida basándote en las muestras A y B.

DB = 60 / 756 = 0,08 3.

10

Calcula la diversidad para cada ecosistema: Diversidad = 1 / D

1.

Diversidad A = 8,33

¿Cuál vas a proteger y por qué? Habría que proteger el ecosistema A porque tiene más especies raras y menor equitabilidad.

Diversidad B = 12,5 2.

Análisis de resultados:

A partir de la comparación de los índices de Simpson se puede saber qué ecosistema tiene más especies, individuos o especies raras, y deducir cuál es el ecosistema más equitativo. ¿Qué ecosistema contiene más especies? A = 10 B=8

¿Cómo puedes justificar tu decisión formalmente? La presencia de especies con escasa representatividad hace que sean más sensibles a las perturbaciones ambientales.

3.

¿Qué medidas adoptarías? Respuesta libre. Los alumnos pueden sugerir prohibir la tala de árboles en el bosque, investigar las causas de la escasez de algunas especies, replantar, etc. Practica de laboratorio: ESTUDIO DE LOS FÓSILES

¿Cual contiene más individuos?

Con esta práctica se pueden explotar conceptos de biodiversidad a lo largo del tiempo geológico, el recorrido de cada grupo de especies y repasar conceptos fundamentales de los mecanismos que sostienen la teoría de la evolución.

A= 30 B = 28

213

10

La diversidad de seres vivos

SOLUCIONES DE ACTIVIDADES Y TAREAS 1

2

3

Las especies de Bufo americanus y Bufo fowleri se cruzan exitosamente en laboratorio dando descendencia fértil, pero no lo hacen en estado natural ya que el primero se aparea a principio de verano y el segundo lo hace al final del verano. ¿Cuál ha sido el mecanismo de especiación de esta especie? Se trata de especiación simpátrica por aislamiento reproductivo estacional. Por qué es importante que los individuos de una población presenten variabilidad para algunos caracteres? Cuanto mayor es la variabilidad genética en una población, mayores son las posibilidades de supervivencia frente a cambios ambientales.

5

6

4.0 4.5 A B C

7

6.0 6.5 7.0

D E

F

G

H

I

J

Las aletas de un delfín, de un tiburón y de una ballena, ¿son órganos homólogos o análogos? La aleta del tiburón es un órgano análogo comparado con la ballena o el delfín. La aleta del delfín comparada con la aleta de la ballena es un órgano homólogo.

K

a) Señala dos especies estenoicas y dos especies eurioicas para este factor. Especies estenoicas: A y C Especies eurioicas: D y F b) Si se produjera una acidificación del suelo por la actividad humana ¿Qué especies estarían en mejores condiciones para sobrevivir?

¿Cuál es la principal diferencia entre el equilibrio puntuado y el darwinismo? El darwinismo defiende que los cambios evolutivos han sido lentos y graduales a través del tiempo, mientras que el equilibrio puntuado mantiene que a lo largo de la historia de la vida ha habido períodos de estabilidad sin cambios significativos en las especies y períodos en los se habrían producido grandes cambios en diferentes grupos de seres vivos en tiempo relativamente corto.

pH 3.5

5.5

¿Qué indica la presencia de órganos homólogos? Razona tu respuesta. a) Que los organismos pertenecen a la misma especie. b) Que viven en un medio semejante. c) Que los organismos tienen un antepasado común. d) Que los órganos tienen la misma función. La respuesta correcta es la c. El estudio de órganos homólogos por anatomía comparada es una prueba de evolución divergente a partir del origen común de las especies. Además, permite establecer clasificaciones naturales de seres vivos.

La siguiente gráfica muestra el rango de tolerancia al pH de once especies de gusanos del suelo.

5.0

(páginas 244-245)

8

Las siguientes imágenes simbolizan las siguientes teorías evolucionistas: neodarwinismo, neutralismo, equilibrio puntuado. Relaciona cada imagen con una de estas teorías y explica la razón de tu elección.

A

Las especies A, B, C, D y F c) ¿Cuál sería la consecuencia para la biodiversidad de la acidificación del suelo? ¿Crees que afectaría solo a los gusanos? ¿Por qué? Se produciría una pérdida de las especies H, I, J y K, peor adaptadas a este cambio. Cualquier otra especie sensible a este cambio sufriría las mismas consecuencias. La desaparición de estas especies tendría, además, consecuencias en la red trófica del ecosistema. El tamaño de las orejas tiene un importante significado biológico: unas orejas grandes y recorridas por multitud de vasos sanguíneos permiten liberar una gran cantidad de calor constituyendo un método eficaz de enfriamiento de la sangre. El zorro ártico tiene las orejas muy pequeñas mientras que el zorro del desierto las tiene muy grandes. ¿Qué explicación daría Lamarck a este hecho? ¿Y Darwin? Según Lamarck, el zorro del desierto habría alargado las orejas por la necesidad de liberar calor, mientras que el zorro ártico las habría reducido para conservarlo.

Estasis Cambio rápido

Tiempo

4

B

Estasis

C Aa

Según Darwin, en las poblaciones de zorro que se establecieron en zonas desérticas, habrían sobrevivido los que tuvieran las orejas más grandes, pues tendrían mayor capacidad para liberar calor, mientras que entre los que se establecieron en las zonas árticas habrían sobrevivido los de orejas pequeñas, diferenciándose así dos poblaciones que derivarían con el tiempo en dos especies distintas.

AA

214

AA

aa

aa Aa

Aa

aa

La diversidad de seres vivos

9

a) Neutralismo. Representa la selección por azar. b) Equilibrio puntuado. Representa la evolución «a saltos». c) Neodarwinismo. Representa el origen genético de la variabilidad. ¿Qué factores pueden desencadenar un movimiento migratorio? ¿Qué especies migratorias conoces? Los principales factores que pueden desencadenar una migración son los cambios de temperatura, la disminución de horas de luz, la falta de agua o de alimento, las pautas de reproducción... Numerosas especies de aves; golondrinas, cigüeñas, grullas o flamencos son algunos ejemplos. Muchos peces como los arenques o el bacalao también migran. Es muy conocida la migración del salmón, del río al mar cuando nacen y del mar al río para desovar. Muchos mamíferos herbívoros como ñus, cebras o antílopes migran en busca de pasto fresco durante la época seca de la sabana africana. Ente los invertebrados destacan las migraciones de las langostas y la mariposa monarca.

10

a) Compara el límite tolerancia y la temperatura óptima de ambas especies. Límite de tolerancia: para la hormiga, entre 20-30 ºC; para el saltamontes, ente 5-25 ºC Temperatura óptima: para la hormiga, 25ºC; para el saltamontes, 10ºC. b) ¿Cuál de las dos especies puede considerarse estenoica y cuál eurioica? La hormiga sería estenoica, ya que su margen de tolerancia es estrecho; el saltamontes sería eurioico, ya que tolera un rango de temperaturas mayor. c) ¿Cuál sobreviviría mejor a un cambio de temperatura? El saltamontes, ya que tiene mayor tolerancia al cambio. 14 Observa el siguiente mapa e indica una especie repre-

sentativa de cada una de las zonas que se observan.

10 Señala un ejemplo de adaptación de los animales y las

plantas a los siguientes factores: Estos son algunos ejemplos: Animales

Plantas

a) Carencia Excreción de orina concen- Almacenamiento de de agua trada. agua en los tejidos. b) Altas tem- Grandes orejas para facilitar Cierre de estomas duperaturas la disipación de calor. rante el día. c) Bajas tem- Los árboles pierden la hoja Las plantas en climas peraturas durante el invierno para evi- fríos son de bajo porte tar la pérdida de energía. para disminuir la pérdida de calor.

Paisaje oceánico Paisaje de montaña Paisaje de transición Paisaje mediterráneo Paisaje canario

d) Falta de luz Ojos grandes con gran nú- Aumento de la superfimero de células retinianas cie foliar. para luz nocturna (bastones).

11 Las aves tienen los huesos huecos y un esternón muy

desarrollado llamado quilla. Ambas son adaptaciones al vuelo. ¿Cuál es la ventaja de estas adaptaciones?

Paisaje oceánico: árboles de hoja caduca como hayas, robles, castaños.

Los huesos huecos permiten aligerar el peso y la quilla permite la fijación de los fuertes músculos de las alas.

Alta montaña: pino, abeto, arándano, enebro.

12 Los peces pulmonados se entierran durante el verano

en el fondo de las charcas dejando un pequeño tubo conectado con el exterior que permite la ventilación pulmonar. ¿Qué factor condiciona esta adaptación?

Los prolongados períodos de escasez de lluvia secan las charcas donde habitan estos peces. Esto ha favorecido la supervivencia de peces que soportaban mejor los períodos de sequedad y que comenzaban a utilizar alternativas a la respiración branquial. En un proceso de acumulaciones sucesivas y de selección natural a lo largo del tiempo ha resultado en la aparición de esta adaptación. 13 Las siguientes gráficas muestran los límites de toleran-

cia frente a la temperatura de dos especies: una de saltamontes y una de hormigas.

N.º de individuos

60 50

40

40

30 20 10

30 20 10

0

5

10

15

20

25

30

T (ºC) 35

0

5

Paisaje mediterráneo: encina, quejigo, Paisaje canario: sabina, acebuche, drago, pino canario, laurel. 15 El ñandú sudamericano, el emú australiano y el aves-

truz africano son especies de aves no voladoras que sugieren un antecesor común ¿Cómo explicarías su distribución actual?

Tras fragmentarse Pangea los continentes sudamericano, australiano y africano quedaron separados por océanos. Las poblaciones del antecesor común de las actuales aves no voladoras que quedaron aisladas en cada una de estas masas continentales no pudieron salvar esta barrera, por lo que evolucionaron de forma diferente dando lugar a especies distintas. 16 ¿En qué región del océano se encuentra el fitoplanc-

N.º de individuos

60 50

Paisaje de transición: rebollo, alcornoque, retama, jara.

ton? ¿Por qué?

10

15

20

25

30

T (ºC) 35

215

El fitoplancton está constituido por algas y otros organismos fotosintéticos, por lo que necesita luz solar para realizar la fotosíntesis. Por esta razón el fitoplancton se encuentra flotando cerca de la superficie del agua, siempre en la zona fótica, es decir, por encima de los 200 m de profundidad.

10

La diversidad de seres vivos

17 Describe las principales características del bioma repre-

sentado en la siguiente imagen.

21 Lee el siguiente texto y responde:

El mejillón cebra (Dreissena polymorpha), oriundo de los mares Aral y Caspio, constituye una auténtica plaga en el río Ebro. Está capacitado para soportar cambios de temperatura y salinidad, resiste entre cuatro y cinco días fuera del agua y se propaga fácilmente adherido a cualquier embarcación o aparejo de pesca. Las hembras pueden poner hasta un millón de huevos en una temporada. Su rápida propagación está produciendo importantes pérdidas económicas y está causando la extinción de numerosas especies de moluscos autóctonos.

El bioma representado en la imagen es la sabana. Son praderas tropicales, con árboles y arbustos dispersos que se dan en regiones de temperaturas altas y diferencia marcada entre la estación seca y húmeda, en la que el crecimiento de las plantas es muy rápido. La fauna se caracteriza por la presencia de grandes mamíferos que migran en función de la disponibilidad de agua y alimento, seguida de sus carnívoros, como los leones y animales carroñeros. 18 ¿Cuáles son los principales humedales de la península

ibérica? ¿Por qué son tan importantes?

Pueden poner varios ejemplos. Entre ellos: las Tablas de Daimiel (Ciudad Real), el delta del Ebro (Tarragona), Parque nacional de Doñana (Huelva), las lagunas de Ruidera (Ciudad Real), S’Albufera (Mallorca), lago de Bañolas (Gerona), Marismas de Santoña (Cantabria), laguna de Gallocanta (Zaragoza), mar Menor (Murcia) o Albufera de Valencia.

a) A partir del texto, deduce las características que comparten las especies invasoras. Son especies eurioicas que toleran grandes variaciones en los factores ambientales, son resistentes a condiciones adversas y tienen una alta tasa de reproducción. b) Explica cómo puede una especie invasora poner en peligro la supervivencia de otras especies.

Los humedales tienen un alto valor ecológico ya que constituyen una importante reserva de agua dulce. Es además el hábitat de numerosas especies, ya que estas masas de agua permiten el desarrollo de una vegetación característica adaptada a las variaciones del nivel freático y de una fauna asociada que es a menudo endémica. Los humedales sirven así mismo de refugio y descanso para numerosas especies de aves migradoras.

De acuerdo con el principio de exclusión competitiva, si una especie invasora ocupa el nicho ecológico de una especie autóctona, una de las dos será desplazada. Debido a las características de las especies invasoras, que las hacen más resistentes, y a su capacidad de propagación, son las especies locales las que finalmente terminan por desaparecer del ecosistema.

19 ¿Cuáles son las características de la laurisilva?

La laurisilva es un bosque propio de un clima subtropical húmedo. También llamado bosque nuboso, está formado por árboles grandes, como el laurel, sauce, haya, sanguino o palo-blanco, así como epífitas y plantas trepadoras. En Canarias, las brumas originadas por los alisios y que quedan estancadas al chocar con el relieve montañoso proporcionan la humedad necesaria para el desarrollo de estos bosques.

22 ¿Qué consecuencias tiene la eutrofización?

Un rápido crecimiento de algas, enturbiamiento del agua y agotamiento del oxígeno, imposibilitando la vida de la mayoría de las especies y la acumulación de sedimentos en el fondo.

20 Enumera cinco endemismos del territorio español. ¿A

23 ¿Qué medidas tomarías para paliar el problema de la

Lamprehuela, fartet, sapillo pintojo ibérico, tritón pigmeo, lince ibérico, lobo ibérico, cabra montés, drago, pino canario, tajinaste…

Las más importantes serían: ordenación del territorio para favorecer el uso sostenible del suelo; reintroducción de especies autóctonas; prevención de la desforestación y establecimiento de corredores ecológicos entre hábitats fragmentados.

fragmentación de los hábitats?

qué se debe que Canarias sea la región de España con mayor número de endemismos?

216

La diversidad de seres vivos

SOLUCIONES DE LA EVALUACIÓN 1.

Los peces cíclidos del Lago Victoria se han diversificado en distintas especies que se distinguen por su coloración nupcial según la profundidad y claridad del agua: los fenotipos azules están relacionados con aguas superficiales y los fenotipos rojos con aguas más oscuras y profundas. ¿Qué mecanismo de especiación ha dado origen a las especies de cíclidos en este lago? Se ha producido un mecanismo de especiación simpátrica, ya que los peces han desarrollado diferente coloración nupcial haciendo que se crucen ente sí aquellos que tienen preferencia por una determinada coloración y provocando la fragmentación de la población inicial en grupos que no intercambian material genético a pesar de compartir el mismo territorio.

2.

Los amish son conocidos por constituir una comunidad fuertemente unida que se asentó en los EEUU procede de inmigrantes germanos en los siglos XVIII y XIX. Muchos individuos de este grupo étnico-religioso portan un alelo que produce polidactilia y enanismo. ¿Qué mecanismo evolutivo puede explicar esta característica de la población Amish? Los amish son descendientes de una pequeña comunidad que por razones de tipo religioso apenas han tenido intercambio génico con otras poblaciones. Esta es la razón por la que determinados alelos se presentan en mayor proporción de la esperada. El mecanismo evolutivo es la deriva genética, que consiste en un cambio aleatorio en la frecuencia de los alelos, en este caso por el llamado «efecto fundador».

3.

¿Cuál de las siguientes imágenes se corresponde con la afirmación de que existe un gradiente latitudinal de diversidad?

N.º especies

N.º especies

A

2 000

1 000

N.º especies

B

2 000

1 000

(página 247)

supervivencia de las especies más débiles. Según el principio de exclusión competitiva dos especies no pueden compartir el mismo nicho ecológico porque siempre la más fuerte terminará desplazando a la otra. 5.

Las siguientes imágenes muestran algunas especies protegidas del territorio español. ¿En qué ecosistema podríamos encontrar cada especie? ¿Cuáles son las principales características de estos ecosistemas? Lince ibérico: Es propio del bosque esclerófilo. Se da en climas cálidos, con lluvias de moderadas a abundantes en otoño-invierno y veranos secos. La vegetación se caracteriza por árboles y arbustos de hojas gruesas y duras (xerófita). La fauna está representada por ciervos, jabalíes, ardillas, roedores, aves que a menudo realizan migraciones estacionales. Urogallo: Es propio del bosque caducifolio. Se da en las zonas húmedas del norte de la península. La vegetación está constituida por árboles caducifolios como hayas, robles, castaños, abedules, avellanos y serbales que alternan con manchas de árboles perennifolios como el acebo y el tejo que dan cobijo a numerosos animales en invierno. El sotobosque está constituido fundamentalmente por brezo, helecho, arándanos y zarzas. Otros animales representativos son el corzo o el lobo. Lagarto gigante del Hierro: Es propio de la región xerófita mediterránea de las islas Canarias. Se caracteriza por su clima cálido y seco y con chumberas, pitas, sabinas y acebuches con algunos endemismos vegetales como tajinaste, drago y pino canario, y animales como el lagarto gigante de El Hierro, o la hubara. ACTIVIDADES DE REFUERZO

Batería de actividades de refuerzo que presentan diferentes tipologías.

C

2 000

10

1 000

ACTIVIDADES DE AMPLIACIÓN 0

0 80S

40

40 0 Latitud

80n

0 80S

40

40 0 Latitud

80N

80S

40

40 0 Latitud

80n

Batería de actividades de refuerzo que presentan diferentes tipologías.

La imagen C. 4.

La introducción del conejo europeo en Australia en el siglo XIX puso en peligro la supervivencia de especies marsupiales como los bandicuts o ualabíes. ¿Qué explicación darías a este hecho? Al ser especies con el mismo tipo de alimentación se estableció una competencia por el alimento. Esto puso en riesgo la

217

PRUEBAS DE EVALUACIÓN Permiten evaluar los estándares de aprendizaje que desarrolla la unidad.

32

23, 33 AF 9, 10

AF 14

5.1. Reconoce la influencia del clima en la distribución de biomas, ecosistemas y especies.

5.2. Identifica las principales variables climáticas que influyen en la distribución de los grandes biomas.

6.1. Interpreta mapas biogeográficos y de vegetación.

7, 8 AF 1

3.1. Enumera las fases de la especiación e identifica los factores que la condicionan.

35, 36, 37

5, 13, 15, 16, 17, 18 AF 6, 8

2.2. Identifica el proceso de selección natural y la variabilidad individual como factores clave en el aumento de biodiversidad.

4.2. Diferencia los principales biomas y ecosistemas terrestres y marinos.

4, 6, 14 AF 4, 5, 7

2.1. Relaciona la biodiversidad con el proceso de formación de especies mediante cambios evolutivos.

AF 14

9, 11 Técnicas de trabajo y experimentación AF 3

1.2. Resuelve problemas de cálculo de índices de diversidad.

4.1. Identifica los grandes biomas y sitúa sobre el mapa las principales zonas biogeográficas.

1, 2, 3, 10, 12 AF 2

Herramientas de evaluación (actividades del LA)

1.1. Conoce el concepto de biodiversidad y relaciona este concepto con la variedad y abundancia de especies.

Estándar de aprendizaje evaluable

218 Describe e identifica la información de mapas correctamente.

Identifica la climatología con la distribución de los biomas correctamente.

Describe e identifica los factores climáticos y biológicos correctamente.

Describe e identifica los principales biomas y ecosistemas sin cometer errores.

Identifica y relaciona su posición en el mapa sin cometer errores.

Resuelve las actividades sin cometer errores.

Identifica y explica los procesos principales sin cometer errores.

Identifica los procesos principales y los relaciona correctamente con sus efectos.

Resuelve las actividades sin cometer errores.

Identifica el concepto de variedad de especies y lo relaciona con el de biodiversidad correctamente.

Excelente 3

Describe e identifica la información de mapas cometiendo pocos errores.

Identifica la climatología con la distribución de los biomas cometiendo pocos errores.

Describe e identifica los factores climáticos y biológicos cometiendo pocos errores.

Describe e identifica los principales biomas y ecosistemas cometiendo pocos errores.

Identifica y relaciona su posición en el mapa cometiendo pocos errores.

Resuelve las actividades de forma válida, aunque con algunos errores.

Identifica y explica los procesos principales cometiendo pocos errores.

Identifica los procesos principales y los relaciona con sus efectos cometiendo pocos errores.

Resuelve las actividades de forma válida, aunque con algunos errores.

Identifica el concepto de variedad de especies y lo relaciona con el de biodiversidad de manera incompleta.

Satisfactorio 2

Describe e identifica la información de mapas cometiendo muchos errores.

Identifica la climatología con la distribución de los biomas cometiendo muchos errores.

Describe e identifica los factores climáticos y biológicos cometiendo muchos errores.

Describe e identifica los principales biomas y ecosistemas cometiendo muchos errores.

Identifica y relaciona su posición en el mapa cometiendo muchos errores.

Resuelve las actividades cometiendo muchos errores.

Identifica y explica los procesos principales cometiendo muchos errores.

Identifica los procesos principales y los relaciona con sus efectos cometiendo muchos errores.

Resuelve las actividades cometiendo muchos errores.

Identifica el concepto de variedad de especies y lo relaciona con el de biodiversidad cometiendo muchos errores.

En proceso 1

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Resuelve las actividades de manera totalmente errónea o no las resuelve.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

No logrado 0 Puntos

10 La diversidad de seres vivos

RÚBRICA DE ESTÁNDARES DE APRENDIZAJE

En proceso 1

23, 24, 25, 26 AF 10

38 AF 18, 20

AF 14

AF 18, 19

19

AF 20

9.1. Relaciona las adaptaciones de los vegetales con el medio en el que se desarrollan.

10.1. Reconoce la situación de la península ibérica entre dos áreas biogeográficas diferentes.

10.2. Reconoce la importancia de la península ibérica como mosaico de ecosistemas.

10.3. Enumera los principales ecosistemas de la península ibérica y sus especies más representativas.

11.1. Enumera los factores que favorecen la especiación en las islas.

11.2. Reconoce la importancia de las islas en el mantenimiento de la biodiversidad.

Identifica las adaptaciones animales a los medios terrestres.

Asocia las adaptaciones al Asocia las adaptaciones medio cometiendo pocos al medio cometiendo errores. muchos errores.

219 Describe e identifica los factores importantes correctamente.

Describe e identifica los factores importantes correctamente.

Describe e identifica las especies correctamente.

Identifica los elementos principales y establece las relaciones entre ellos correctamente.

Resuelve las actividades sin cometer errores.

Describe e identifica los factores importantes cometiendo pocos errores.

Describe e identifica los factores importantes cometiendo pocos errores.

Describe e identifica las especies cometiendo pocos errores.

Identifica los elementos principales y establece las relaciones entre ellos de forma válida pero cometiendo algunos errores.

Resuelve las actividades de forma válida, aunque con algunos errores.

Describe e identifica los factores importantes muchos errores.

Describe e identifica los factores importantes muchos errores.

Describe e identifica las especies cometiendo muchos errores.

Identifica los elementos principales y establece las relaciones entre ellos cometiendo muchos errores.

Resuelve las actividades cometiendo muchos errores.

Asocia las adaptaciones al Asocia las adaptaciones al Asocia las adaptaciones medio correctamente. medio cometiendo pocos al medio cometiendo errores. muchos errores.

Asocia las adaptaciones al medio correctamente.

27, 28, 29, 30, 31

8.2 Identifica las adaptaciones animales a los medios acuáticos.

AF 10, 12

Asocia las adaptaciones al Asocia las adaptaciones al Asocia las adaptaciones medio correctamente. medio cometiendo pocos al medio cometiendo errores. muchos errores.

Resuelve las actividades cometiendo muchos errores.

AF 11

Resuelve las actividades de forma válida, aunque con algunos errores.

Resuelve las actividades de Resuelve las actividades forma válida, aunque con cometiendo muchos algunos errores. errores.

Satisfactorio 2

8.1. Identifica las adaptaciones animales a los medios aéreos.

Resuelve las actividades sin cometer errores.

Excelente 3

Resuelve las actividades sin cometer errores.

34 AF 17

Herramientas de evaluación (actividades del LA)

7.1. Relaciona la latitud, la 19, 20, 21, 22 altitud, la continentalidad, AF 15, 16 la insularidad y las barreras orogénicas y marinas con la distribución de las especies.

6.2. Asocia y relaciona las principales formaciones vegetales con los biomas correspondientes.

Estándar de aprendizaje evaluable

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

No logrado 0 Puntos

La diversidad de seres vivos

10

RÚBRICA DE ESTÁNDARES DE APRENDIZAJE

38

AF: 20

39, 40, 41, 42 AF 21, 22, 23

39

Ciencia, tecnología y sociedad

41 AF 22, 23

42

43 AF 21

12.2. Identifica los principales endemismos de plantas y animales en España.

13.1. Enumera las ventajas que se derivan del mantenimiento de la biodiversidad para el ser humano.

14.1. Enumera las principales causas de pérdida de biodiversidad.

14.2. Conoce las principales amenazas que se ciernen sobre las especies y que fomentan su extinción.

15.1. Enumera las principales causas de pérdida de biodiversidad derivadas de las actividades humanas.

15.2. Indica las principales medidas que reducen la pérdida de biodiversidad.

16.1. Conoce los principales efectos derivados de la introducción de especies alóctonas en los ecosistemas.

Herramientas de evaluación (actividades del LA)

12.1. Define el concepto de endemismo o especie endémica.

Estándar de aprendizaje evaluable

220 Conoce muchos efectos y los describe sin cometer errores.

Identifica y explica las principales medidas sin cometer errores.

Aporta muchas causas válidas.

Identifica los elementos principales y establece las relaciones entre ellos correctamente.

Aporta muchas causas válidas.

Describe e identifica las ventajas correctamente.

Describe e identifica las especies correctamente.

Define el concepto sin cometer errores.

Excelente 3

Conoce suficientes efectos y los describe cometiendo pocos errores.

Identifica y explica las principales medidas cometiendo pocos errores.

Aporta suficientes causas válidas.

Identifica los elementos principales y establece las relaciones entre ellos de forma válida pero cometiendo algunos errores.

Aporta suficientes causas válidas.

Describe e identifica las ventajas cometiendo pocos errores.

Describe e identifica las especies cometiendo pocos errores.

Define el concepto de forma algo incompleta.

Satisfactorio 2

Conoce pocos efectos y los describe cometiendo muchos errores.

Identifica y explica las principales medidas cometiendo muchos errores.

Aporta pocas causas válidas.

Identifica los elementos principales y establece las relaciones entre ellos cometiendo muchos errores.

Aporta pocas causas válidas.

Describe e identifica las ventajas cometiendo muchos errores.

Describe e identifica las especies cometiendo muchos errores.

Define el concepto cometiendo muchos errores.

En proceso 1

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

No logrado 0 Puntos

10 La diversidad de seres vivos

RÚBRICA DE ESTÁNDARES DE APRENDIZAJE

La diversidad de seres vivos

10

PRUEBA DE EVALUACIÓN A Test (0,5 puntos cada una = 3 puntos) 1.

genes en el seno de una población debido a algún factor que dificulte o impida la viabilidad del cruzamiento entre dos o más grupos de individuos.

¿Cuáles de las siguientes mutaciones serán heredables? a) Una mutación que afecta a un óvulo.

Se produce por aislamiento reproductivo, que puede tener lugar de dos formas:

b) Una mutación que produce cáncer de piel. c) Una mutación en una bacteria que se reproduce asexualmente.

❚ Antes de la fecundación: por especialización de cada grupo en un hábitat diferente (aislamiento ecológico); por la aparición de variantes en los órganos sexuales que impiden la fecundación (aislamiento mecánico): por la incompatibilidad de los gametos (aislamiento gamético); por la diferencia de comportamiento entre los grupos (aislamiento etológico) o por la distinta época de madurez sexual (aislamiento estacional).

Respuesta correcta: a y c. 2.

¿Qué mide el índice de Shannon? a) El total de especies obtenidas en un censo sin tener en cuenta la importancia relativa de cada una. b) La uniformidad de la comunidad.

❚ Después de la fecundación: ocurre cuando la descendencia no es viable o no es fértil. Esto puede deberse a la inviabilidad de los híbridos o a la esterilidad de los híbridos.

c) La dominancia de ciertas especies en el ecosistema. Respuesta correcta: b. 3.

¿Cómo suelen ser las especies estenoicas?

2.

a) Generalistas.

Especies estenoicas son aquellas que tienen muy poco margen de tolerancia a algún factor ambiental, por lo que resisten mal los cambios ambientales.

b) Poco exigentes. c) Especialistas.

Especies eurioicas son aquellas que tienen amplia tolerancia frente a algún factor ambiental y pueden vivir en diversos ambientes.

Respuesta correcta: c. 4.

Según los neodarwinistas la fuente de variabilidad en las poblaciones se debe a:

3.

a) La lucha por la supervivencia. c) Las mutaciones genéticas.

4.

Respuesta correcta: c.

b) El grado de sustitución de especies entre comunidades. c) La riqueza de especies del conjunto de comunidades de una región. Respuesta correcta: b.

7.

5.

¿Qué tipo de relación interespecífica es la simbiosis?

Explica las ventajas de las siguientes adaptaciones de las plantas:

a) Neutra.

a) Superficie foliar grande.

b) Positiva para ambas especies.

Consiguen captar más luz en zonas con baja luminosidad.

c) Negativa para ambas especies.

b) Raíces largas.

Respuesta correcta: a.

Consiguen absorber agua de zonas profundas del suelo en ambientes secos.

¿Qué bioma se caracteriza por tener un clima frío, con precipitaciones en forma de nieve durante el invierno?

c) Número de estomas reducido.

a) Bosque caducifolio.

Pierden menos agua por transpiración en ambientes secos.

b) Taiga.

d) Hojas en forma de aguja.

c) Tundra.

Pierden menos calor en ambientes fríos. 6.

Respuesta correcta: c.

Preguntas (1 punto cada una = 7 puntos) 1.

¿Cuáles son las características de la sabana? Son praderas tropicales, con árboles y arbustos dispersos que se dan en regiones de temperaturas altas y diferencia marcada entre la estación seca y húmeda, en la que el crecimiento de las plantas es muy rápido. La fauna se caracteriza por la presencia de grandes mamíferos que migran en función de la disponibilidad de agua y alimento, seguida de sus carnívoros, como los leones y animales carroñeros.

¿Qué mide la diversidad beta? a) La riqueza de un ecosistema.

6.

¿Qué indica el principio de exclusión competitiva? Dice que dos especies no pueden ocupar el mismo nicho ecológico en el mismo hábitat, por lo que, en caso de encontrarse, una resultaría desplazada por la otra.

b) La adaptación al medio ambiente.

5.

¿Qué son las especies estenoicas? ¿Y eurioicas?

¿En qué consiste la especiación simpátrica? ¿De qué formas se puede producir? La especiación simpátrica es la interrupción del intercambio de

221

¿Qué es una especie endémica? Pon dos ejemplos de especies endémicas en la geografía española. Es una especie cuya distribución está limitada a un ámbito geográfico reducido. Algunos ejemplos son: la cabra montés y el sapillo pintojo ibérico.

10 7.

La diversidad de seres vivos

Explica brevemente de qué forma pueden causar pérdida de biodiversidad los siguientes factores:

b) Destrucción de hábitats: Puede causar la pérdida de poblaciones enteras o su asilamiento en pequeños grupos incapaces de mantener la tasa mínima de renovación de la población.

a) Especies invasoras: Son organismos introducidos en lugares distintos de su distribución natural que pueden extinguir las poblaciones autóctonas por predación, competir con ellas por los recursos, o bien hibridar amenazando los endemismos y la biodiversidad autóctona.

PRUEBA DE EVALUACIÓN B Test (0,5 puntos cada una = 3 puntos)

c) Equilibrio puntuado.

1.

Respuesta correcta: b).

Los órganos análogos se caracterizan por: a) Tienen la misma función y diferente estructura externa. b) Tienen la misma estructura externa y diferente función. c) Tienen distinta estructura interna y la misma función.

Preguntas (1 punto cada una = 7 puntos) 1.

Respuesta correcta: c). 2.

Las características morfológicas de una especie ¿cómo pasan a la descendencia según el lamarckismo?

Son la mutación y la reproducción sexual. 2.

b) Los caracteres adquiridos se heredan.

1. Dos o más grupos de una misma población quedan separados por una barrera física.

c) No se heredan, los descendientes tienen que volver a desarrollarlos.

2. Al ser las condiciones ambientales diferentes, con el tiempo cada grupo desarrollará diferentes características.

Respuesta correcta: b).

3. Estas diferencias se irán acumulando ante la imposibilidad de intercambiar información genética.

¿Cómo se llaman las plantas que se desarrollan sobre las ramas de los árboles sin parasitarlos, utilizándolos solo como soporte para recibir más luz?

4. Si las barreras desaparecen y estas poblaciones no pueden hibridar se formarán especies diferentes.

a) Epífitas. b) Trepadoras.

3.

Respuesta correcta: a).

b) ¿A partir de qué altitud no encontraríamos plantas?

¿Qué bioma se caracteriza por tener grandes extensiones herbáceas situadas en latitudes altas de clima templado, con precipitaciones moderadas?

c) Indica dos factores ambientales que pudieran limitar la supervivencia a mayor altitud de la que se observa en la gráfica.

a) Sabana.

70

c) Tundra.

60

N.º de especies de plantas

b) Pradera. Respuesta correcta: b). 5.

Atendiendo a la salinidad, ¿dónde es posible encontrar aguas salobres? a) En estuarios. b) En mares.

50 40 30 20 10 0

c) En lagunas.

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

Altitud (m)

Respuesta correcta: a). 6.

Observa la gráfica y responde: a) ¿Cuál es la altitud a la que encontramos mayor diversidad de plantas en la región representada en la gráfica?

c) Marcescentes. 4.

¿De qué forma tiene lugar la especiación alopátrica? La especiación alopátrica se da cuando una barrera geográfica impide que grupos de la misma población puedan reproducirse entre sí. Tiene lugar en varias etapas:

a) Hay una selección natural de los individuos con características más favorables.

3.

¿Cuáles son las principales fuentes de variabilidad genética?

¿Qué teoría afirma que la selección natural actúa por puro azar de modo neutro sobre las variaciones genéticas, ya que los sucesivos mutantes no ofrecen ventajas adaptativas?

a) La altitud a la que se existe mayor diversidad de especies está en torno a los 1 500 m.

a) Neodarwinismo.

c) Factores ambientales relacionados con la altitud pueden ser las bajas temperaturas, escaso espesor del suelo, escasez, de nutrientes…

b) A partir de los 3 000 m no se encuentran plantas.

b) Neutralismo.

222

La diversidad de seres vivos

4.

¿Cuál es la diferencia entre microevolución y macroevolución? Explica brevemente ambos procesos. La microevolución se produce en el seno de una población y en pocas generaciones. Las causas de la microevolución serían la mutación, la reproducción sexual, la deriva genética o un cambio aleatorio en la frecuencia génica de los alelos y el flujo genético por migración. La selección natural actuaría sobre las poblaciones que han sufrido estos cambios y originaría la especiación o la extinción de determinadas poblaciones. La macroevolución se produce a gran escala y abarca largos períodos de tiempo y grandes procesos de transformación. Estos procesos ocurrirían por cambios epigenéticos en la regulación génica y por remodelación de los genes Hox durante el desarrollo de los organismos más que por mutaciones puntuales de los genes. Esto permitiría grandes cambios que afectan simultáneamente a diferentes estructuras del cuerpo dando lugar a procesos de especiación rápida ocurridos en determinados períodos de tiempo.

5.

Indica una adaptación de los animales a los siguientes factores ambientales: a) Bajas temperaturas. Hibernación. b) Falta de luz. Bioluminiscencia. c) Altas temperaturas. Aumento de la relación superficie / volumen. d) Falta de humedad. Gruesas cutículas.

223

6.

10

Señala cinco especies vegetales y cinco animales representativas de las zonas húmedas del norte de la Península. Vegetales: hayas, robles, castaños, abedules, tejo y brezo. Animales: corzo, zorro, lobo, milano, garduña, urogallo.

7.

Explica de qué forma puede poner en peligro la biodiversidad: a) La sobreexplotación: El abuso en la explotación de recursos naturales de origen biológico con diferentes usos ha dado lugar a una disminución de las poblaciones hasta unos niveles críticos para garantizar la supervivencia de la especie, lo que en algunos casos ha culminado con su extinción. b) La contaminación: La contaminación procedente de los residuos producidos por la actividad humana (gases, plaguicidas, abonos, vertidos domésticos e industriales, etc.) ponen en riesgo la supervivencia de muchas especies por intoxicación, envenenamiento o disminución del número de presas disponibles. La contaminación de las aguas puede conducir a la eutrofización (acumulación de nutrientes) que tiene como consecuencia un rápido crecimiento de algas, enturbiamiento del agua y agotamiento del oxígeno, imposibilitando la vida de muchas especies.

15

FUNCIÓN DE RELACIÓN EN LOS ANIMALES

Introducción

E  

sta unidad trata sobre la función de relación en los animales. Se ha estructurado comenzando por el estudio de los estímulos y los órganos receptores para explicar a continuación cómo se procesa la información por parte del sistema nervioso y terminar con la descripción de los órganos responsables de ejecutar las respuestas. En el primer epígrafe se expone la estructura general de la función de relación, explicando las principales diferencias entre los sistemas nervioso y endocrino así como el concepto de homeostasis. El esquema general de la función de relación: estímulo – receptor – centro integrador – órgano efector marca el orden en que se exponen los epígrafes a lo largo de la unidad. De esta forma, el epígrafe 2 explica el mecanismo de acción de los receptores sensoriales, que se clasifican tanto por su localización como por el tipo de estímulo que detectan, incluyendo algunos ejemplos.

Mediante las distintas actividades Investiga que se proponen a lo largo del texto, se pretende que el alumnado indague sobre cuestiones de ampliación de los contenidos con el fin de consolidar dichos contenidos y para trabajar diversas competencias, como la competencia linguïstica, en cuanto que tienen que emplear lenguaje científico adaptado a su nivel para redactar informes; la competencia aprender a aprender, pues deben seguir una serie de pautas para llevar a cabo el proceso de búsqueda de información; la competencia sentido de iniciativa y espíritu emprendedor, en tanto que deben evaluar la validez de la información encontrada; la competencia digital, pues deben realizar búsquedas en medios digitales así como emplear herramientas TIC para la realización de presentaciones o pósters.

Objetivos ❚ Comprender el concepto de función de relación en los animales, sus elementos principales y su funcionamiento básico.

El epígrafe 3 explica los componentes del sistema nervioso, la transmisión del impulso nervioso, la sinapsis y la formación de de circuitos neuronales.

❚ Clasificar los principales tipos de receptores en función de los estímulos que captan.

En el epígrafe 4 se describen los principales modelos del sistema nervioso en invertebrados señalando las principales tendencias evolutivas. Y en el epígrafe 5 se describen los componentes fundamentales del sistema nervioso en los vertebrados. Aquí se explican las funciones básicas del sistema nervioso central y del sistema nervioso periférico, diferenciando el papel de los nervios somáticos y del sistema nervioso autónomo simpático y parasimpático.

❚ Comprender y diferenciar la organización y los principales elementos del sistema nervioso en los invertebrados y en los vertebrados.

En el epígrafe 6 se describen los órganos encargados de llevar a cabo las respuestas o efectores. Incluye un breve repaso de los componentes del aparato locomotor, sistemas esquelético y óseo así como las glándulas, diferenciando entre glándulas exocrinas y endocrinas. Finalmente el epígrafe 7 está dedicado a un estudio más detallado de la coordinación hormonal, incluyendo algunas de las principales hormonas de los invertebrados y el sistema endocrino de los vertebrados.

❚ Distinguir los componentes básicos del sistema nervioso y explicar el mecanismo de transmisión del impulso nervioso.

❚ Identificar los efectores, su mecanismo de actuación y su función en los animales. ❚ Conocer las principales hormonas, sus funciones y las glándulas que las segregan en los invertebrados y en los vertebrados.

Temporalización El tiempo previsto para desarrollar esta unidad, teniendo en cuenta las modificaciones a introducir en cada grupo concreto de alumnos según sus peculiaridades, podría establecerse en unas 9 clases: 8 para el desarrollo de contenidos y la realización de actividades y una más para la práctica.

302

Función de relación en los animales

15

PROGRAMACIÓN DIDÁCTICA DE LA UNIDAD Estándares de aprendizaje

Relación de actividades del LA

Competencias clave

Contenidos

Criterios de evaluación

Funciones de relación en los animales ❚   Sistemas de coordinación en los animales.

1. Comprender el funcionamiento integrado de los sistemas nervioso y hormonal en los animales.

1.1. Integra la coordinación nerviosa y hormonal, relacionando ambas funciones.

1, 2, 4, 5 AF 1, 3

CCL CMCCT CAA

2. Conocer los principales componentes del sistema nervioso y su funcionamiento.

2.1. Define estímulo, receptor, transmisor, efector.

3, 7, 8 AF 2

CMCCT

Los receptores sensoriales ❚   Mecanismo de acción de los receptores. ❚   Tipos de receptores. ❚   Los órganos sensoriales.

3. Reconocer los principales tipos de receptores en función de los estímulos que captan.

3.1. Identifica distintos tipos de receptores sensoriales.

6, 9, 10, 11, 12, 13 AF 4, 5, 6, 7, 8, 9

CCL CMCCT CD CAA

La coordinación nerviosa ❚   Componentes del sistema nervioso. ❚   El impulso nervioso. ❚   La sinapsis. ❚   Funcionamiento del sistema nervioso.

4. Explicar el mecanismo de transmisión del impulso nervioso.

4.1. Explica la transmisión del impulso nervioso en la neurona y entre neuronas.

14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 AF 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 Técnicas de trabajo y experimentación

CCL CMCCT CD CAA

El sistema nervioso en los 5. Identificar los principales tipos de invertebrados sistemas nerviosos en invertebrados. ❚   Modelos de sistema nervioso en los invertebrados.

5.1. Distingue los principales tipos de sistemas nerviosos en invertebrados.

21, 22, 23 AF 17, 18, 19, 20

CCL CMCCT CAA

El sistema nervioso en los vertebrados ❚   Sistema nervioso central. ❚   Sistema nervioso periférico.

6. Diferenciar el desarrollo del sistema nervioso en vertebrados.

6.1. Identifica los principales componentes del sistema nervioso de vertebrados.

24, 25, 26, 27 AF 21, 23, 24 Ciencia, tecnología y sociedad

CCL CMCCT CD CAA CSIEE CSC

7. Describir los componentes y funciones del sistema nervioso tanto desde el punto de vista anatómico (SNC y SNP) como funcional (somático y autónomo)

7.1 Explica el sistema nervioso central y periférico de los vertebrados. diferenciando las funciones del sistema nervioso somático y el autónomo

28, 29 AF 22

CMCCT

Los efectores ❚   Aparato locomotor. ❚   Las glándulas.

8. Identifica los principales componentes del sistema locomotor y los tipos de glándulas.

8.1. Describe los componentes del aparato locomotor.

30 AF 26, 28

8.2. Distingue entre musculatura voluntaria e involuntaria.

34 AF 26, 29

CCL CMCCT CD CAA

La coordinación hormonal ❚   Las hormonas en los invertebrados. ❚   Las hormonas en los vertebrados.

9. Describir los componentes del sistema endocrino y su relación con el sistema nervioso.

9.1. Establece la relación entre el sistema endocrino y el sistema nervioso.

35, 36 AF 25

CCL, CMCCT, CD, CAA, CSIEE

10. Conocer las hormonas y las estructuras que las producen en los principales grupos de invertebrados.

10.1. Relaciona las principales hormonas de los invertebrados con su función de control

31, 32, 33, 35 AF 27, 31

CMCCT CD CAA

11. Enumerar las glándulas endocrinas en vertebrados, las hormonas que producen y las funciones de estas.

11.1. Discrimina qué función reguladora y en qué lugar se evidencia, la actuación de algunas de las hormonas que actúan en el cuerpo humano.

AF 30, 32

CMCCT CD CAA CSIEE

11.2. Relaciona cada glándula endocrina con la hormona u hormonas más importantes que segrega, explicando su función de control.

36 AF 33, 34

Libro del Alumno (LA); actividades finales (AF); comunicación lingüística (CCL); competencia matemática y competencias básicas en ciencia y tecnología (CMCCT); competencia digital (CD); aprender a aprender (CAA); competencias sociales y cívicas (CSC); sentido de iniciativa y espíritu emprendedor (CSIEE); conciencia y expresiones culturales (CCEC).

303

15

Función de relación en los animales

PARA EL ALUMNO

MAPA DE CONTENIDOS DE LA UNIDAD

Vídeo: El cerebro nos engaña

Vídeo: Los sentidos animales más desarrollados Documento: La agonía de no sentir dolor

Enlace web: La neurona Animación: El potencial de acción Enlace web: Propagación del potencial de acción Enlace web: Sinapsis Enlace web: El experimento de Pavlov

Vídeo: El cerebro

Unidad 15: Función de relación en los animales 1. La función de relación 1.1. Sistemas de coordinación en los animales

2. Los receptores sensoriales 2.1. Mecanismo de acción de los receptores 2.2. Tipos de receptores 2.3. Los órganos sensoriales

3. La coordinación nerviosa 3.1. Componentes del sistema nervioso 3.2. El impulso nervioso 3.3. La sinapsis 3.4. Funcionamiento del sistema nervioso

4. El sistema nervioso en los invertebrados 4.1. Modelos de sistema nervioso en los invertebrados

PARA EL PROFESOR

Presentación

>>>>>>

Actividades de refuerzo y ampliación

304

5. El sistema nervioso en los vertebrados 5.1 Sistema nervioso central 5.2. Sistema nervioso periférico

Función de relación en los animales

15

WEBGRAFÍA DANA Foundation Interesantes recursos para profesores de una fundación dedicada a la divulgación de la neurociencia. http://www.dana.org/educators/ Brain Facts, Society for Neuroscience Web en inglés de la asociación estadounidense de neurociencia con

Enlace web: Actina y miosina

6. Los efectores 6.1. Aparato locomotor 6.2. Las glándulas

Enlace web: Regulación por retroalimentación de la tiroxina Enlace web: Hormonas y crecimiento en insectos Enlace web: Sistema endocrino Documento: Cuidado materno contra el estrés

7. La coordinación hormonal 7.1 Las hormonas en los invertebrados 7.2. Las hormonas en los vertebrados

multitud de recursos para la docencia. http://www.brainfacts.org/ Sociedad Española de Endocrinología y Nutrición Web de la SEEN en la que pueden encontrarse algunos recursos educativos relacionados con la endocrinología. http://www.seen.es/inicio.aspx

Práctica de laboratorio: Cálculo del tiempo de reacción ante un estímulo

Ciencia, tecnología y sociedad Investigación y enfermedades neurodegenerativas

Técnicas de trabajo y experimentación Efectos de las drogas sobre la frecuencia cardíaca de Daphnia pulex

Actividades y tareas

Síntesis de la unidad y Evaluación

Presentación Pruebas de evaluación

>>>>>>

305

Actividades de refuerzo y ampliación

15

Función de relación en los animales

SUGERENCIAS DIDÁCTICAS Para introducir la unidad se pueden utilizar las cuestiones del apartado Comprueba los que sabes para conocer los conocimientos previos que poseen los alumnos. A partir de estas preguntas es posible desarrollar los componentes básicos de la función de relación y sus funciones, al mismo tiempo que servirá de recordatorio de los conocimientos adquiridos en cursos anteriores (principalmente 3.º de ESO). Tras la lectura de la introducción y la realización de las cuestiones se sugiere visualizar el vídeo introductorio a la unidad para plantearse cuestiones que pueden dirigirse al alumnado acerca de cómo creen que han evolucionado los órganos sensoriales en el ser humano. Vídeo: EL CEREBRO NOS ENGAÑA Breve fragmento de Brain Games (National Geographic) en el que se muestra cómo el sistema visual humano tiende a verse atraído por los objetos que están en movimiento.

1. La función de relación (página 341-342) El primer epígrafe de la unidad proporciona una visión general de la función de relación. La representación esquemática del proceso puede ser útil para que los alumnos adquieran una idea general del papel que desempeña cada uno de los elementos que participan en esta función.

1.1. Sistemas de coordinación en los animales Es importante que los alumnos comprendan que la función de relación va más allá de las respuestas visibles que damos a los distintos estímulos que recibimos. La regulación de nuestro medio interno por medio de la homeostasis es una de las funciones principales de nuestros sistemas de control. En este sentido, la integración de las acciones de los sistemas nervioso y endocrino es clave para el mantenimiento de las constantes vitales. El distinto papel que desempeña cada uno de estos componentes en la regulación puede plasmarse en forma de tabla, de modo que los alumnos puedan comparar la diferencia en sus mecanismos de actuación. Puede resultar útil utilizar algunos ejemplos, como la diferencia entre el movimiento y la regulación hormonal del crecimiento. Para comprender la automatización del control interno por medio de la retroalimentación negativa se pueden utilizar ejemplos de control hormonal, como la regulación del nivel de azúcar en sangre, pero puede resultar más ilustrativo iniciar la explicación con un mecanismo que les resulte más familiar, como el de la sed.

2. Los receptores sensoriales (página 343-345) La explicación sobre el modo en que se lleva a cabo la función de relación comienza por el estudio de los receptores sensoriales que perciben los estímulos. Se recomienda visualizar el vídeo Los sentidos animales más desarrollados. Video: LOS SENTIDOS ANIMALES MÁS DESARROLLADOS Vídeo que muestra algunas formas curiosas en que los animales detectan ciertos estímulos.

2.1. Tipos de receptores La clasificación de los receptores por su localización puede ayudar a comprender que tenemos muchos más receptores sensoriales de los que habitualmente consideramos y que la mayoría se localizan en el interior del organismo.

2.2. Los órganos sensoriales La clasificación en función del tipo de estímulos permitirá a los alumnos comprender la variedad de modelos existentes en el reino animal. En este punto puede ser interesante señalar las diferentes estructuras que han desarrollado los animales para detectar los mismos estímulos, como ocurre con los receptores del olfato, del gusto o del equilibrio. También conviene hacer ver a los alumnos que el rango de percepción de los estímulos por parte de los distintos animales varía mucho. Aquí se puede profundizar en la distinta percepción de las imágenes mediante ocelos, ojos compuestos y el ojo humano. De la misma forma puede señalarse al diferencia entre las frecuencias que son capaces de detectar animales como los murciélagos o los cetáceos en comparación con el oído humano. Se recomienda la lectura del documento La agonía de no sentir dolor y la realización de las preguntas que acompañan al texto. Documento: LA AGONÍA DE NO SENTIR DOLOR En este artículo periodístico se habla acerca de la alteración genética que da lugar a la ausencia de nociceptores y, por tanto, a la ausencia de la sensación de dolor en el individuo. Lejos de lo que el alumnado podría pensar en un principio, esta alteración supone una grave amenaza para la supervivencia del individuo. Artículo interesante para reflexionar sobre el valor adaptativo de la capacidad de percibir el dolor.

3. La coordinación nerviosa (página 346-350) Este epígrafe se centra en la coordinación nerviosa. Comienza señalando las funciones principales del sistema nervioso y sus componentes.

3.1. Componentes del sistema nervioso El conocimiento de la estructura de la neurona es básico para la comprensión de la fisiología del sistema nervioso, pero también conviene señalar la importancia de las células acompañantes de la neuronas, como las células de Schwann y otras células de la glía, sin cuya participación en las funciones de nutrición y defensa no podrían sobrevivir. La estructura de la neurona puede verse en el siguiente enlace web. Enlace web: LA NEURONA Animación que muestra la estructura de la neurona y la dirección de propagación del impulso nervioso.

3.2. El impulso nervioso La propagación del impulso nervioso es, quizá, el concepto más difícil de esta unidad. Es conveniente que los alumnos recuerden la estructura de la membrana plasmática antes de iniciar la ex-

306

Función de relación en los animales

plicación y, en particular, los sistemas de transporte a través de la membrana, ya que los cambios en el potencial de membrana se explican por mecanismos de difusión y transporte activo. También resultará útil recordar los conceptos de gradiente y de potencial eléctrico, ya que son términos indispensables para explicar la transmisión del impulso nervioso. Aquí pueden resultar particularmente útiles para apoyar la explicación de la propagación del impulso nervioso la animación o el enlace web siguientes: Animación: EL POTENCIAL DE ACCIÓN Muestra la generación del potencial de acción y los conceptos de umbral, hiperpolarización y repolarización. Enlace web: PROPAGACIÓN DEL POTENCIAL DE ACCIÓN Animación que muestra la propagación del potencial de acción a lo largo de un axón.

3.3. La sinapsis En relación al proceso de sinapsis es interesante señalar la diferencia entre sinapsis eléctrica y química, explicando las ventajas de la sinapsis química en cuanto al control de la transmisión nerviosa. Este proceso se puede visualizar mediante el enlace web Sinapsis, que muestra la liberación de los neurotransmisores en la brecha sináptica como respuesta a un estímulo nervioso. Aquí puede resultar interesante explicar el modo en que algunas sustancias, como el alcohol, la cafeína y otras drogas, interfieren en la transmisión nerviosa, estimulándola o inhibiéndola. Enlace web: SINAPSIS Animación que permite visualizar los elementos que conforman una sinapsis.

15

en complejidad la necesidad de regulación. La aparición de receptores sensoriales más complejos dota a los animales de mayores recursos y esto va unido al desarrollo de centros nerviosos capaces de procesar la información y elaborar las respuestas adecuadas. La concentración de estos receptores y de los centros nerviosos en ganglios o centros nerviosos superiores como el cerebro tiene como resultado la progresiva cefalización del sistema nervioso animal.

5. El sistema nervioso en los vertebrados (página 353-356) El estudio del sistema nervioso en los vertebrados puede iniciarse con la descripción de sus principales componentes.

5.1. Sistema nervioso central La descripción del sistema nervioso central puede comenzarse explicando la estructura básica de la médula espinal. La comprensión de la evolución del encéfalo en los animales puede resumirse indicando las variaciones de las principales regiones a medida que otras han ido adquiriendo mayor importancia, por ejemplo la disminución del tamaño relativo del cerebelo y el bulbo raquídeo a medida que ha ido aumentando el tamaño del cerebro y la actividad consciente y la capacidad de aprendizaje o el aumento de los lóbulos ópticos frente a los lóbulos olfatorios en los animales que se guían fundamentalmente por la vista, como las aves. Para facilitar la explicación de la estructura del encéfalo, que suele resultar compleja, pude comenzarse por la visualización del vídeo El cerebro, donde se explican los componentes principales del encéfalo así como sus funciones. Video: EL CEREBRO En este vídeo se explican los componentes del encéfalo así como su función.

3.4. Funcionamiento del sistema nervioso Es importante que los alumnos comprendan la importancia del establecimiento de circuitos para el funcionamiento del sistema nervioso y la existencia de distintos tipos de neuronas según su papel en dichos circuitos. Debe explicarse que muchos circuitos se establecen como fruto del aprendizaje, algo que los alumnos pueden estudiar a través de la actividad Investiga sobre los experimentos de Pavlov y los reflejos condicionados, que se pueden ilustrar mediante el enlace web Los experimentos de Pavlov. Enlace web: EL EXPERIMENTO DE PAVLOV Gráfica animada para explicar la respuesta condicionada.

5.2. Sistema nervioso periférico En relación al sistema nervioso periférico es importante señalar la diferencia entre los nervios somáticos, de respuesta voluntaria y el sistema nervioso autónomo, de respuesta involuntaria. Puede explicarse aquí que los músculos que responden a uno u otro tipo de nervios son también distintos, como se verá más adelante. Para explicar la función antagonista de los sistemas simpático y parasimpático pueden utilizarse ejemplos cercanos a los alumnos, como la sensación se sequedad en la boca, la aceleración del latido cardíaco y la sudoración ante una situación de estrés como un examen.

6. Los efectores

4. El sistema nervioso en los invertebrados (página 351-352)

(página 357-358)

En este epígrafe hay que mencionar los dos tipos de respuesta, muscular y glandular, de los efectores.

4.1. Modelos de sistema nervioso en los invertebrados

6.1. Aparato locomotor

En este epígrafe se explican algunos de los modelos básicos del sistema nervioso en invertebrados. Es importante que los alumnos comprendan el sentido en el que el sistema nervioso ha ido cambiando a lo largo de la evolución a medida que aumentaba

307

En relación a la respuesta muscular se puede hacer referencia a los distintos tipos de sistema locomotor de los animales. Para ampliar la información sobre la estructura de los músculos y la contracción del músculo estriado se puede utilizar el enlace web Actina y miosina.

15

Función de relación en los animales

Enlace web: ACTINA Y MIOSINA Esta animación permite ver en detalle la estructura del músculo estriado y su mecanismo de contracción.

Documento : CUIDADO MATERNO CONTRA EL ESTRÉS

6.2. Las glándulas En relación a las glándulas, es importante señalar la diferencia entre glándulas endocrinas, exocrinas y mixtas utilizando algunos ejemplos.

7. La coordinación hormonal

Puede completarse este apartado poniendo ejemplos de disfunción de algunas glándulas, como la diabetes, el bocio o el gigantismo. Y leyendo, comentando y realizando las actividades del documento siguiente.

(página 359-361)

Podría comenzarse el epígrafe recordando el mecanismo de regulación hormonal basado en la retroalimentación, para lo que puede utilizarse como ejemplo el enlace web Regulación por retroalimentación de la tiroxina. Enlace web: REGULACIÓN POR RETROALIMENTACIÓN DE LA TIROXINA Animación sencilla en la que puede verse la respuesta endocrina a la variación en los niveles de tiroxina.

7.1. Las hormonas en los invertebrados Por ser menos conocidas, debe explicarse aquí la importancia de las hormonas en algunos invertebrados, en particular aquellos que tienen ciclos vitales complejos, como los insectos, para lo que puede utilizarse el siguiente enlace web. Enlace web: HORMONAS Y CRECIMIENTO EN INSECTOS Animación que permite el estudio paso a paso del efecto de diferentes hormonas en el crecimiento de los insectos.

7.2. Las hormonas en los vertebrados La explicación del sistema endocrino en los vertebrados puede basarse en el sistema endocrino humano, más conocido por los alumnos. Conviene empezar situando las principales glándulas endocrinas para, posteriormente, ir describiendo sus principales hormonas y su efecto en el organismo. Aquí puede ser de utilidad en enlace web El sistema endocrino que muestra la localización de las principales glándulas y las hormonas que producen.

Es el resumen de un artículo publicado por investigadores de la Universitat Autònoma de Barcelona en el que mostraron que el cuidado materno durante la época de lactancia en las ratas influye sobre cómo hacen frente al estrés esas crías cuando son adultas. Interesante para establecer una relación entre los factores ambientales y la coordinación de los sistemas nervioso y endocrino.

Ciencia, Tecnología y Sociedad Mediante este texto se pretende que el alumnado razone acerca de la importancia de la investigación para la búsqueda de estrategias para hacer frente a las enfermedades neurodegenerativas como Alzheimer y Parkinson. Por otro lado las propuestas de investigación están dirigidas a que el alumnado profundice algo más en las causas, síntomas y tratamientos más habituales de las enfermedades de Alzheimer y Parkinson y, por otro lado, que tomen conciencia de lo que supone el cuidado de estos enfermos, no solo por su coste económico, sino también psicológico por parte de los cuidadores que, a menudo, son los propios familiares de los enfermos.

Técnicas de Trabajo y Experimentación Se aprovecha el cuerpo transparente de Daphnia para medir su frecuencia cardíaca en respuesta a la adición de alcohol o cafeína. Es fácil conseguir ejemplares de Daphnia en acuarios y tiendas de animales. Si el grupo de alumnos tiene un nivel adecuado, lo ideal sería que ellos mismos se organicen y se distribuyan en grupos apoyándose en el guion del Libro del Alumno para realizar la práctica, lo que contribuirá a desarrollar sus destrezas científicas y manipulativas. Práctica de laboratorio : CÁLCULO DEL TIEMPO DE REACCIÓN ANTE UN ESTÍMULO Sencilla práctica alternativa a la del Libro del Alumno que pretende que los alumnos reflexionen acerca de la inmediatez de los reflejos y su valor adaptativo.

Enlace web: SISTEMA ENDOCRINO Animación que muestra la localización y función de las principales glándulas endocrinas del cuerpo humano.

308

Función de relación en los animales

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES

15

(páginas 340-361)

Comprueba lo que sabes

Investiga (página 343)

1.

Busca información sobre los fosfenos y su relación con la expresión «ver las estrellas». Elabora un breve resumen en el que expliques qué son los fosfenos, por qué se generan y qué cualidad de los receptores con respecto a los estímulos no se cumple en este caso.

¿Cómo perciben los animales los estímulos del exterior? Mediante los órganos de los sentidos.

2.

¿Qué órganos intervienen en la elaboración de una respuesta ante un estímulo? Intervienen los efectores, que reciben las respuestas elaboradas en el sistema nervioso. Los efectores son tanto el aparato locomotor como las glándulas (sistema endocrino).

3.

¿En qué consisten los reflejos? Son respuestas rápidas e involuntarias que no se procesan en el encéfalo. Su procesamiento tiene lugar a nivel de la médula espinal y pueden incluir tres o más neuronas.

Actividades 1

Los fosfenos constituyen la sensación de fogonazos de luz que tienen lugar cuando se recibe un golpe en un globo ocular y que es lo que comúnmente se conoce como «ver las estrellas». Está ocasionado por la despolarización de las células receptoras de la retina como consecuencia del estímulo mecánico. Los fosfenos son una excepción a la especificidad de los receptores, pues se genera una sensación visual (los fogonazos) a partir de un estímulo mecánico. 6

¿Cuáles son los componentes básicos de la función de relación?

¿Qué situación refleja esta imagen? ¿Qué consecuencias puede tener?

Los receptores, el sistema nervioso y el sistema endocrino. 2

¿Es lo mismo sentido que sensación? No. Los sentidos son receptores sensoriales especializados en la captación de un determinado estímulo, mientras que la sensación es el resultado del procesamiento en el sistema nervioso de la información enviada por los sentidos.

3

Di tres estímulos internos y tres estímulos externos. Estímulos internos pueden ser la posición del cuerpo, la detección de los niveles de glucosa (puede dar lugar al hambre) o el dolor (por ejemplo, las agujetas). Estímulos externos son la luz, el sonido o el sabor.

4

Indica qué sistema de coordinación actúa preferentemente en cada una de las siguientes situaciones:

La expresión de dolor y las manos tapándose los oídos indican que la intensidad del estímulo es muy alta. Si la intensidad se mantiene podría llegar a producir lesiones en el oído.

a) Retirar la mano cuando nos quemamos. Sistema nervioso.

7

b) Eliminar mayor cantidad de orina cuando bebemos mucho.

El umbral de excitación del sentido del olfato en los perros es mucho más bajo que en los humanos, lo que significa que el receptor es sensible a concentraciones muy bajas de partículas olorosas.

Sistema endocrino. 5

Explica los esquemas A y B. ¿Qué mecanismo de regulación representan? Busca información y cita un ejemplo de cada caso. Se trata de un mecanismo de retroalimentación negativa. Un ejemplo podría ser la frecuencia del latido cardíaco. Cuando estamos haciendo ejercicio la demanda de oxígeno y la necesidad de expulsar mayor cantidad de dióxido de carbono que cuando estamos en reposo hacen que la frecuencia cardíaca aumente para que el flujo sanguíneo aumente en los tejidos. Cuando paramos cesa la necesidad creada por el ejercicio y con ello el estímulo que hizo aumentar la frecuencia de latido. Este sería un ejemplo de A. Un ejemplo de B en el que se partiría de un estímulo con niveles elevados podría ser después de una comida muy rica en glucosa. En ese caso se liberará insulina desde el páncreas para reducir los niveles de glucosa. Cuando se hayan alcanzado los niveles normales de glucosa, se dejará de secretar la insulina.

309

¿Cómo explicarías que la sensibilidad que tienen los perros a los olores sea mucho mayor que la de los seres humanos?

8

En ocasiones entramos en un lugar en el que percibimos un fuerte olor, pero al cabo de un rato dejamos de hacerlo. ¿Cuál es la razón? Se debe a la adaptación de los receptores que detectan el olor.

Investiga (página 344) Algunos animales tienen órganos de los sentidos muy especializados. Busca información acerca de las ampollas de Lorenzini y redacta un breve informe indicando su localización, función y los animales en los que se encuentran. Las ampollas de Lorenzini son órganos sensoriales encargados de la detección de campos electromagnéticos y posiblemente de los cambios de temperatura. Son, por tanto, células electrorreceptoras que se encuentran en torno a la cabeza de los condrictios.

15 9

Función de relación en los animales

¿Qué tipo de receptores participan en el sentido del tacto? Los mecanorreceptores, fundamentalmente los corpúsculos de Meissner.

10 ¿Qué son las vibrisas y las sensilas? Elabora un breve re-

sumen en el que indiques qué animales presentan estos receptores y el tipo de estímulo que detectan.

Las vibrisas son propias de mamíferos y tienen una doble función. Por un lado, sirven para detectar corrientes de aire que les informan de la presencia cercana de otros animales (por ejemplo, las nutrias las utilizan para detectar a sus presas). En otros casos las usan para orientarse en el espacio, como las ratas o los gatos. También ayudan a los animales que las poseen a mejorar su sentido del olfato, pues pueden dirigir las corrientes de aire directamente hacia sus fosas nasales y percibir así mejor los olores. Las sensilas son receptores de estímulos no luminosos, principalmente táctiles, que presentan los artrópodos, y que a veces están asociadas a quimiorreceptores. Están formadas por una neurona modificada con forma de pelo que está insertada en una foseta. 11 ¿Qué otro órgano se encuentra asociado al oído en los

mamíferos?

El órgano del equilibrio. Reside en los canales semicirculares que comunican con la cóclea. El movimiento de la endolinfa en su interior permite detectar cambios de posición en el espacio.

la necesidad de contar con un buen modelo experimental para abordar una investigación. En el caso de Hodgkin y Huxley, este modelo fue el del axón gigante de calamar, que les fue muy útil debido al gran tamaño que presenta este axón, ya que les permitía emplear las técnicas electrofisiológicas del momento de forma adecuada, pues aún eran demasiado burdas para aplicarlas sobre axones con un menor diámetro. 14 ¿En qué dirección viaja preferentemente el impulso

nervioso?

Desde las dendritas hasta los axones. Es recomendable, sin embargo, aclarar que esta dirección es la más habitual pero que no es así siempre. Existen conexiones dendro-denríticas, axo-dendríticas o incluso axoaxónicas, y esa es una de las razones que hace que sea tan complejo el estudio del sistema nervioso, unido a la enorme cantidad de conexiones que puede recibir una sola neurona (hasta 10 000 en el caso de una neurona piramidal de la corteza cerebral). 15 ¿Qué ocurriría si una neurona no se repolarizara des-

pués de alcanzar el potencial de acción?

No alcanzaría de nuevo el potencial de reposo, por lo que quedaría incapacitada para recibir un nuevo estímulo. 16 En la figura 15.7 se observan unas líneas que correspon-

den con inicios fallidos. ¿Por qué se producen?

Porque el estímulo no ha alcanzado el umbral de excitación. 17 Indica una ventaja de la sinapsis eléctrica y otra de la

sinapsis química. La sinapsis eléctrica es más rápida. La sinapsis química permite mayor capacidad de control y modulación de la respuesta.

12 ¿Por qué se dice que los perros son capaces de detectar

sonidos que nosotros no detectamos?

Porque el umbral al cual se excitan sus receptores del olfato es mucho menor que el del ser humano. 13 Las polillas nocturnas son capaces de detectar sonidos

18 Busca información sobre el efecto que tienen las si-

guientes sustancias en el organismo e indica si son estimulantes o depresoras del sistema nervioso: alcohol, nicotina, codeína, cocaína, anfetamina diazepam y cafeína.

ultrasónicos. ¿Cuál crees que puede ser la razón?

Se debe a la coevolución o «carrera de armamentos» que se ha establecido entre las polillas y los murciélagos. Se ha observado que las polillas presentan mecanorreceptores que les permiten detectar las vocalizaciones ultrasónicas que emiten los murciélagos para guiarse en el espacio y, con ello, anticiparse al ataque de estos. Tanto es así, que se ha observado que las polillas detectan únicamente las frecuencias ultrasónicas en el rango en el cual emiten las vocalizaciones las especies de murciélagos que son sus potenciales depredadores.

Investiga (página 347) El axón gigante de calamar fue fundamental para estudiar la generación y conducción del impulso nervioso. Los investigadores que consiguieron describirlo por primera vez fueron Alan Hodgkin y Andrew Huxley, que recibieron el premio Nobel por sus descubrimientos. Busca información y elabora una presentación en la que describas de forma resumida las vidas científicas de Hodgkin y Huxley y por qué el axón gigante de calamar fue un modelo tan importante para sus investigaciones. Respuesta abierta. Es importante valorar en esta actividad que la información proceda de diferentes fuentes, que haya sido seleccionada adecuadamente y que el alumnado tome conciencia de

Son estimulantes la nicotina, la cocaína, la anfetamina y la cafeína. Son depresores el alcohol, la codeína y el diazepam.

Investiga (página 350) Algunos reflejos son fruto del aprendizaje. Busca información acerca de los experimentos del premio Nobel Ivan Pavlov y escribe un breve informe utilizando este ejemplo para explicar el significado del término «reflejos condicionados». Respuesta abierta. Hay información muy abundante en la red acerca de los experimentos de Pavlov. Es importante que en el informe se definan bien los conceptos de estímulo condicionado e incondicionado. Lo más habitual es que pongan como ejemplo los famosos experimentos sobre el perro y la salivación, pero se pueden proponer muchos otros, como la asociación de un estímulo sonoro con un choque eléctrico, una práctica habitual en la investigación experimental del condicionamiento que se conoce como miedo condicionado. También puede asociarse con estímulos que no sean aversivos, como la obtención de una recompensa en forma de comida, por ejemplo.

310

Función de relación en los animales

15

Investiga (página 355)

19 ¿Qué tipo de circuitos son, respectivamente, A y B?

En la corteza cerebral se han identificado distintas áreas donde se procesan determinados estímulos o se llevan a cabo determinadas funciones.

A

Busca información acerca de las áreas en que se procesa la información del lenguaje, sensitiva, motora, visual, táctil y auditiva y coloréalas sobre una silueta del cerebro.

B

Respuesta libre. Se trata de que busquen información y reconozcan al menos las regiones del cerebro donde se procesan las distintas modalidades sensoriales, así como las relacionadas con el lenguaje (tanto la encargada de su comprensión, como la de su elaboración).

A) Divergente B) Convergente 20 Qué tipo de reflejo se establece cuando al golpearnos la

rótula estiramos la pierna?

Adicionalmente se puede pedir que encuentren otras, como el área motora, o las relacionadas con la memoria. Son muy numerosos los esquemas del cerebro que pueden encontrarse en la red con las áreas sensoriales indicadas. Cisura de Rolando

s e n s o ria l

Piernas

Brazos

Área de asociación

Lóbulo frontal

Hemisferio izquierdo

Tronco

Á re a

Polarización de los circuitos, acumulación de neuronas en ganglios, cefalización. Presenta más ventajas el sistema nervioso de platelmintos porque al tener las neuronas acumuladas en ganglios su capacidad de procesamiento de la información es mayor que en la red distribuida que presentan los celentéreos.

Hemisferio derecho

mot o ra

platelmintos respecto de los celentéreos? ¿Cuál de los dos piensas que ofrece más ventajas?

Á re a

Es un arco reflejo. 21 ¿Qué tendencia observas en el sistema nervioso de los

Área de asociación

Cara

22 ¿En cuál de los sistemas nerviosos, ganglionar y anular,

Visión

Lóbulo parietal

bla

Audición

Ha

existe cefalización? ¿Y centralización?

Tanto la cefalización como la centralización se aprecian en el sistema nervioso ganglionar, pero no en el anular.

Cisura de Silvio

23 Razona por qué los insectos presentan un elevado nú-

mero de ganglios torácicos.

Porque en el tórax se localizan las patas y las alas de estos animales, que requieren una gran coordinación de movimientos.

Gusto olfato

Lóbulo temporal

Lóbulo posterior (occipital) Cerebelo

Área de Broca: centro del lenguaje articulado (solo en el hemisferio izquierdo)

26 Cita tres diferencias entre el encéfalo de un pez y el de

Investiga (página 353)

un ser humano.

Busca información y escribe un resumen en el que expliques en qué consiste la meningitis. La meningitis es una inflamación de las meninges causada, la mayoría de las veces, por infecciones víricas o bacterianas. Puede provocar lesiones severas en el cerebro e incluso la muerte. Los síntomas más frecuentes son dolor de cabeza, rigidez de la nuca, fiebre, intolerancia anormal a la luz o a los sonidos y trastornos de la consciencia. El diagnóstico temprano es fundamental para frenar su avance. El tratamiento se basa en la administración de antivirales o antibióticos, según la causa.

En los humanos el cerebro está mucho más desarrollado y abombado. Su corteza se encuentra plegada, formando circunvoluciones mientras que en los peces es lisa. Los lóbulos olfatorios están mucho más desarrollados en los peces. 27 Busca información y explica por qué una lesión en el

lado derecho del encéfalo afecta a menudo a los receptores o efectores del lado izquierdo del cuerpo y viceversa.

24 ¿Por qué la corteza cerebral se encuentra tan plegada?

Porque algunos nervios, como el auditivo o el óptico, se cruzan en el mesencéfalo conectando con el área del cerebro correspondiente del lado opuesto. Las fibras motoras de los nervios raquídeos se cruzan en el bulbo raquídeo.

Para incrementar la superficie y maximizar así el número de neuronas que se disponen en ella.

28 En una situación de estrés pueden aparecer síntomas

25 ¿Por qué un golpe fuerte en la nuca puede producir la

como sudoración, sequedad en la boca o el incremento de la frecuencia cardíaca. ¿Cuál es la razón?

Porque puede afectar al tronco encefálico, que controla muchas de nuestras funciones vitales involuntarias, entre ellas alguna tan importante como la respiración.

Se debe a la acción del sistema nervioso simpático, que actúa en situaciones de tensión. Además de otros efectos sobre el organismo, aumenta la sudoración e inhibe la producción de saliva.

muerte?

311

15

Función de relación en los animales

29 Copia la siguiente tabla y complétala señalando las di-

ferencias entre los sistemas simpático y parasimpático. Neuronas preganglionares

Neuronas

Simpático

Cortas

Largas

Cerca del sistema central.

Parasimpático

Largas

Cortas

Cerca de los órganos.

Sistema

35 Se ha llevado a cabo un experimento en larvas de la ma-

riposa Bombyx mori en el que mediante la administración de una molécula se ha inhibido la funcionalidad de la glándula protorácica. ¿Cuál crees que será el efecto sobre ese individuo?

Localización de los ganglios

30 ¿Qué función tienen las costillas en los vertebrados?

Las costillas sirven de protección a los pulmones y al corazón. Además, junto con la musculatura intercostal forman la caja torácica, que participa en los movimientos de ventilación pulmonar.

Investiga (página 358) Busca información acerca de las funciones que desempeñan las feromonas en las hormigas y elabora un breve resumen. Las feromonas son segregadas por glándulas exocrinas. Hay diversos tipos de feromonas y ayudan a las hormigas a identificar, por ejemplo, dónde se encuentra la comida, cuándo comienza el apareamiento, si hay que defender el nido, hasta dónde se extiende una colonia y quiénes la integran. Las feromonas se transmiten por el aire o por contacto directo y las hormigas las detectan mediante células receptoras ubicadas en las antenas. Las huelen como si se tratara de sustancias volátiles, o las saborean al tocar a sus pares. 31 Una mariposa macho del género Bombyx mori es capaz

de volar durante kilómetros al detectar bombicol en el aire. ¿Cómo explicas este comportamiento?

Los individuos se mantendrán en estado juvenil porque no pueden mudar y, por tanto, no pueden desarrollarse para dar lugar a la forma adulta.

Investiga (página 361) Busca información acerca de las consecuencias del hipotiroidismo y del hipertiroidismo y redacta un breve informe sobre estos trastornos. El hipertiroidismo es una afección en la cual la glándula tiroides produce demasiada hormona tiroidea. Puesto que la hormona tiroxina regula el metabolismo, muchas de las consecuencias de su hipersecreción estarán relacionadas con ello. Entre los síntomas se encuentran dificultad para concentrarse, fatiga, deposiciones frecuentes, bocio (inflamación de la glándula tiroides), temblor en las manos, intolerancia al calor, aumento de la sudoración o problemas para dormir. . El hipotiroidismo, por el contrario, se debe a que la glándula tiroides no produce suficiente hormona tiroidea. Suele producirse por padecer tiroiditis, es decir, inflación de la glándula tiroides, que termina afectando a la funcionalidad de sus células secretoras. Entre sus síntomas se encuentran un aumento de la sensibilidad a la temperatura fría, estreñimiento, fatiga, palidez, dolor articular o muscular, tristeza o depresión y aumento de peso. 36 a) En un experimento se alimentó a los renacuajos de

una especie de rana con tiroides de caballo. Los renacuajos sufrieron una metamorfosis prematura transformándose en diminutas ranas adultas.

Se debe a la gran sensibilidad que presentan los receptores de esta mariposa, capaces de detectar el bombicol a concentraciones tan bajas como una molécula por cada 1017 de aire.

b) En los lagos de las montañas de México, donde el agua es deficiente en yodo, existe una especie de salamandra que es capaz de reproducirse mientras permanece en forma juvenil.

32 ¿Qué función tienen las glándulas de Nasonov en las

abejas?

Se encuentran bajo el abdomen y segregan una feromona de alarma.

¿Cómo explicarías cada uno de estos hechos?

33 La extirpación de los bulbos olfatorios del hámster inhi-

En los dos casos el yodo es fundamental para el desarrollo de la forma adulta de los individuos. En el caso de las ranas, la aplicación de la tiroides de caballo induce el inicio de la metamorfosis de forma prematura y por eso se obtiene un individuo adulto pero de pequeño tamaño.

be su conducta sexual. ¿Qué relación hay entre ambos hechos?

Los hámster se comunican mediante feromonas que detectan mediante el olfato. La extirpación de los bulbos olfatorios impide dicha comunicación e inhibe por tanto la conducta sexual.

En el caso de la salamandra de México es la presencia de yodo la que inhibe la maduración. La carencia de yodo induce la maduración de los individuos, aunque eso no se vea reflejado en un incremento del tamaño.

34 ¿Qué tipo de musculatura forma el iris? ¿Y el útero?

En ambos casos se trata de musculatura lisa, de contracción involuntaria.

312

Función de relación en los animales

15

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES CIENCIA, TECNOLOGÍA Y SOCIEDAD (página 362) Análisis 1.

Aunque las causas concretas todavía se investigan, parece que la aparición de esta enfermedad puede estar relacionada con alguna alteración genética que conduce a la formación de placas de proteínas y otras sustancias alrededor de las neuronas causando su atrofia. A medida que progresa la degeneración de las neuronas, los síntomas de la enfermedad se agravan.

¿Qué significa nanocápsulas? Se trata de cápsulas de tamaño nanométrico, es decir, del orden de 10-9 m, a diferencia de las microcápsulas cuyo tamaño estaría en el orden de 10-6 m.

2.

¿Qué es la barrera hematoencefálica?

Actualmente se está investigando en la obtención de una vacuna. Mientras tanto, los tratamientos para estos enfermos se basan la intervención psicosocial y la administración de medicamentos. En los enfermos de Alzheimer se ha observado un déficit del neurotransmisor acetilcolina, por lo que los tratamientos farmacológicos se basan en la inhibición de la colinesterasa, enzima que degrada la acetilcolina.

La barrera hematoencefálica es una densa capa de células estrechamente unidas que recubren los capilares que irrigan el cerebro, protegiéndolo de cualquier sustancia potencialmente dañina. Esta misma barrera supone un impedimento para la llegada al cerebro de los medicamentos por vía sanguínea, razón por la que los implantes de nanocápsulas con medicamentos pueden ser una solución para el tratamiento de algunas enfermedades. 3.

❚ La enfermedad de Parkinson es un trastorno neurodegenerativo crónico que se produce por la destrucción de neuronas. Los síntomas de la enfermedad son temblores, rigidez muscular, dificultad para llevar a cabo determinados movimientos y pérdida de reflejos.

¿Qué crees significa craneotomía? La craneotomía es una operación quirúrgica en que parte del cráneo se elimina con el fin de acceder al cerebro.

4.

¿Por qué dice en el texto que los factores de crecimiento se liberan hasta que se degrada el polímero?

Las causas de la enfermedad no son del todo conocidas, aunque podrían existir factores genéticos que pueden verse estimulados por envejecimiento prematuro o toxinas ambientales.

Las nanocápsulas para liberación selectiva de fármacos están formadas por polímeros biológicos, a menudo poliaminoácidos, que se degradan transcurrido un cierto tiempo.

El tratamiento se basa en la administración de dopamina, ya que los enfermos de Parkinson tienen déficit de este neurotransmisor en el cerebro. La dificultad del tratamiento estriba en que la dopamina no puede atravesar la barrera hematoencefálica, por lo que no puede pasar del torrente sanguíneo al cerebro.

Propuesta de investigación 5.

Busca información acerca de estas dos enfermedades y escribe un breve informe en el que describas las causas y síntomas de cada una de ellas y sus tratamientos más habituales. ❚ La enfermedad de Alzheimer es una enfermedad neurodegenerativa que causa la pérdida de neuronas y sinapsis en la corteza cerebral. Se manifiesta mediante síntomas como pérdida de memoria, incapacidad para adquirir nuevos recuerdos, deterioro cognitivo y trastornos de conducta.

6.

Valora la implicación social de estas enfermedades e indica cuáles serían, a tu juicio, las medidas que se deberían tomar para paliar sus efectos. Respuesta libre

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES TÉCNICAS DE TRABAJO Y EXPERIMENTACIÓN Las pulgas de agua pueden encontrarse en estanques y lagunas e incluso, a veces, en fuentes públicas. También pueden comprarse en algunas tiendas de mascotas, ya que se utilizan como alimento para peces, por Internet o pueden criarse en un acuario en el propio centro. Esta es una actividad que requiere cierto tiempo, por lo que es conveniente repartir cada una de las pruebas a un grupo de clase y poner los datos en común al finalizar. Si los alumnos han realizado la actividad 18 de la página 349, puede plantearse una hipótesis de trabajo y reflexionar después de realizar la práctica acerca de lo que esperarían si se adicionasen otras sustancias depresoras o excitadoras de la actividad nerviosa.

313

(página 363)

Cuestiones 1.

¿Cuál es el efecto de cada una de las drogas empleadas sobre la frecuencia de latido? Se espera que el alcohol ralentice el latido cardíaco y la cafeína lo acelere.

2.

¿Cuál es estimulante y cual depresora? El alcohol es una sustancia depresora y la cafeína estimulante.

3.

¿Qué hormona natural humana podría causar un efecto similar a la sustancia estimulante? La adrenalina acelera el ritmo cardíaco.

15

Función de relación en los animales

SOLUCIONES DE ACTIVIDADES Y TAREAS La función de relación 1

2

9

Completa la siguiente tabla con las diferencias entre el sistema nervioso y el endocrino.

Los sabores son salado (ejemplo: sal común), dulce (ejemplo: azúcar), ácido (ejemplo: limón), amargo (ejemplo: café) y umami (ejemplo: queso y, en general, todos los alimentos ricos en glutamato).

S. endocrino

Velocidad

Rápida

Lenta

Duración

Corta

Larga

Transmisión

Electroquímica

Moléculas secretadas

Vía utilizada

Nervios

Medio interno

La coordinación nerviosa

Elementos

Neuronas

Hormonas

10 ¿Qué células forman parte del tejido nervioso?

Especificidad

Mayor

Menor

¿Cuáles son los efectores en la función de relación?

Neuronas y células de la glía (microglía, astrocitos, células de Schwann y oligodendrocitos). 11 ¿Por qué la corriente nerviosa viaja más rápidamente

por los axones mielínicos que por los amielínicos?

Porque en los axones mielínicos no es necesario despolarizar todo el axón sino solamente los espacios correspondientes a los nodos de Ranvier, lo que se consigue en menos tiempo. Es lo que se conoce como conducción saltatoria.

¿En qué consiste la retroalimentación negativa? Es un mecanismo homeostático que consiste en aumentar el nivel de un determinado factor cuando este ha descendido por debajo de un umbral o en disminuirlo cuando ha aumentado por encima de ese umbral.

12 Cuando existen problemas en los niveles de calcio del

organismo pueden producirse alteraciones del sistema nervioso. ¿A qué es debido esto?

Los receptores sensoriales 4

Los receptores auditivos y del equilibrio son mecanorreceptores que responden a estímulos mecánicos.

6

Porque la entrada de iones Ca2+ en el axón es lo que induce la liberación de los neurotransmisores a la brecha sináptica. Un déficit de calcio podría dificultar la transmisión del impulso nervioso.

¿Qué semejanzas existen entre los receptores del gusto y del olfato? ¿Y entre los auditivos y los del equilibrio? El gusto y el olfato son receptores químicos que detectan sustancias químicas.

5

13 ¿Qué representa la siguiente imagen? Escribe los nom-

bres que corresponden a las estructuras señaladas con flechas:

Señala en tu cuaderno el tipo de estímulo que captan los siguientes receptores: Receptor

Estímulo

Estatocistos

Movimientos y posición en el espacio

Ocelos

Luz

Línea lateral

Vibraciones del agua

Órgano de Jacobson

Sustancias químicas

Corpúsculo de Meissner

Tacto

1

7

5

3

4

¿Qué detectan los viscerorreptores? ¿Y los propioceptores?

Los propioceptores informan sobre la posición corporal y el grado de tensión de los músculos ¿Qué receptores detectan el frío? ¿Y el calor?

Representa una sinapsis. 1: axón; 2: botón terminal; 3: brecha sináptica; 4: receptor; 5: neurotransmisor; 6: vesícula sináptica; 7: axón. 14 ¿Qué representa la siguiente imagen?

Los corpúsculos de Krauss son sensibles al frío y los de Ruffini al calor. 8

2

6

Los viscerorreceptores detectan variaciones del medio interno, como temperatura, pH, etc.

7

Los seres humanos detectamos cinco sabores básicos. Busca información, describe cuáles son y pon un ejemplo de alimento que se caracterice por cada uno de esos sabores.

S. nervioso

Los músculos y las glándulas. 3

(páginas 364-365)

1 2

¿Por qué decimos que los insectos tienen visión en mosaico? Porque los ojos de los insecto son compuestos, es decir, están formados por numerosos omatidios o unidades fotorreceptoras, cada una de las cuales percibe una parte de la imagen.

3

4

314

Función de relación en los animales

15

Representa un arco reflejo.

El sistema nervioso en los vertebrados

Identifica:

21 ¿Qué estructuras señalan los números 1 y 2 en la si-

guiente imagen? ¿Qué componentes se diferenciar en cada una?

a) Neurona sensitiva: 1. b) Neurona motora: 3

1. Sistema nervioso periférico.

c) Interneurona: 2 15 La lidocaína es un fármaco que bloquea la apertura de

2. Sistema nervioso central.

los canales del sodio. ¿Por qué crees que se utiliza como anestésico local?

22 Los procesos vitales involuntarios los lleva a cabo:

Porque impide que los receptores encargados de la percepción del dolor se exciten (impide la generación del impulso nervioso).

b) Los sistema nervioso simpático y parasimpático

16 El siguiente esquema representa la distribución de car-

gas a ambos lados de la membrana de una neurona.

a) El sistema nervioso central. c) El sistema nervioso simpático. d) El sistema nervioso periférico.

Los sistemas nerviosos simpático y parasimpático y el sistema nervioso central

Exterior + + + + + + + + + + + + + + Interior - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - a) ¿Está polarizada o despolarizada?

23 Al cortar las raíces anteriores de la médula espinal se

Está polarizada

corta el arco reflejo porque:

b) ¿Cuál sería la diferencia de potencial en este momento? -70 mV

a) Se bloquea el paso de información sensorial al sistema nerviosos central.

c) ¿Qué nombre recibe este estado?

b) Degeneran los cuerpos celulares de las neuronas motoras.

Potencial de reposo.

c) Se bloquea la sinapsis de las neuronas de asociación.

El sistema nervioso en los invertebrados 17 Indica qué significan los siguientes términos referidos a

la tendencia evolutiva del sistema nervioso en los invertebrados: a) Polarización: tendencia a establecer circuitos nerviosos en una dirección concreta. b) Acumulación: tendencia a la acumulación de neuronas en ganglios.

d) Se impide la transmisión a las neuronas motoras. Respuesta correcta: d. 24 Indica la función de cada una de las siguientes regiones

encefálicas: cerebro, bulbo raquídeo, cuerpo calloso, hipotálamo, cerebelo. ❚ Cerebro: su función es centralizar la información sensorial y controlar los movimientos voluntarios. Aquí residen también funciones superiores como la memoria o la inteligencia.

c) Centralización: unión de ganglios en órganos de integración y coordinación.

❚ Bulbo raquídeo: controla funciones automáticas como los ritmos cardíaco y respiratorio, la presión sanguínea o la deglución.

d) Cefalización: tendencia a la acumulación de ganglios y estructuras sensoriales en la cabeza.

❚ Cuerpo calloso: haz de fibras muy denso que conecta ambos hemisferios para facilitar su comunicación.

18 ¿Qué diferencia hay entre el sistema nervioso de los

❚ Hipotálamo: regula muchas sensaciones internas, como la sed, el hambre o el sueño.

anélidos y el de los artrópodos?

El sistema nervioso de los artrópodos es más complejo. En lugar de los ganglios cefálicos de los anélidos, los artrópodos han desarrollado un cerebro. Además la cadena ventral de ganglios de los artrópodos se fusiona en un solo ganglio por segmento en lugar de un par por segmento como tienen los anélidos. 19 Copia en tu cuaderno la siguiente tabla y complétala:

❚ Cerebelo: controla el equilibrio y la coordinación motora. 25 ¿Qué órganos ejecutan las órdenes del sistema nervioso?

Los músculos y las glándulas 26 ¿Qué diferencia hay entre la musculatura esquelética y

la musculatura cardíaca?

Grupo de animales

Tipo de sistema nervioso

Crustáceos

Ganglionar

Equinodermos

Anular

La musculatura esquelética es de contracción voluntaria y está controlada por el sistema nervioso central. La musculatura cardíaca es involuntaria y está controlada por el sistema nervioso autónomo.

Platelmintos

Cordal

27 ¿Qué tipo de sustancias son las feromonas? ¿Qué glán-

Cnidarios

Plexos nerviosos

dulas las segregan?

20 ¿Por qué el sistema nervioso de los anélidos se asemeja

a una escalera?

Porque consta de dos cordones longitudinales con pares de ganglios por segmento unidos por nervios que se asemejan a los escalones de una escalera de mano.

315

Son sustancias químicas de reconocimiento segregadas por glándulas exocrinas. 28 Fíjate en la siguiente imagen y responde:

a) ¿De qué tipo de musculatura se trata? Musculatura estriada somática o voluntaria.

15

Función de relación en los animales

b) ¿Cuál de los dos músculos, A o B, está contraído?

32 Indica dónde se segregan y qué función tienen las si-

El B.

guientes hormonas:

c) ¿En qué observaciones has basado tu respuesta anterior?

Prolactina: segregada por la adenohhipófisis, estimula la producción de la leche tras el parto en los mamíferos.

Hay un acortamiento del músculo.

Oxitocina: segregada por la neurohipófisis, estimula las contracciones uterinas durante el parto.

d) ¿Qué señala el número 1?

Aldosterona: segregada por la corteza suprarrenal, regulan la reabsorción de iones en el riñón.

Los filamentos proteicos. 29 ¿Qué parte del sistema nervioso controla la contracción

Secretina: segregada por la pared del intestino delgado, estimula la secreción pancreática.

de la musculatura del aparato digestivo?

El sistema nervioso autónomo. El parasimpático estimula la contracción y el simpático la inhibe.

La coordinación hormonal 30 ¿Qué glándula está representada en la siguiente ima-

Adrenalina: segregada por la médula suprarrenal actúa elevando la frecuencia cardíaca, la presión sanguínea y la concentración de azúcar en la sangre. 33 Algunas hormonas tienen efectos antagónicos. Cita dos

parejas de hormonas antagónicas e indica la función de cada una.

gen? Indica qué hormonas produce y cuál es la función de cada una de ellas.

La insulina disminuye el nivel de azúcar de la sangre / El glucagón aumenta el nivel de azúcar en la sangre.

La glándula tiroides. Produce tres hormonas: Tiroxina y triyodotironina activan los procesos metabólicos de las células. La calcitonina disminuye la concentración de calcio de la sangre haciendo que se acumule en los huesos. 31 Completa la siguiente tabla acerca de las hormonas en

La paratohormona, provoca la deposición de calcio en los huesos / La calcitonina provoca la liberación de calcio de los huesos. 34 ¿Por qué el uso de la eritropoyetina o EPO está prohibi-

do en las competiciones deportivas?

los invertebrados: Grupo

Glándula

Hormona

Cefalópodos

Ópticas

Gonadotrópica

Anélidos

Ganglios cefálicos

Neurohormonas

Crustáceos

Glándula del seno

Cromatoforotropina

Insectos

Cuerpos alares

Hormona juvenil

Porque incrementa la resistencia al ejercicio físico ya que estimula la producción de eritrocitos, lo que da lugar a una mayor oxigenación del músculo durante el ejercicio físico aeróbico.

316

Función de relación en los animales

SOLUCIONES DE LA EVALUACIÓN 1.

Clasifica los receptores sensoriales en función del estímulo que detectan y pon dos ejemplos de cada uno.

Termorreceptores: corpúsculos de Krauss (frío); corpúsculos de Ruffini (calor). Quimiorreceptores: receptores del olfato (sustancias químicas volátiles); receptores del gusto (sustancias químicas disueltas).

2.

La siguiente gráfica representa los procesos que tienen lugar cuando se genera un impulso nervioso en una neurona. Identifica los procesos que aparecen numerados:

(página 367)

1: bulbo raquídeo (controla funciones vitales); 2: hipófisis (regula la liberación de hormonas); 3: hipotálamo (procesa la información sensorial antes de pasar a la corteza cerebral); 4: hemisferio cerebral ; 5: tronco cerebral (se ocupa, en general, de regular procesos vitales involuntarios); 6: cráneo (protege al encéfalo); 7: cerebro (procesa la información sensorial, elabora respuestas y es la base de las facultades superiores como la memoria); 8: cerebelo (coordina el movimiento); 9: médula espinal (participa en la realización de actos reflejos y transmite información hacia y desde el sistema nervioso central).

Mecanorreceptores: Vater Pacini (tacto); línea lateral de los peces (vibraciones del agua).

Fotorreceptores: manchas oculares (intensidades de luz); ojo (imágenes).

15

4.

Indica qué efectos tendrían las hormonas durante el desarrollo de un insecto: ❚ Hormona cerebral: Estimula la formación de la hormona de la muda.

Voltaje de membrana (mV)

❚ Ecdisona: Estimula el crecimiento. +40

3

❚ Hormona juvenil: Inhibe el crecimiento alargando el estado larvario.

4

5.

0

❚ Lóbulo anterior o adenohipófisis: la hormona del crecimiento (GH) estimula el alargamiento de los huesos; la prolactina estimula la producción de la leche tras el parto en los mamíferos; la hormona foliculoestimulante (FSH) estimula la maduración de los folículos ováricos y la producción de estrógenos en los ovarios y de testosterona en los testículos; la hormona luteinizante (LH) provoca la formación del cuerpo lúteo en los ovarios y la secreción de progesterona; la hormona estimulante de la tiroides (TSH) estimula la glándula tiroidea y la hormona adrenocorticotropa (ACTH) estimula la secreción de hormonas de la glándula suprarrenal.

2

-55 -70

5

1 0

1

2 3 Tiempo (ms)

4

5

1. Estímulo. 2. Umbral del excitación. 3. Despolarización.

❚ Zona media: Produce la hormona estimulante de los melanocitos (MSH), que provoca la síntesis de melanina.

4. Repolarización. 5. Fase refractaria. 3.

Identifica las estructuras señaladas en el siguiente esquema e indica la función de cada una de ellas:

5 4

Enumera las hormonas producidas por la hipófisis indicando la función de cada una de ellas:

❚ Lóbulo posterior o neurohipófisis: La oxitocina estimula las contracciones uterinas durante el parto y la vasopresina aumenta la reabsorción de agua en los túbulos renales y la presión arterial. ACTIVIDADES DE REFUERZO

6

Batería de actividades de refuerzo que presentan diferentes tipologías.

7 3 2

8

ACTIVIDADES DE AMPLIACIÓN

1

Batería de actividades de refuerzo que presentan diferentes tipologías.

9

PRUEBAS DE EVALUACIÓN Permiten evaluar los estándares de aprendizaje que desarrolla la unidad.

317

6, 9, 10, 11, 12, 13

3.1 Identifica distintos tipos de receptores sensoriales.

318

30 AF 26, 28

34

8.1 Describe los componentes del aparato locomotor.

8.2 Distingue entre musculatura voluntaria e involuntaria.

AF 26, 29

28, 29 AF 22

7.1 Explica el sistema nervioso central y periférico de los vertebrados, diferenciando las funciones del sistema nervioso somático y el autónomo

Identifica los componentes y la función de cada uno de los elementos principales correctamente

Reconoce los elementos y los relaciona con su función correctamente.

Identifica los componentes y la función de cada uno de los elementos principales correctamente.

Aporta todos los ejemplos explicados.

24, 25, 26, 27 AF 21, 23, 24

6.1 Identifica los principales componentes del sistema nervioso de vertebrados.

Identifica los elementos principales y establece las relaciones entre ellos correctamente Reconoce los elementos y los relaciona con su función correctamente.

14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 AF 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16

Reconoce los elementos y los relaciona con su función correctamente.

Define correctamente os conceptos.

Identifica los elementos principales y establece las relaciones entre ellos correctamente.

Excelente 3

5.1 Distingue los principales 21, 22, 23 tipos de sistemas nerviosos AF 17, 18, 19, 20 en invertebrados.

4.1 Explica la transmisión del impulso nervioso en la neurona y entre neuronas.

3, 7, 8 AF 2

2.1 Define estímulo, receptor, transmisor, efector.

AF 4, 5, 6, 7, 8, 9

1, 2, 4, 5 AF 1, 3

Herramientas de evaluación (actividades del LA*)

1.1 Integra la coordinación nerviosa y hormonal, relacionando ambas funciones.

Estándar de aprendizaje evaluable

Identifica los componentes y la función de cada uno de los elementos principales cometiendo pocos errores.

Reconoce los elementos y los relaciona con su función cometiendo pocos errores.

Identifica los componentes y la función de cada uno de los elementos principales cometiendo pocos errores.

Aporta suficientes ejemplos.

Reconoce los elementos y los relaciona con su función cometiendo pocos errores

Identifica los elementos principales y establece las relaciones entre ellos cometiendo pocos errores.

Reconoce los elementos y los relaciona con su función cometiendo pocos errores.

Define los elementos de forma válida, aunque con errores

Identifica los elementos principales y establece las relaciones entre ellos cometiendo pocos errores.

Satisfactorio 2

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

No logrado 0

Responde de manera totalmente errónea o no responde. Identifica los Responde de manera componentes y la función totalmente errónea o no de cada uno de los responde. elementos principales cometiendo muchos errores.

Reconoce los elementos y los relaciona con su función cometiendo muchos errores.

Identifica los Responde de manera componentes y la función totalmente errónea o no de cada uno de los responde. elementos principales cometiendo muchos errores.

Aporta pocos ejemplos

Reconoce los elementos y los relaciona con su función cometiendo muchos errores.

Identifica los elementos principales y establece las relaciones entre ellos correctamente.

Reconoce los elementos y los relaciona con su función cometiendo muchos errores.

Define los elementos cometiendo muchos errores.

Identifica los elementos principales y establece las relaciones entre ellos correctamente.

En proceso 1 Puntos

15 Función de relación en los animales

RÚBRICA DE ESTÁNDARES DE APRENDIZAJE

319

*LA: Libro del Alumno

36

11.2 Relaciona cada glándula endocrina con la hormona u hormonas más importantes que segrega, explicando su función de control.

AF 33, 34

AF 30, 32

AF 27, 31

31, 32, 33, 35

AF 25

35, 36

Herramientas de evaluación (actividades del LA*)

11.1 Discrimina qué función reguladora y en qué lugar se evidencia, la actuación de algunas de las hormonas que actúan en el cuerpo humano.

10.1 Relaciona las principales hormonas de los invertebrados con su función de control

9.1 Establece la relación entre el sistema endocrino y el sistema nervioso.

Estándar de aprendizaje evaluable

Identifica los elementos y la función de cada uno de ellos correctamente.

Reconoce los elementos y los relaciona con su función correctamente.

Aporta muchos ejemplos válidos.

Reconoce los elementos y los relaciona con su función correctamente.

Excelente 3

Identifica los elementos y la función de cada uno de ellos cometiendo pocos errores.

Reconoce los elementos y los relaciona con su función cometiendo pocos errores.

Aporta suficientes ejemplos válidos.

Reconoce los elementos y los relaciona con su función cometiendo pocos errores.

Satisfactorio 2

Identifica los elementos y la función de cada uno de ellos cometiendo muchos errores.

Reconoce los elementos y los relaciona con su función cometiendo muchos errores.

11.1 Discrimina qué función reguladora y en qué lugar se evidencia, la actuación de algunas de las hormonas que actúan en el cuerpo humano.

Reconoce los elementos y los relaciona con su función cometiendo muchos errores.

En proceso 1

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde

Responde de manera totalmente errónea o no responde

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

No logrado 0 Puntos

Función de relación en los animales

RÚBRICA DE ESTÁNDARES DE APRENDIZAJE

15

15

Función de relación en los animales

PRUEBA DE EVALUACIÓN A Test (0,5 puntos cada una = 3 puntos) 1.

❚ Propioceptores: Informan sobre la posición corporal y el grado de tensión muscular. Se localizan en las articulaciones, músculos y tendones.

Señala qué afirmación sobre las neuronas es falsa: a) Conducen la señal eléctrica. b) Reciben información de otra neurona.

2.

Es el sistema nervioso menos evolucionado, pues solo consiste en una red difusa no polarizada de neuronas donde no existen centros de control ni separación entre vías receptoras de estímulos y productoras de respuestas. Es característico de los cnidarios.

c) Se dividen continuamente. Respuesta correcta: c. 2.

Señala el receptor. a) Encéfalo.

3.

b) Órgano de Jacobson. Respuesta correcta: b.

La sustancia blanca está formada por axones con cubierta mielínica.

¿Qué tipo de receptor son los corpúsculos de Ruffini? a) Mecanorreceptor. b) Termorreceptor.

4.

Respuesta correcta: b. ¿Qué neuronas conducen el impulso desde los centros nerviosos hasta el efector?

Transmitir la información recibida de los receptores sensoriales hacia el encéfalo y las órdenes motoras procedentes de este hacia los efectores.

a) Sensitivas. b) Motoras. c) Interneuronas.

5.

Respuesta correcta: b. 5.

❚ Recibe información de los estímulos que proceden del exterior y de la posición del cuerpo del animal.

b) Anélidos.

❚ Lleva las órdenes para la contracción de los músculos esqueléticos voluntarios.

c) Platelmintos. Respuesta correcta: c.

Sistema nervioso autónomo: También llamado involuntario y neurovegetativo, regula y coordina el correcto funcionamiento de los órganos internos. Por ello es fundamental para mantener la homeostasis. Sus acciones son siempre involuntarias.

¿Qué glándula produce tiroxina? a) Tiroides. b) Paratiroides. c) Páncreas.

6.

Respuesta correcta: a.

¿Cómo clasificamos los receptores nerviosos según la procedencia del estímulo? Exterorreceptores: Detectan estímulos del medio externo y permiten conocer las variaciones de este. Se localizan en la superficie externa del animal.

Explica brevemente la función de las hormonas implicadas en el desarrollo de los insectos. La hormona cerebral es una neurohormona que estimula la actividad de la glándula protorácica, que segregará la hormona de la muda o ecdisona, la cual estimula el crecimiento en el adulto.

Preguntas (1 punto cada una = 7 puntos) 1.

¿Cuáles son los componentes, desde el punto de vista funcional, del sistema nervioso periférico? Sistema nervioso somático: Se encarga de la relación del sistema central con el medio externo, realizando dos funciones:

¿En qué grupo de animales encontramos un sistema nervioso cordal? a) Cnidarios.

6.

¿Cuáles son las funciones de la médula espinal? Realizar actos reflejos que permiten responder, de una forma rápida, a cambios del medio ambiente. Estos reflejos son fundamentales para la supervivencia del animal ya que le permiten tanto escapar de los depredadores como capturar presas.

c) Quimiorreceptor. 4.

¿Qué diferencia hay entre sustancia gris y sustancia blanca? La sustancia gris está formada por cuerpos neuronales, dendritas y axones sin mielina.

c) Bíceps. 3.

¿Qué es el plexo nervioso? ¿Qué animales lo presentan?

La hormona juvenil mantiene el estado larvario retrasando la aparición de los caracteres del adulto. 7.

Interorreceptores: Son sensibles a estímulos procedentes del interior del organismo. En este caso se pueden diferenciar:

¿Cuál es la función de las hormonas segregadas por la médula suprarrenal? La médula suprarrenal segrega dos hormonas, adrenalina y noradrenalina, que se segregan en situación de alerta o de estrés y actúan elevando la frecuencia cardíaca, la presión sanguínea y la concentración de azúcar en la sangre.

❚ Viscerorreceptores: Son sensibles a variaciones del medio interno, detectando cambios en la composición de este, la temperatura corporal, la concentración de gases respiratorios, etc,. Se encuentran en numerosos lugares del interior del organismo.

320

Función de relación en los animales

15

PRUEBA DE EVALUACIÓN B Test (0,5 puntos cada una = 3 puntos) 1.

1. Las vesículas sinápticas del axón liberan los neurotransmisores que contienen a la brecha sináptica. En este proceso intervienen también iones Ca2+.

Señala qué afirmación sobre las neuronas es verdadera. a) Conducen las señales químicas.

2. Los neurotransmisores se unen a los receptores específicos situados en la membrana de la neurona postsináptica.

b) Reciben información de otra neurona. c) Envían siempre señales a través de las dendritas.

3. La unión de los neurotransmisores con los correspondientes receptores provoca la despolarización de la membrana de la neurona postsináptica.

Respuesta correcta: b. 2.

Señala el efector.

4. Como consecuencia se crea una corriente nerviosa que se transmitirá a lo largo de esta neurona.

a) Encéfalo. b) Órgano de Jacobson.

Después de la unión con los receptores, los neurotransmisores deben dejar de actuar para evitar una estimulación continua de la neurona postsináptica. En unos casos se produce su destrucción por enzimas producidas en la neurona postsináptica. En otros casos los neurotransmisores son captados de nuevo por la neurona presináptica para poder ser utilizados otra vez.

c) Bíceps. Respuesta correcta: c. 3.

¿Qué tipo de receptor son los corpusculos de Meissner? a) Mecanorreceptor. b) Termorreceptor.

3.

c) Quimirreceptor. Respuesta correcta: a. 4.

¿Qué neuronas conducen el impulso desde el receptor sensorial hasta los centros nerviosos?

Neuronas motoras: conducen el impulso desde los centros nerviosos hasta un órgano efector.

a) Sensitivas.

Interneuronas o neuronas de asociación: se encuentran en los centros nerviosos y se encargan de conectar las neuronas sensitivas y motoras.

b) Motoras. c) Interneuronas. 4.

Respuesta correcta: a. 5.

b) Anélidos.

5.

c) Platelmintos.

¿Qué son las meninges? Son unas membranas que rodean al encéfalo y la médula espinal. Están constituidas por la duramadre, piamadre y aracnoides. Ente la duramadre y la piamadre circula el líquido cefalorraquídeo.

¿En qué grupo de animales encontramos un sistema nervioso ganglionar? a) Cnidarios.

Respuesta correcta: b. 6.

¿Qué tipos de neuronas conoces? Neuronas sensitivas: conducen el impulso desde el receptor hasta los centros nerviosos.

¿Qué diferencia hay entre el sistema nervioso simpático y el parasimpático?

b) Paratiroides.

El sistema nervioso simpático, en general, estimula a los órganos y prepara al organismo para hacer frente a situaciones de estrés, búsqueda de alimento, huida, etc. El parasimpático, por el contrario, relaja los órganos y favorece los procesos de recuperación del organismo.

c) Páncreas.

Sus diferencias anatómicas son:

¿Qué glándula produce insulina? a) Tiroides.

Respuesta correcta: c.

Neuronas preganglionares

Neuronas postganglionares

Localización de los ganglios

Simpático

Cortas

Largas

Cerca del sistema central

Parasimpático

Largas

Cortas

Cerca de los órganos

Preguntas (1 punto cada una = 7 puntos) 1.

¿Qué son los mecanorreceptores? Pon tres ejemplos de mecanorreceptores indicando el estímulo que detectan. Los mecanorreceptores son receptores nerviosos que responden a estímulos mecánicos como el tacto, la presión, el sonido, las vibraciones o la gravedad. ❚ Los corpúsculos de Vater-Pacini son sensibles a la presión. ❚ Los receptores auditivos detectan vibraciones sonoras. ❚ La línea lateral de los peces detecta vibraciones del agua o cambios de presión.

2.

¿Cómo se produce la transmisión química?

321

6.

¿Cuáles son las principales hormonas de los crustáceos? La hormona inhibidora de la muda y la hormona de la muda, que controlan el crecimiento del animal. La cromatoforotropina provoca la dispersión del pigmento por el cromatóforo, mientras que su inhibición concentra el pigmento dentro de la célula, por lo que controla los cambios de coloración del animal.

15 7.

Función de relación en los animales

Completa la siguiente tabla acerca de las hormonas en los vertebrados: Hormona

Glándula Adenohipófisis

Glucagón Parathormona

Hormona

Efecto Estimula las contracciones uterinas durante el parto

Páncreas Provoca la liberación de calcio de los huesos

Aldosterona Facilita la implantación del óvulo fecundado en el útero

322

Glándula

Efecto

Oxitocina

Adenohipófisis

Estimula las contracciones uterinas durante el parto

Glucagón

Páncreas

Aumenta el nivel de glucosa en la sangre

Parathormona

Paratiroides

Provoca la liberación de calcio de los huesos

Aldosterona

Corteza suprarrenal

Regula la absorción de iones en el riñón

Progesterona

Ovarios

Facilita la implantación del óvulo fecundado en el útero

Función de relación en los animales

NOTAS

323

15

16

FUNCIÓN DE REPRODUCCIÓN EN LOS ANIMALES

Introducción

E 

sta unidad aborda las modalidades de reproducción que han desarrollado los animales, desde los procesos de formación de células reproductoras hasta el desarrollo postembrionario. La unidad comienza con un resumen de los tipos de reproducción animal, tanto asexual como sexual, indicando las diferencias, ventajas y desventajas de cada tipo. En primer lugar se describen las modalidades de reproducción asexual: gemación, escisión y poliembrionía, incluyendo algunos ejemplos. A continuación se describen la unisexualidad, el hermafroditismo o la partenogénesis como modalidades de reproducción sexual. El epígrafe 2 explica la función del aparato reproductor de los animales con reproducción sexual, haciendo una primera referencia a la variedad tanto morfológica como del número de gónadas, y a continuación se describen algunos de los órganos accesorios más comunes, particularmente órganos copuladores, haciendo mención de la variabilidad de mecanismos de copulación. En el epígrafe 3 se describe el mecanismo de formación de gametos, comparando ovogénesis con espermatogénesis. También aquí se explican las características morfológicas de ambos tipos de células. En el epígrafe 4 se explican los tipos de fecundación, externa e interna, y el proceso de la fecundación, con un breve recorrido por cada una de sus fases. El epígrafe 5 se refiere al desarrollo embrionario, diferenciando las principales modalidades: ovíparo, ovovivíparo y vivíparo. Los anejos embrionarios para cada una de estas modalidades se explican a continuación, poniendo de relieve las adquisiciones evolutivas y en relación con la adaptación al medio terrestre. En este mismo epígrafe se explican las fases del desarrollo embrionario, indicando las diferencias que se producen dependiendo de la cantidad y distribución del vitelo en el cigoto. Por último, en el apartado relativo a la organogénesis se explican los principales tejidos y órganos que se originan de cada una de las capas embrionarias. El epígrafe 6 describe el desarrollo postembrionario, diferenciando entre directo e indirecto. En el caso del desarrollo embrionario

indirecto se explica la diferencia entre metamorfosis directa e indirecta. El epígrafe 7 describe los ciclos biológicos característicos de algunos animales y, finalmente, el epígrafe 8 se dedica a las técnicas artificiales de reproducción, explicando la clonación y la reproducción asistida. Mediante las distintas actividades Investiga que se proponen a lo largo del texto, se pretende que el alumnado indague sobre cuestiones de ampliación de los contenidos con el fin de consolidar estos y para trabajar diversas competencias, como la competencia linguïstica, en cuanto que tienen que emplear lenguaje científico adaptado a su nivel para redactar informes; la competencia aprender a aprender, pues deben seguir una serie de pautas para llevar a cabo el proceso de búsqueda de información; la competencia sentido de iniciativa y espíritu emprendedor, en tanto que deben evaluar la validez de la información encontrada; la competencia digital, pues deben realizar búsquedas en medios digitales así como emplear herramientas TIC para la realización de presentaciones o pósters.

Objetivos ❚ Distinguir los tipos de reproducción en los animales. ❚ Identificar los tipos de aparato reproductor y sus elementos constituyentes. ❚ Comprender el proceso de formación de los gametos, así como la fecundación y sus fases. ❚ Describir las fases del desarrollo embrionario y comprender el desarrollo postembrionario en los distintos grupos de animales. ❚ Reconocer los principales ciclos biológicos de los animales. ❚ Conocer las principales técnicas de reproducción artificial.

Temporalización El tiempo previsto para desarrollar esta unidad, teniendo en cuenta las modificaciones a introducir en cada grupo concreto de alumnos según sus peculiaridades, podría establecerse en unas 9 clases: 8 para el desarrollo de contenidos y la realización de actividades y una más para la práctica.

324

Función de reproducción en los animales

16

PROGRAMACIÓN DIDÁCTICA DE LA UNIDAD Contenidos Tipos de reproducción animal Tipos de aparato reproductor

Relación de actividades del LA

Competencias clave

Criterios de evaluación

Estándares de aprendizaje

1. Definir el concepto de reproducción y diferenciar entre reproducción sexual y reproducción asexual.

1.1. Describe y argumenta las diferencias entre reproducción asexual y sexual, sus ventajas e inconvenientes

3 AF 2, 4, 5

CCL CMCCT CD CAA

2. Describir los tipos de reproducción.

2.1. Identifica tipos de reproducción asexual.

1 AF 1, 3

2.2 Distingue los tipos de reproducción sexual.

3,4 5

CCL CMCCT CAA

2.3. Identifica los principales elementos 6, 7, 8, 9, 10 de los aparatos reproductores. AF 6, 7, 8, 9 , 10 La formación de gametos La fecundación El desarrollo embrionario El desarrollo postembrionario

Ciclos biológicos de los animales Técnicas de reproducción artificial

3. Describir los procesos de la gametogénesis.

3.1. Distingue y compara el proceso de espermatogénesis y ovogénesis.

11, 12, 13, 14, 15 AF 12, 13, 14, 15, 16

CCL CMCCT CAA

4. Conocer los tipos de fecundación en animales y sus etapas.

4.1. Diferencia los tipos de fecundación 16, 17 en animales y sus etapas. AF 17, 18, 19, 20, 21

CCL CMCCT CD CAA CSIEE

5. Describir las distintas fases del desarrollo embrionario.

5.1. Identifica las fases del desarrollo embrionario y los acontecimientos característicos de cada una de ellas.

18, 19, 20 AF 22, 23, 24, 25, 26, 28, 29, 30, 31 Técnicas de trabajo y experimentación

CCL CMCCT CD CAA

5.2. Relaciona los tipos de huevo con los procesos de segmentación y gastrulación durante el desarrollo embrionario.

22 AF 27

6. Analizar los ciclos biológicos de los animales.

6.1. Identifica las fases de algunos ciclos biológicos de los animales.

AF 32, 33, 34

CCL CMCCT

7. Describir las principales técnicas de reproducción artificial.

7.1. Identificar y describir las principales técnicas de reproducción artificial.

23, 24, 25, 26 AF 35, 36, 37 Ciencia, Tecnología y Sociedad

CMCCT CAA CD CSIEE CSC

Libro del Alumno (LA); actividades finales (AF); comunicación lingüística (CCL); competencia matemática y competencias básicas en ciencia y tecnología (CMCCT); competencia digital (CD); aprender a aprender (CAA); competencias sociales y cívicas (CSC); sentido de iniciativa y espíritu emprendedor (CSIEE); conciencia y expresiones culturales (CCEC).

325

16

Función de reproducción en los animales

PARA EL ALUMNO

MAPA DE CONTENIDOS DE LA UNIDAD

Enlace web: Aparato reproductor femenino y fecundación Enlace web: Fecundación del erizo de mar

Animación: Gametogénesis

Vídeo: ¿Cómo se reproducen los animales?

Práctica de laboratorio: Composición química de un huevo Enlace web: Anejos embrionarios Enlace web: Desarrollo embrionario humano Animación: El desarrollo embrionario Vídeo: Desarrollo embrionario del pez cebra Documento: Desarrollo embrionario paso a paso

Vídeo: Metamorfosis de la cigarra Práctica de laboratorio: Estudio de la metamorfosis de Bombyx mori

Unidad 16: Función de reproducción en los animales 1. Tipos de reproducción animal 1.1. Reproducción asexual 1.2. Reproducción sexual

2. Tipos de aparato reproductor 2.1. Glándulas sexuales 2.2. Órganos accesorios

3. La formación de gametos

4. La fecundación 4.1. Tipos de fecundación 4.2. Fases de la fecundación

5. El desarrollo embrionario 5.1 Anejos embrionarios 5.2 Fases del desarrollo embrionario

6. El desarrollo postembrionar

Presentación

PARA EL PROFESOR

WEBGRAFÍA Universidad de Missouri Interesantes animaciones orientadas a los animales de granja, pero útiles para mostrar algunos de los procesos básicos de la reproducción. http://animalsciences.missouri.edu/reprod/animations/ Reproducción sexual vs Reproducción sexual (Diffen.com) Curiosa web en la que pueden encontrarse comparaciones detalladas entre términos. Útil, no solo para esta unidad.

http://www.diffen.com/difference/Asexual_Reproduction_vs_Sexual_Reproduction Embryology online education and research website (USNW Embriology) Completísima web creada por el Dr. Mark Hill, donde se puede encontrar amplia información sobre el desarrollo embrionario. https://embryology.med.unsw.edu.au/embryology/index.php/Embryonic_Development

>>>>>>

Actividades de refuerzo y ampliación

326

rio

Función de reproducción en los animales

Enlace web: Reproducción alternante en cnidarios Documento: La boa constrictor puede tener crías sin aparearse

7. Ciclos biológicos de los animales

16

Enlace web: Obtención de tejidos por clonación

8. Técnicas de reproducción artificial 8.1 Clonación

Ciencia, tecnología y sociedad ¿Deben patentarse los seres vivos?

Técnicas de trabajo y experimentación Estudio de un huevo de gallina

Actividades y tareas

Síntesis de la unidad y Evaluación

Presentación Pruebas de evaluación

>>>>>>

327

Actividades de refuerzo y ampliación

16

Función de reproducción en los animales

SUGERENCIAS DIDÁCTICAS Para introducir la unidad se pueden utilizar las cuestiones del apartado Comprueba los que sabes, para analizar los conocimientos previos que poseen los alumnos acerca de los contenidos que se desarrollarán posteriormente. A partir de estas preguntas se puede conducir al alumnado hacia otros contenidos para demostrarles que habitualmente saben más de lo que creen, pues algunos de estos contenidos ya se han tratado en cursos previos. Tras la lectura de la introducción y la realización de las cuestiones se sugiere visualizar el vídeo introductorio a la unidad que ayudará al alumnado a recordar contenidos previos y les aportará una visión evolutiva de la función de reproducción. Vídeo: ¿CÓMO SE REPRODUCEN LOS ANIMALES? En este vídeo se muestra el proceso de reproducción sexual en los animales, explicando su importancia evolutiva. A lo largo de la narración se resumen las distintas fases de la reproducción sexual desde la formación de gametos, la fecundación externa e interna, los rituales de apareamiento, el desarrollo de distintos tipos de huevos y el desarrollo postembrionario.

1. Tipos de reproducción animal (páginas 369-370) Antes de explicar los tipos de reproducción, conviene señalar la diferencia entre células somáticas y germinales y entre división celular por mitosis y por meiosis, conceptos que es necesario dominar para la comprensión de los tipos de reproducción animal.

1.1. Reproducción asexual Es importante señalar que la reproducción asexual a partir de células somáticas es infrecuente en el reino animal, aunque existen algunos ejemplos. En este punto es necesario hacer referencia a las ventajas e inconvenientes de la reproducción asexual y sexual.

1.2. Reproducción sexual Entre las modalidades de reproducción sexual se han incluido la partenogénesis y la metagénesis. Ambas modalidades tienen una ubicación discutible. Se ha optado por incluir la metagénesis como modalidad de reproducción sexual porque lo es en una de sus fases, aunque alterna con otra fase de reproducción asexual. En el caso de la partenogénesis, aunque los individuos se desarrollan a partir de un único progenitor, lo hacen a partir de una célula sexual. En este sentido puede considerarse una modalidad de reproducción sexual que algunos animales utilizan ocasionalmente, como algunos anfibios y reptiles, o como parte de su ciclo vital, como en el caso de algunos insectos. La actividad Investiga propone a los alumnos la búsqueda de información acerca de la partenogénesis en las abejas. Sin embargo la partenogénesis mitótica es una modalidad de reproducción asexual, y se da también en algunos insectos, crustáceos o platelmintos. Es interesante recordar a los alumnos la dificultad de establecer divisiones entre las distintas formas en que los seres vivos desarrollan sus ciclos vitales.

2. Tipos de aparato reproductor (páginas 371-373) En este epígrafe se describen los órganos implicados en la reproducción sexual, gónadas y órganos accesorios como los aparatos copuladores o los espermatóforos.

2.1. Glándulas sexuales En relación a las gónadas es importante resaltar la variedad de modelos, tanto en morfología como en número, existentes en el reino animal. Conviene mencionar que el hermafroditismo con autofecundación es un modelo de aparato reproductor muy ligado al parasitismo, mientras que en el resto de animales que lo presentan predomina la fecundación cruzada.

2.2. Órganos accesorios En cuanto a los órganos accesorios conviene señalar la importancia de los órganos copuladores en la reproducción sexual en el medio terrestre para evitar la desecación de las células sexuales. Así mismo, es importante resaltar el papel de las glándulas anejas de los aparatos reproductores masculinos en la formación del líquido espermático, que aporta nutrientes y protección a los espermatozoides, algo especialmente importante en los animales terrestres. Los órganos reproductores accesorios en las hembras están muy relacionados con el desarrollo del embrión y varían por tanto en función de la modalidad de reproducción que presente el animal. En general, las hembras de animales terrestres han desarrollado estructuras accesorias más complejas que las de los animales acuáticos. Puede ponerse el ejemplo de oviductos más o menos largos en animales ovíparos según el tipo de huevo, ovopositores en muchos insectos para facilitar la puesta en lugares concretos o útero en el caso de los animales vivíparos. También se puede aprovechar para recordar la existencia de la cloaca en la mayoría de los vertebrados ovíparos donde desembocan los aparatos digestivo, excretor y reproductor y la ausencia de órgano copulador en las aves.

3. La formación de gametos (páginas 374-375) La explicación de los gametos podría iniciarse con un breve repaso de las fases de la meiosis. Dado que el proceso de gametogénesis es diferente en machos y hembras, es conveniente explicar ambos procesos de forma comparada para una mejor comprensión de estas diferencias. El enlace siguiente puede utilizarse para ilustrar la comparación entre ambos procesos. Animación: GAMETOGÉNESIS Esta animación muestra las fases de la ovogénesis y espermatogénesis a partir de las ilustraciones del Libro del Alumno.

Es importante señalar que, en el caso de la reproducción humana, la producción de espermatozoides es continua desde la pubertad, ya que solo la mitad de las espermatogonias que se producen por mitosis continuarán el proceso de diferenciación para convertirse en espermatozoides, mientras que el resto continúan produciendo más espermatogonias. En el caso de las mujeres es importante llamar la atención sobre el hecho de que la ovogénesis, al contrario de lo que ocurre en los hombres, se inicia durante el desarrollo embrionario, se reanuda durante la pubertad para la formación de los ovocitos de 2.º orden y se completa tras la fecundación, cuando tiene lugar la 2.ª división meiótica.

328

Función de reproducción en los animales

16

Debe mencionarse que los gametos en los animales son ansisogámicos y que su morfología está relacionada con el diferente papel que cada uno desempeña en la reproducción.

la hembra la que deposita los huevos en una bolsa que tienen los machos, los cuales los incuban hasta su eclosión.

El óvulo es la célula a partir de la cual se desarrollará el embrión, por lo que en la mayoría de las especies debe cargarse de vitelo nutritivo, lo que lo convierte en una célula inmóvil a la espera de ser fecundada. Su tamaño varía en función de la modalidad de reproducción; los óvulos de los animales ovíparos son más grandes que los de los animales vivíparos y entre los ovíparos, los de desarrollo embrionario corto serán más pequeños que los de desarrollo embrionario largo, que necesitarán más vitelo.

Practica de laboratorio: COMPOSICIÓN QUÍMICA DE UN HUEVO DE GALLINA

Los alumnos deben relacionar, así mismo, la morfología del espermatozoide y su estructura celular con la necesidad de desplazamiento para llevar a cabo la fecundación. Conviene señalar la importancia de la formación de un elevado número de gametos masculinos, ya que solo unos pocos lograrán rodear al óvulo y competir para la fecundación, mientras que el resto morirán. Una baja tasa de producción de espermatozoides pondría en peligro las posibilidades de fecundación.

4. La fecundación (página 376)

Esta práctica complemente a la del Libro del Alumno para proporcionar un conocimiento más completo de la composición de un huevo de gallina, lo que les ayudará a afianzar los conocimientos.

5.1. Anejos embrionarios Los anejos embrionarios varían dependiendo del tipo de reproducción ovípara o vivípara de los animales, pero también es diferente entre los animales ovíparos acuáticos y terrestres. En este epígrafe se explican los tipos de cubiertas que se desarrollan en cada caso. Los alumnos pueden poner a prueba la comprensión de este punto con el enlace web Anejos embrionarios sobre un huevo amniótico. Enlace web: ANEJOS EMBRIONARIOS Animación interactiva en la que los alumnos deben identificar los anejos embrionarios en un huevo amniótico.

4.1. Tipos de fecundación En este epígrafe se explican las diferencias entre la fecundación interna y externa así como las fases de la fecundación. Debe señalarse que en los animales con fecundación externa los óvulos pueden ser alimento para depredadores, por lo que su tasa de producción debe ser elevada, al igual que la de espermatozoides. Sin embargo el número de óvulos disminuye en los animales con reproducción interna ya que se encuentra protegido en el interior de la hembra, aunque el número de espermatozoides debe ser elevado ya que muy pocos conseguirán llegar hasta el óvulo. Las modalidades de fecundación pueden observarse en el enlace web siguiente. Enlace web: APARATO REPRODUCTOR FEMENINO Y FECUNDACIÓN Es una animación sencilla que muestra las partes del aparato reproductor femenino y el proceso de fecundación externa e interna.

4.2. Fases de la fecundación El proceso de fecundación se resume en cuatro fases que pueden observarse en el siguiente enlace web.

En la actividad Investiga se propone a los alumnos que identifiquen la diferencia entre los anejos embrionarios de los mamíferos marsupiales y placentarios, para que comprendan la importancia de la placenta en la culminación del desarrollo embrionario. La estructura de la placenta puede estudiarse mediante la actividad “La placenta” antes de realizar la actividad.

5.2. Fases del desarrollo embrionario Las fases del desarrollo embrionario no son fáciles de comprender para la mayoría de los alumnos, por lo que es conveniente apoyarse en dibujos y animaciones. El enlace web Tipos de huevos es una actividad de identificación de tipos de huevos en función de la cantidad y disposición del vitelo. Enlace web: DESARROLLO EMBRIONARIO HUMANO Animación que muestra la fecundación y las primeras fases del desarrollo embrionario: la formación de la mórula, la blástula, la gástrula y las tres hojas embrionarias.

Animación: EL DESARROLLO EMBRIONARIO Se pretende con esta animación dar una visión global de los procesos que tienen lugar durante el desarrollo embrionario.

Enlace web: FECUNDACIÓN DEL ERIZO DE MAR Esta animación muestra las fases de la fecundación. Aunque la animación está en inglés las imágenes son suficientemente explícitas.

5. El desarrollo embrionario (páginas 377-381) En relación al desarrollo embrionario, se diferencian tres grandes grupos de animales: ovíparos, vivíparos y ovovivíparos. Conviene, de todas formas, recordar que existen muchas pautas de reproducción dentro de estos grupos. Un ejemplo es el caso del caballito de mar, que se propone como actividad Investiga, donde es

329

El vídeo Desarrollo embrionario del pez cebra muestra el desarrollo embrionario de este animal en forma acelerado, lo que permite la visualización de las diferentes etapas. Video: DESARROLLO EMBRIONARIO DEL PEZ CEBRA Video que muestra imágenes reales de forma acelerada del desarrollo embrionario del pez cebra, donde se aprecia la segmentación, la formación de la blástula y de la gástrula y la organogénesis.

16

Función de reproducción en los animales

Documento: LA BOA CONSTRICTOR PUEDE TENER CRÍAS SIN APAREARSE

Documento: DESARROLLO EMBRIONARIO PASO A PASO En este documento de lectura se recuerdan y amplían las fases del desarrollo embrionario y se comentan algunas curiosidades al respecto. Interesante también como actividad de ampliación.

6. El desarrollo postembrionario (página 382)

Artículo periodístico que describe los hallazgos de un artículo publicado en la revista Biology Letters en el que se describía por primera vez la existencia de partenogénesis en la boa constrictor, lo que ha llevado a revisar los conocimientos que se tenían sobre los mecanismos reproductivos en los reptiles, especialmente en los reptiles más primitivos.

El desarrollo embrionario en los animales puede ser directo, por crecimiento o indirecto, mediante metamorfosis. En relación al desarrollo directo pueden ponerse de manifiesto algunas diferencias entre los animales con exoesqueleto o cubiertas externas duras, que necesitarán renovarlas mediante mudas, y el resto de los animales que simplemente desarrollan las características del adulto a medida que van creciendo. El desarrollo mediante metamorfosis puede ejemplificarse con la metamorfosis de los insectos diferenciando entre la metamorfosis directa y la indirecta. Puede utilizarse el vídeo Metamorfosis de la cigarra para explicar la metamorfosis incompleta. Video: METAMORFOSIS DE LA CIGARRA Vídeo que muestra la metamorfosis directa de una cigarra.

Práctica de laboratorio: ESTUDIO DE LA METAMORFOSIS DE BOMBYX MORI Se plantea la clásica cría de gusanos de seda desde un punto de vista más experimental, en el sentido de que los alumnos deben llevar a cabo la observación del proceso de metamorfosis de Bombyx mori y describir sus observaciones. Requiere cierto tiempo, por lo que puede plantearse con antelación al desarrollo de los contenidos de la unidad para, así, generar un mayor interés cuando se expliquen estos procesos en el aula.

7. Ciclos biológicos de los animales (página 383) Los animales pueden desarrollar ciclos vitales muy complejos desde su nacimiento hasta que alcanzan la edad adulta o reproductora. Dado que no existe un patrón común, salvo la existencia de una fase haploide corta y una fase diploide dominante, el concepto de ciclo biológico puede explicarse mediante la selección de algunos ejemplos. Puede ilustrarse el epígrafe con la visualización del siguiente enlace web: Enlace web: REPRODUCCIÓN ALTERNANTE EN CNIDARIOS Animación interactiva en la que los alumnos deben identificar las fases y estadíos del ciclo haplodiplonte de una medusa.

También puede ser de utilidad la lectura y realización de las preguntas del documento La boa constrictor puede tener crías sin aparearse.

8. Técnicas de reproducción artificial (páginas 384-385) Este último epígrafe se dedica a la intervención del hombre en la reproducción, tanto de los animales, para la obtención de mejoras genéticas, como de la especie humana, para solucionar problemas de fertilidad. Aquí se explican dos técnicas básicas de reproducción: la clonación y la reproducción asistida.

8.1. Clonación Conviene explicar el concepto de células madre, ya que a menudo en los medios de comunicación se utiliza el mismo término para referirse a técnicas diferentes. Es importante, por tanto, que los alumnos diferencien entre células madre embrionarias y células madre adultas. Enlace web: OBTENCIÓN DE TEJIDOS POR CLONACIÓN Animación que muestra los pasos que se siguen para la obtención de tejidos a partir de la clonación de una célula adulta.

8.2. Reproducción asistida En relación a las técnicas de reproducción asistida se debe recordar que existen diferentes técnicas para tratar diferentes problemas. Puede ser interesante pedir a los alumnos que relacionen estas técnicas con problemas de fertilidad concretos.

Ciencia, Tecnología y Sociedad Con este texto se pretende crear un pequeño debate en clase acerca de un tema tan controvertido como es el de la clonación. El debate debe servir para que comprendan bien en qué consiste la clonación y que reflexionen acerca de las consecuencias éticas que puede tener la aprobación de la clonación en humanos. Se puede introducir el concepto de clonación terapéutica y debatir acerca de su utilidad, para que comprendan que el término clonación no tiene por qué ser negativo por sí mismo.

Técnicas de Trabajo y Experimentación Mediante esta sencilla práctica de laboratorio se realizará una disección de un huevo de gallina. La práctica requiere poco instrumental pero sí controlar que el alumnado siga los pasos con mucho cuidado. Si el grupo muestra predisposición y la práctica se finaliza pronto es posible combinarla con una de las prácticas alternativas a la del Libro del Alumno, mediante la que se analiza la composición química del huevo. La combinación de ambas prácticas puede aportar un conocimiento completo del huevo y ayudar a afianzar los contenidos acerca del desarrollo ovíparo.

330

Función de reproducción en los animales

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES Comprueba lo que sabes 1.

2.

¿Qué es el hermafroditismo? ¿Y la partenogénesis? Hermafroditismo: todos los individuos son portadores tanto de gónadas masculinas como femeninas.

Investiga (página 370) Explica mediante una presentación cuál es el origen y la dotación cromosómica de las tres castas de abejas: reina, zánganos y obreras. Ver ilustración de la página 383 del Libro del Alumno. 3

Partenogénesis: modo de reproducción mediante el que pueden obtenerse individuos adultos haploides a partir de óvulos sin fecundar. 3.

Investiga (página 369)

Una posible desventaja es que la variabilidad genética es menor al carecer de la información genética que aportan los machos. 4

Busca ejemplos de animales capaces de reproducirse mediante escisión y redacta un breve informe explicando cómo tiene lugar este proceso en cada uno de ellos.

a) ¿Se trataría de reproducción sexual o asexual? b) ¿Cuál sería la dotación cromosómica de la descendencia?

Existen dos tipos de escisión:

2n.

❚ Arquitomía, que se da en estrellas de mar y ofiuras, donde a partir de un único brazo puede llegar a regenerarse todo el organismo, y se observa también en la lombriz de tierra o en las planarias, cuyo cuerpo puede dividirse transversalmente y cada uno de esos fragmentos dar lugar a un nuevo organismo.

1

2

c) ¿Cuál sería el sexo de la descendencia? Serán hembras. d) ¿Cómo serían, genéticamente, los descendientes entre sí y respecto a la madre? Iguales. Al no haber meiosis no hay recombinación genética. 6

¿Crees que en una camada de armadillos habrá machos y hembras? Al reproducirse por poliembrionía, todos los embriones proceden de la escisión de un cigoto original procedente de la

331

¿Qué tipo de reproducción presentan los anélidos? Hay variantes en la reproducción de los anélidos. Algunas especies se reproducen asexualmente por escisión. El resto de especies lo hacen sexualmente. Las lombrices de tierra son hermafroditas pero su fecundación es cruzada, mientras que en los poliquetos hay machos y hembras separados.

7

¿Cuál será la dotación cromosómica de la descendencia por escisión de un individuo 2n = 6? La escisión se produce por mitosis, luego la dotación cromosómica de la descendencia será la misma, 2n = 6.

En algunas especies, las hembras son capaces de reproducirse por partenogénesis a partir de células reproductoras producidas por mitosis. Se trata de reproducción asexual.

La escisión consiste en la generación de uno o varios individuos a partir de uno o varios fragmentos del individuo original.

La poliembrionía es un caso especial de escisión. Se da cuando un embrión en su fase inicial de desarrollo se divide en varios grupos de células desarrollando cada uno de ellos un embrión independiente. Se da en algunos insectos parásitos. En los vertebrados un caso típico es el armadillo.

¿Por qué crees que la mayoría de los animales hermafroditas llevan a cabo la fecundación cruzada? La fecundación cruzada supone un intercambio de gametos y con ello se asegura la variabilidad genética en la descendencia.

5

❚ Paratomía: se observa en algunos grupos de poliquetos y consiste en que en la región posterior de su cuerpo se forman segmentos que dan lugar a individuos denominados zooides, que se forman en cadena y estarán unidos al organismo inicial hasta que se separen de él. Este tipo de escisión es más común que la arquitomía.

¿Qué ventajas e inconvenientes presenta la partenogénesis respecto a la unisexualidad? La característica de la partenogénesis es que una hembra puede reproducirse sin la participación del macho, lo que constituye una ventaja en determinadas situaciones de escasez de machos.

¿Qué es el amnios? ¿Cuál es su importancia evolutiva? El amnios es una membrana que contiene el huevo de los reptiles, las aves y los mamíferos, que contiene un líquido, el líquido amniótico, que proporciona el ambiente acuoso necesario para que se desarrolle el embrión. El amnios permite los movimientos fetales, protege frente a posibles golpes y permite que las sustancias de desecho del feto lleguen de nuevo a la circulación materna para su excreción (en el caso de los mamíferos).

(páginas 368-385)

fecundación de un óvulo por un espermatozoide, por lo tanto, todos las individuos compartirán la misma información genética y el mismo sexo.

¿Por qué los gametos masculino y femenino son morfológicamente diferentes? Los gametos son anisogámicos porque el femenino suele ser inmóvil y es el que contiene las sustancias de reserva para el futuro embrión, mientras que el masculino suele ser móvil y no contiene sustancias nutritivas pero sí un flagelo.

16

En las aves, las hembras tienen un único ovario activo. Observa la figura 16.6 e identifica las estructuras A y B. A: Oviducto. B: Cloaca.

8

Busca información y di qué órganos accesorios femeninos presentan al menos dos de estos animales: a) Hormigas: poro genital, oviducto, ovopositor y espermateca. b) Ranas: oviducto y cloaca.

16

Función de reproducción en los animales

c) Caimanes: oviducto, cloaca.

17 ¿Por qué los animales con fecundación externa ponen

un número de huevos muy superior al de los animales con fecundación interna?

d) Elefantes: trompas de Falopio, útero, vagina. 9

¿Cuál es la función de la glándula de Cowper? Proporciona un fluido, el líquido seminal, que actúa como lubricante y aporta nutrientes y protección a los espermatozoides.

En la fecundación externa un número elevado de óvulos no son fertilizados y muchos, aunque lo sean, son presa de numerosos depredadores. Por esta razón, la puesta debe ser muy abundante, para garantizar la supervivencia del mayor número posible de descendientes.

10 Busca información y di qué órganos accesorios masculi-

nos presentan al menos dos de estos animales: a) Hormigas: poro genital, conducto deferente, glándulas accesorias, testículos y órgano copulador. b) Ranas: testículos, canal espermático, órgano copulador (pene). c) Caimanes: pene doble, testículos, glándulas accesorias.

11 En qué fase se encuentran las células germinales femeni-

nas en el momento del nacimiento? ¿Y las masculinas? Las células germinales femeninas se encuentran detenidas en la profase I de la meiosis, y continuarán su desarrollo a partir de la pubertad, una en cada ciclo menstrual. Las células masculinas se encuentran en estado de espermatogonias y permanecerán así hasta el momento de la pubertad, cuando algunas células comenzarán las fases que darán lugar a los espermatozoides maduros, manteniéndose siempre un grupo de células indiferenciadas que harán posible que este proceso se mantenga durante la vida fértil del varón.

12 Elabora una tabla con las diferencias entre espermato-

génesis y ovogénesis.

Espermatogénesis

Investiga (página 377) Los caballitos de mar son peces con una pauta de reproducción poco frecuente. Busca información acerca de cómo tiene lugar la fecundación en estos peces y elabora una presentación en la que expliques cuál es esa pauta de reproducción. Añade algunas fotografías. Lo que caracteriza a los caballitos de mar es que es el macho quien lleva a cabo el cuidado de los huevos durante el desarrollo de los embriones en el interior de estos. Durante el apareamiento, la hembra pasa los huevos a una bolsa que porta el macho, que mantendrá los huevos en esa bolsa durante unos 45 días hasta que eclosionen. Durante esos días la hembra únicamente se acercará de vez en cuando para chequear el estado de los huevos. Una vez que los huevos eclosionan el macho abandona a las crías y se apareará de nuevo con la hembra para recoger en su bolsa nuevos huevos. 18 ¿Tiene alguna relación la cantidad de vitelo y la duración

del desarrollo embrionario? Razona la respuesta.

Ovogénesis

La proliferación tiene lugar durante la pubertad.

La proliferación tiene lugar durante el desarrollo embrionario.

La fase de maduración se inicia en la pubertad.

La fase de maduración se inicia en el desarrollo embrionario.

La maduración da lugar a cuatro espermátidas.

La maduración da lugar a una ovátida y tres corpúsculos polares.

La diferenciación origina cuatro espermatozoides.

La diferenciación origina un solo óvulo.

Los embriones dependen del vitelo para su desarrollo, ya que es su única fuente de alimento. Si el vitelo es escaso, el desarrollo embrionario no llegará a término y el nacimiento se producirá en estado larvario, completándose el desarrollo embrionario en el exterior. Los animales que nacen completamente desarrollados ponen huevos con mucho vitelo. 19 La imagen muestra una ooteca de Mantis religiosa.

¿Por qué muchos insectos desarrollan ooteca? Los insectos son animales terrestres y sus huevos son sensibles a la desecación. Algunas especies realizan la puesta en lugares húmedos, pero los que lo hacen al aire libre los protegen a veces en una cápsula, la ooteca, que los aísla del exterior, evitando que se sequen.

13 ¿Cuál es la función de la cola del espermatozoide?

La cola del espermatozoide sirve para impulsarlo en su movimiento hacia el óvulo.

20 ¿Por qué crees que los reptiles, aves y mamíferos han

colonizado una gran variedad de hábitats en la Tierra mientras que los anfibios constituyen un grupo de distribución geográfica mucho más limitada?

14 ¿De dónde obtiene el espermatozoide los nutrientes

necesarios para la obtención de energía? Del líquido seminal.

Reptiles, aves y mamíferos son amniotas. El desarrollo de las cubiertas del huevo, amnios, alantoides y corion, proporcionó a los embriones el ambiente húmedo necesario para su desarrollo permitiendo el intercambio de gases y la recogida de los desechos. Así mismo la cáscara lo protege de la desecación.

15 ¿Qué óvulo contendrá más vitelo, uno de una hembra

de elefante o uno de una hembra de lagarto? Razona la respuesta. El de una hembra de lagarto, ya que el embrión se desarrollará en el huevo y no tendrá otro aporte de nutrientes durante su desarrollo. El embrión del elefante, por el contrario, puede recibir nutrientes directamente de la madre, por lo que no es preciso que el óvulo contenga tanto vitelo como en el caso del lagarto.

16 ¿Qué tipo de fecundación está representado en cada

21 Observa la figura 16.19. ¿Cómo se convierte la blástula

en gástrula, mediante embolia o mediante epibolia? Mediante embolia. 22 Los huevos del pez cebra tienen gran cantidad de vite-

lo. ¿Cómo será su segmentación? ¿Y su gastrulación?

una de las imágenes? A) Fecundación externa

El huevo del pez cebra es telolecítico. Su segmentación será parcial discoidal. Su gastrulación se da mediante epibolia. Son animales triblásticos.

B) Fecundación interna

332

Función de reproducción en los animales

Investiga (página 380) La teoría evolutiva ha sido avalada por diversas pruebas, entre ellas las embriológicas. A continuación puedes ver cómo se origina la boca en los animales protóstomos. Busca información, elabora un dibujo donde muestres cómo es el desarrollo de un animal deuteróstomo y rellena una tabla donde indiques qué filos son protóstomos y cuáles deuteróstomos. Respuesta libre. Esta actividad no persigue que se haga un trabajo exhaustivo sino poner énfasis en la similitud en el desarrollo embrionario entre animales tan aparentemente diferentes como los equinodermos y el ser humano, ambos deuteróstomos. En las entradas de Wikipedia para Protostomía y Deuterostomía se muestra una relación de los filos que presentan esos tipos de desarrollo.

Investiga (página 382) El desarrollo postembrionario de los anfibios es un caso especial de metamorfosis. Busca información y explica mediante un esquema cómo es la metamorfosis de los anfibios: fases, cambios en los tejidos, en el tipo de respiración en cada una de sus fases, etcétera. Respuesta libre. La información acerca de este proceso es muy abundante en la red. Se ha evitado presentar este proceso en el Libro del Alumno para fomentar la búsqueda de información y el autoaprendizaje. En el esquema debe indicarse que lo que hace especial a esta metamorfosis es el paso del ambiente acuático donde se encuentran los renacuajos al ambiente terrestre, donde vivirán las formas adultas, por lo que son necesarios cambios anatómicos muy importantes durante el paso a las formas adultas para poder adaptarse al nuevo medio en el que van a vivir.

Investiga (página 384) Todas las células de un individuo comparten la misma información genética y, sin embargo, presentan diferentes características. Busca información acerca de cómo se produce el proceso de diferenciación celular y elabora un breve esquema con la información recogida. Respuesta libre. Es importante que en esta actividad se mencionen los conceptos de célula pluripotente y totipotente. Sobre todo lo

333

16

que encontrarán durante la búsqueda de información estará relacionado con la presencia de morfógenos (sustancias, bien externas a la célula, bien presentes en su interior) que regulan cascadas de señalización que activarán o reprimirán la expresión de diferentes genes en las células. Es posible que también mencionen la impronta como un mecanismo de regulación de la diferenciación. 23 Las células de la médula ósea pueden dar lugar a dife-

rentes tipos de células sanguíneas. ¿Qué tipo de células son?

Se conocen como células multipotentes o troncales. 24 Si se separan en dos grupos las células de un cigoto tras

las tres o cuatro primeras divisiones embrionarias, cada grupo de células originarán independientemente un embrión completo. Si esta separación ocurre más tarde esto ya no es posible. a) Explica los dos fenómenos. Si la separación se hace en una fase temprana mientras se mantiene la totipotencialidad de las células, cada grupo de células es capaz de originar un nuevo embrión. Si ha comenzado la diferenciación celular esto ya no es posible, ya que las células podrán dar lugar a ciertos tipos celulares, pero no a todos. b) ¿Cómo serán genéticamente estos dos embriones? Los embriones serán genéticamente idénticos.

25 ¿Qué diferencia hay entre la inseminación artificial y la

fecundación in vitro?

La inseminación artificial tiene lugar mediante la inyección del semen en el interior del aparato reproductor femenino. La fecundación in vitro tiene lugar en el exterior del cuerpo de la mujer. Los óvulos extraídos de la mujer son fecundados por los espermatozoides obtenidos de un varón. Tras la fertilización el embrión es implantado en el útero de la mujer. 26 La técnica de inseminación artificial a menudo tiene

como consecuencia un embarazo múltiple. ¿Por qué?

La inseminación artificial a menudo va acompañada de técnicas de estimulación ovárica, lo que hace que, a menudo, se produzca más de un óvulo. Si dos o más óvulos son fecundados, se producirá un embarazo múltiple.

16

Función de reproducción en los animales

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES CIENCIA, TECNOLOGÍA Y SOCIEDAD (página 386) Investiga 1.

3.

2.

Se refiere a la técnica utilizada para clonar a Dolly. Se utilizó una célula somática de la que se extrajo el núcleo para transferirlo al óvulo de otra oveja previamente enucleado.

¿Por qué afirma el juez del caso que la oveja es idéntica a su padre? Porque la oveja se ha formado a partir de la información genética del espermatozoide. Es, por tanto, un clon del padre. ¿Qué importancia tuvo la clonación de la oveja Dolly? Por primera vez se demostró que era posible obtener un clon de un animal a partir de células adultas, es decir, a partir de células diferenciadas.

¿Qué significa transferencia nuclear celular somática?

Propuesta de investigación 4.

Redacta un breve informe acerca de las posibles repercusiones de un fallo favorable a la clonación. Respuesta libre.

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES TÉCNICAS DE TRABAJO Y EXPERIMENTACIÓN Cuestiones: 1.

4.

El huevo de gallina contiene una célula. ¿De qué célula se trata? ¿Es una célula haploide o diploide?

¿En qué zona del huevo localizarías el núcleo, el citoplasma y la membrana celular de dicha célula? En el disco germinativo.

3.

¿Cuál crees que es la función de las membranas testáceas? ¿Y de las chalazas? Las membranas testáceas forman la cámara de aire en el extremo romo del huevo.

Se trata de un óvulo y es una célula haploide, ya que los huevos para consumo se venden sin fecundar. 2.

(página 387)

Las chalazas son los engrosamientos del albumen en la zona que va desde la yema a los extremos del huevo y su función es de sostén de la yema. 5.

¿En qué zona se encuentra el vitelo del huevo? El vitelo se encuentra en la yema, rodeada por la membrana vitelina.

¿Qué función tienen los poros de la cáscara? Permitir el intercambio de gases del embrión con el exterior.

334

16

Función de reproducción en los animales

SOLUCIONES DE ACTIVIDADES Y TAREAS Tipos de reproducción animal 1

La vagina es propia de mamíferos. Es la parte del aparato reproductor de las hembras donde se deposita el esperma y por donde sale el embrión.

Indica las semejanzas y diferencias entre escisión y gemación.

En los animales ovíparos, la cavidad donde se deposita el esperma recibe el nombre de cloaca y sirve de salida, no solo a los huevos, sino también a los productos de desecho del digestivo y el excretor.

Semejanzas. Ambas son modalidades de reproducción asexual. La descendencia es genéticamente idéntica a los progenitores. Diferencias. La escisión consiste en la división del cuerpo del progenitor en fragmentos. La gemación consiste en la formación de protuberancias o yemas que se separarán del progenitor originando un individuo adulto. 2

¿Por qué la partenogénesis puede considerarse un tipo de reproducción sexual? La partenogénesis, cuando se produce a partir de óvulos sin fecundar, implica la formación de gametos y, por tanto, meiosis. Esta es la razón por la que se considera una modalidad de reproducción sexual.

3

Pon dos ejemplos de animales con reproducción asexual y explica de qué forma tiene lugar. Planarias: Se reproducen por escisión. Cada fragmento da lugar a un nuevo animal.

(páginas 388-389)

8

¿Cuál es la función de las glándulas accesorias del aparato reproductor masculino? Fabricar el líquido seminal que actúa como lubricante y proporciona nutrientes y protección a los espermatozoides..

9

¿Qué diferencia hay entre oviducto y ovopositor? El oviducto es el conducto de salida de los óvulos hacia el útero o la cloaca. El ovopositor es una estructura externa que facilita la deposición de los huevos.

10 Identifica las partes del aparato reproductor masculino

y femenino humanos.

A 3

2

Pólipos: Generan yemas que pueden desprenderse para formar un nuevo individuo, o permanecer unidas al progenitor dando lugar a colonias. 4

5 6

¿Qué diferencia existe entre gemelos monocigóticos y dicigóticos?

7 8

Los gemelos monocigóticos proceden de un único cigoto que se ha escindido, por lo que son genéticamente idénticos. Se han formado por reproducción sexual seguida de reproducción asexual.

9 10

1

Los gemelos dicigóticos proceden de cigotos diferentes, cada uno originado a partir de un óvulo y un espermatozoide. Los dos se forman por reproducción sexual. 5

11 12

14

13

Completa el siguiente cuadro en tu cuaderno: Reproducción asexual

4

B

Reproducción sexual

Ventajas

Favorece la proliferación de la especie.

Incrementa la variabilidad genética.

Inconvenientes

Dificulta la variabilidad genética.

Más lenta y con mayor coste energético.

1

6

2

3

Tipos de aparato reproductor 6

¿Cuál es la función de la espermateca? ¿Y del espermatóforo? La espermateca es una estructura que permite a las hembras de algunas especies almacenar el esperma. El espermatóforo es una especie de bolsa en la que algunos animales envuelven los espermatozoides para transferírselos a la hembra.

7

Las hembras de algunas especies animales con fecundación interna poseen vagina, y otras cloaca ¿Qué diferencia hay entre estas dos estructuras?

335

4 5

A) 1. Ano. 2. Recto. 3. Vejiga urinaria. 4. Vesícula seminal. 5. Conducto deferente. 6. Próstata. 7. Glándula de Cowper. 8. Cuerpos cavernosos. 9. Uretra. 10. Pene. 11. Epidídimo. 12. Testículos. 13. Escroto. 14. Tubos seminíferos. B) 1. Ovario. 2. Útero. 3. Cérvix. 4. Vagina. 5 Vulva. 6. Trompas de Falopio.

16

Función de reproducción en los animales

d) Señala cuáles de estas células son haploides y cuáles diploides.

11 ¿Qué nombre recibe la estructura señalada en la si-

guiente imagen? ¿Cuál es su función?

Diplodes: Ovogonia. Haploides: Ovátidas.

1

La fecundación 17 ¿Dónde tiene lugar la fecundación en los mamíferos?

En las trompas de Falopio. 18 ¿Cómo evita el óvulo la polispermia?

Produciendo una membrana de fecundación a partir de los gránulos corticales, que impide la entrada de otro espermatozoide. Se trata del hectocótilo, que sirve para la transferencia del espermatóforo al interior del aparato reproductor de la hembra donde tendrá lugar la fecundación.

19 Todos los animales terrestres presentan algún tipo de

órgano copulador mientras que en los acuáticos la fecundación externa es frecuente. ¿Cuál es la razón?

En un ambiente terrestre los óvulos se secarían, por lo que el aparato copulador es necesario para evitar la exposición de los óvulos al ambiente aéreo. En un ambiente acuático esto no es necesario ya que los óvulos están rodeados de agua. Esta es la razón por la que la fecundación externa es frecuente en animales acuáticos.

La formación de los gametos 12 ¿Qué quiere decir que los gametos animales son aniso-

gámicos?

Significa que los gametos masculino y femenino presentan diferente morfología. 13 Las gametogonias ¿se forman por mitosis o por meiosis?

20 ¿Por qué la mayoría de los hermafroditas realizan fe-

cundación cruzada?

Las gametogonias se forman por mitosis en la fase de proliferación de la gametogénesis.

Para asegurar el intercambio genético y aumentar la variabilidad de la descendencia.

14 ¿Cuántos óvulos y espermatozoides se forman a partir

21 Algunos insectos ponen sus huevos en el interior de ór-

de las correspondientes gametogonias?

ganos vegetales. ¿Cuál crees que es la razón?

La espermatogonia da lugar a cuatro espermatozoides.

Los tejidos vegetales proporcionan protección y humedad a los huevos y alimento a las larvas.

La ovogonia da lugar a un óvulo y tres corpúsculos polares. 15 ¿Cuál es la función de las mitocondrias localizadas en la

región del cuello de los espermatozoides?

Proveer de energía al espermatozoide a partir de la oxidación de los glúcidos.

El desarrollo embrionario 22 ¿Cuáles son las etapas del desarrollo embrionario en

animales?

Segmentación, gastrulación, organogénesis.

16 El siguiente esquema corresponde al proceso de forma-

ción de un gameto:

23 ¿A qué etapa del desarrollo embrionario corresponde

la siguiente imagen? Identifica las estructuras señaladas con una flecha.

1 3 2

a) ¿De qué gameto se trata?

4

Se trata de un óvulo b) Identifica las fases del proceso marcadas como 1, 2, 3 y 4.

5

1. Proliferación 2. Maduración 3. Diferenciación

Corresponde a la formación del celoma en los animales triblásticos.

c) Pon los nombres que corresponden a las células que se originan en cada fase.

1. Ectodermo 2. Mesodermo

1 Ovogonias

3. Endodermo

2. Ovátida y corpúsculos polares

4. Arquénteron

3. Óvulo

5. Blastoporo

336

Función de reproducción en los animales

24 Relaciona en tu cuaderno cada hoja embrionaria con la

formación de los siguientes órganos: Órgano

Hoja embrionaria

16

Lo que se observa es la muda de un insecto. Los insectos poseen un esqueleto externo que les impide crecer. Durante el proceso de la muda se liberan del exoesqueleto, aumentan de tamaño y vuelven a generar un nuevo exosqueleto.

Piel

Ectodermo

Estómago

Endodermo

Cerebro

Ectodermo

Corazón

Mesodermo

Riñones

Mesodermo

los animales? ¿Qué ocurriría si no se produjera la meiosis en la reproducción sexual?

Columna vertebral

Ectodermo

La meiosis tiene lugar durante la formación de los gametos.

Ciclos biológicos de los animales 32 ¿Cuándo tiene lugar la meiosis en el ciclo biológico de

25 ¿Qué diferencia hay entre animales protóstomos y deu-

teróstomos?

En los animales protóstomos el blastoporo origina la boca. En los deuteróstomos, el blastoporo origina el ano. 26 ¿A qué equivale el celoma en el adulto?

El celoma origina la cavidad general del cuerpo. 27 ¿Son totipotentes las células del blastocisto?

No, son pluripotentes. 28 ¿Cuál es la función de las envueltas embrionarias de los

animales amniotas?

Si no se produjera la meiosis se duplicaría la dotación genética en cada generación como resultado de la fecundación. 33 Los parásitos se encuentran entre los animales que

mayor número de huevos ponen ¿Por qué crees que es así?

Los parásitos poseen ciclos biológicos generalmente complejos. Cuando los huevos salen al exterior necesitan entrar en otro animal para continuar su ciclo vital. Dado que la probabilidad de supervivencia de los huevos es muy baja, necesitan poner muchos huevos para aumentar la probabilidad de que alguno encuentre un nuevo huésped. 34 ¿Cuáles son las fases haploide y diploide en este animal?

El amnios es una membrana que rodea al embrión y contiene un líquido, el líquido amniótico, que proporciona el necesario ambiente acuoso; el alantoides es una membrana que forma una bolsa en la que se almacenan las sustancias de desecho que genera el embrión y el corion envuelve al amnios y al saco vitelino y controla el intercambio gaseoso con el exterior. Recubriendo todo el huevo se encuentra la cáscara, que lo protege contra la desecación.

El desarrollo postembrionario 29 Pon dos ejemplos de animales con desarrollo directo y

dos con desarrollo indirecto.

Desarrollo directo: mamíferos, aves, reptiles. Desarrollo indirecto: anfibios, insectos. 30 La metamorfosis de la rana ¿es sencilla o compleja?

Es sencilla, ya que los órganos larvarios son sustituidos gradualmente por los órganos adultos sin pasar por una etapa de inactividad. 31 ¿Qué nombre recibe el proceso representado en la ima-

gen? ¿Cuál es la finalidad del mismo?

Haploide: huevo Diploide: embrión (1), larva (2 y 3), pupa (4) y adulto (5)

Técnicas de reproducción artificial 35 ¿A qué llamamos células diferenciadas?

Durante el desarrollo embrionario las células se especializan bloqueando algunos genes y dejando activos otros. El resultado son distintos tipos de células que solo serán capaces de realizar las funciones para las que las capacitan los genes que no han sido bloqueados. Estas son células diferenciadas. 36 A una oveja A se le extrae el núcleo de una célula epite-

lial que es introducido en un óvulo de otra oveja B a la que se había eliminado su propio núcleo. El óvulo con el nuevo núcleo es implantado en una oveja C para su desarrollo.

337

16

Función de reproducción en los animales

a) Indica el nombre de la técnica reproductiva utilizada. Transferencia nuclear. b) ¿A cuál de las tres ovejas se parecerá la oveja nacida por esta técnica? Razona la respuesta.

Se parecerá a la oveja A, ya que es la que aporta la información genética. 37 ¿Qué diferencia hay entre células totipotentes, pluripo-

tentes y multipotentes?

Las células totipotentes son capaces de diferenciarse en cualquier tipo celular.

Oveja A

Las células pluripotentes son células embrionarias poco diferenciadas que pueden dar lugar a varios tipos de tejidos, dependiendo de la hoja embrionaria de la que procedan. Oveja C

Las células multipotentes son células de tejidos adultos que pueden dar lugar a diferentes tipos celulares de un mismo tejido.

Oveja B

338

Función de reproducción en los animales

SOLUCIONES DE LA EVALUACIÓN 1.

¿Qué modalidades de reproducción sexual conoces? Pon un ejemplo de cada una.

4.

Unisexual: especies que tienen sexos separados. Ejemplo: mamíferos.

3.

4

Completa la siguiente tabla referida a la ovogénesis.

Es una gástrula y corresponde a animales celomados protóstomos.

Dotación cromosómica

Proliferación

Oogonia

Diploide

Crecimiento

Ovocitos de primer orden

Diploide

Maduración

Ovocitos de segundo orden

Haploide

Diferenciación

Ovátida / óvulo

Haploide

2 3

Metagénesis: alternancia de generaciones por reproducción sexual y asexual. Ejemplo: algunos cnidarios.

Tipo de célula

¿Qué representa el siguiente dibujo? ¿A qué tipo de animales corresponde? Identifica las estructuras señalas con flechas.

5

Partenogénesis: especies en las que óvulos sin fecundar originan individuos adultos haploides. Ejemplo: las abejas.

Fase

(página 391)

1

Hermafroditismo: especies en las que un mismo individuo es portador de los dos sexos. Ejemplo: algunos parásitos como la tenia.

2.

16

1. Futuro esófago; 2. Futuro ano; 3. Futuro intestino; 4. Futura boca; 5. Ectodermo. 5.

¿Qué tipo de ciclo biológico está representado en la siguiente imagen?

Explica brevemente las fases de la fecundación. ❚ Encuentro de los gametos. En primer lugar, el óvulo libera unas sustancias químicas que atraen quimiotácticamente al espermatozoide facilitando el encuentro y la fusión de ambas células. Los espermatozoides reconocen estas sustancias gracias a unos receptores específicos, lo que garantiza que solo se dirijan a óvulos de su misma especie, algo esencial en la fecundación externa. ❚ Penetración. Una vez que el espermatozoide alcanza al óvulo el acrosoma libera unas enzimas que disgregan la corona radiata y la zona pelúcida. Tras ello, las membranas de ambos gametos se fusionan formando un cono de fecundación y permitiendo la entrada de la cabeza del espermatozoide. ❚ Activación del óvulo. La penetración del espermatozoide provoca la activación del óvulo que termina de completar la meiosis. Los gránulos corticales del óvulo provocan la aparición de una membrana de fecundación que impide la entrada de otros espermatozoides y garantiza la monospermia. ❚ Unión de los núcleos. En el interior del óvulo el núcleo del espermatozoide o pronúcleo masculino se dirige hacia el pronúcleo femenino que también se desplaza a su encuentro y se produce la cariogamia. El material genético de ambos pronúcleos queda encerrado en una única membrana formándose el núcleo diploide del cigoto o sincarión.

Supone una alternancia entre la reproducción sexual y asexual. Es característica de cnidarios, donde los pólipos se reproducen asexualmente mediante una modalidad de escisión transversal múltiple llamada estrobilación. Cada uno de los fragmentos originados se separa y origina una medusa de vida libre. Las medusas se reproducen sexualmente formando gametos masculinos y femeninos que, tras la fecundación, formarán una larva. Esta larva se fija al sustrato y origina un nuevo pólipo. Actividades de refuerzo Batería de actividades de refuerzo que presentan diferentes tipologías.

Actividades de ampliación Batería de actividades de refuerzo que presentan diferentes tipologías.

Pruebas de evaluación Permiten evaluar los estándares de aprendizaje que desarrolla la unidad.

339

Conoce los conceptos básicos y distingue sus tipos principales correctamente

340

11, 12, 13, 14, 15 AF 12, 13, 14, 15, 16

3.1. Distingue y compara el proceso de espermatogénesis y ovogénesis.

Resuelve las actividades correctamente.

AF 32, 33, 34

23, 24, 25, 26 AF 35, 36, 37

6.1. Identifica las fases de algunos ciclos biológicos de los animales.

7.1. Identificar y describir las principales técnicas de reproducción artificial.

* LA: Libro del Alumno.

Identifica los elementos Identifica los elementos principales y las relaciones principales y las relaciones entre ellos correctamente. entre ellos cometiendo pocos errores.

5.2. Relaciona los tipos de 22 huevo, con los procesos AF 27 de segmentación y gastrulación durante el desarrollo embrionario.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

No logrado 0

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Resuelve las actividades cometiendo muchos errores.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Identifica los elementos Responde de manera principales y las relaciones totalmente errónea o no entre ellos cometiendo responde. muchos errores.

Identifica las fases y los eventos principales cometiendo muchos errores.

Reconoce los tipos principales y sus etapas cometiendo muchos errores.

Identifica los elementos principales y las diferencias entre ellos cometiendo muchos errores.

Distingue y describe Distingue y describe los Responde de manera los tipos principales tipos principales cometiendo totalmente errónea o no cometiendo pocos errores. muchos errores responde.

Resuelve las actividades cometiendo pocos errores.

Identifica las fases y los eventos principales de forma válida, aunque cometiendo algunos errores.

Identifica las fases y los eventos principales correctamente.

5.1. Identifica las fases del 18, 19, 20 desarrollo embrionario AF 22, 23, 24, 25, 26, y los acontecimientos 28, 29, 30, 31 característicos de cada una de ellas.

Reconoce los tipos principales y sus etapas cometiendo pocos errores.

Identifica de forma válida aunque cometiendo algunos errores, los elementos principales y las diferencias entre ellos.

Reconoce los tipos principales y sus etapas correctamente.

Distingue y describe los tipos principales correctamente.

Conoce los conceptos básicos y distingue sus tipos principales, cometiendo muchos errores.

Conoce los conceptos básicos y distingue sus tipos principales, cometiendo muchos errores.

Identifica los elementos principales y las diferencias entre ellos cometiendo muchos errores.

En proceso 1

Identifica de forma válida, Identifica los órganos y Responde de manera aunque con algunos sus funciones cometiendo totalmente errónea o no errores, los órganos y sus muchos errores. responde. funciones.

Conoce los conceptos básicos y distingue sus tipos principales, cometiendo pocos errores.

Conoce los conceptos básicos y distingue sus tipos principales, cometiendo pocos errores.

Identifica de forma válida aunque cometiendo algunos errores, los elementos principales y las diferencias entre ellos.

Satisfactorio 2

16, 17 AF 17, 18, 19, 20, 21

4.1. Diferencia los tipos de fecundación en animales y sus etapas.

Identifica correctamente los órganos y sus funciones.

6, 7, 8, 9, 10 AF 6, 7, 8, 9 , 10

2.3. Identifica los principales elementos de los aparatos reproductores. Identifica correctamente los elementos principales y las diferencias entre ellos.

Conoce los conceptos básicos y distingue sus tipos principales correctamente.

2.2. Distingue los tipos de 3,4 5 reproducción sexual

1 AF 1, 3

2.1. Identifica tipos de reproducción asexual.

Excelente 3 Identifica correctamente los elementos principales y las diferencias entre ellos.

Herramientas de evaluación (actividades del LA*)

1.1. Describe y 3 argumenta las diferencias AF 2, 4, 5 entre reproducción asexual y sexual, sus ventajas e inconvenientes.

Estándar de aprendizaje evaluable Puntos

16 Función de reproducción en los animales

RÚBRICA DE ESTÁNDARES DE APRENDIZAJE

Función de reproducción en los animales

16

PRUEBA DE EVALUACIÓN A Test (0,5 puntos cada una = 3 puntos) 1.

¿Qué proceso se produce cuando un grupo de células de un individuo comienza a dividirse rápidamente produciendo una protuberancia?

lo que dará individuos diploides. La partenogénesis aparece con cierta frecuencia en platelmintos, crustáceos, insectos e incluso en peces, anfibios y reptiles. 2.

a) Gemación.

El acrosoma es la porción anterior de la cabeza de los espermatozoides. Contiene enzimas digestivas para disolver las membranas del óvulo

b) Escisión. c) Poliembrionía. Respuesta correcta: a. 2.

3.

¿Qué cámara situada al final del oviducto conecta únicamente con el aparato reproductor? b) Espermateca. c) Vagina. Respuesta correcta: c. ¿En qué fase de la gametogénesis los espermatocitos y los oocitos sufren meiosis y originan células haploides? a) Proliferación 4.

b) Maduración. c) Diferenciación. Respuesta correcta: b. 4.

¿Por qué los parásitos, a diferencia de otros hermafroditas, realizan autofecundación? ¿Qué ventajas e inconvenientes tiene este hecho? Los parásitos, especialmente los endoparásitos, llevan una vida solitaria y no tienen ocasión para encontrar otro individuo de su misma especie para llevar a cabo la reproducción sexual. Por esta razón son portadores de órganos reproductores masculinos y femeninos y realizan autofecundación. La ventaja es que la autofecundación garantiza la reproducción en ausencia de otro progenitor. La desventaja es que disminuye la variabilidad genética al no haber intercambio de genes con otro individuo.

a) Cloaca.

3.

¿Cuál es la función de la estructura denominada acrosoma de los espermatozoides?

¿En qué fase de la fecundación el acrosoma libera unas enzimas que disgregan la corona radiata y la zona pelúcida?

Indica la cantidad de vitelo (grande o pequeña) y su distribución (homogénea o heterogénea) que presentan los huevos correspondientes a los siguientes tipos de segmentación: Segmentación

Cantidad de vitelo

Distribución

Holoblástica igual

Pequeña

Homogénea

a) Penetración.

Holoblástica desigual

Pequeña

Heterogénea

b) Encuentro.

Discoidal

Grande

En un polo

c) Activación del óvulo. Respuesta correcta: a. 5.

5.

¿En qué tipo de huevos el vitelo es abundante y se sitúa en un polo del citoplasma, llamado polo vegetativo?

Los huevos de los vertebrados terrestres han desarrollado una serie de cubiertas que han permitido su independencia del agua para la reproducción.

a) Isolecitos. b) Heterolecitos.

Estas cubiertas son: el amnios, membrana que rodea al embrión y contiene un líquido, el líquido amniótico, que proporciona el necesario ambiente acuoso; el alantoides, membrana que forma una bolsa en la que se almacenan las sustancias de desecho que genera el embrión; y el corion, que envuelve al amnios y al saco vitelino y controla el intercambio gaseoso con el exterior.

c) Telolecitos. Respuesta correcta: b. 6.

¿Qué capa embrionaria da lugar a la glándula tiroides? a) Endodermo. b) Mesodermo. 6.

c) Ectodermo.

Explica la importancia biológica de la meiosis. Relaciona los siguientes órganos con la hoja embrionaria de la que proceden:

Respuesta correcta: a.

Preguntas (1 punto cada una = 7 puntos) 1.

¿Cuál es la función de las envueltas embrionarias de los amniotas?

Explica en qué consiste la partenogénesis. Pon un ejemplo de animales que presenten esta modalidad de reproducción. La partenogénesis es una modalidad de reproducción en la que óvulos sin fecundar pueden dar lugar a individuos adultos haploides. La partenogénesis puede ser ocasional o habitual. Algunas especies presentan una partenogénesis mitótica que se considera una modalidad de reproducción asexual, por

341

Órgano

Hoja embrionaria

Encéfalo

Ectodermo

Pulmones

Endodermo

Músculos

Mesodermo

Ojos

Ectodermo

Testículos

Mesodermo

16 7.

Función de reproducción en los animales

Señala las diferencias entre metamorfosis directa e indirecta y pon un ejemplo animal que presente cada uno de estos tipos.

Metamorfosis indirecta: Es característica de muchos insectos. En ella las larvas pasan por un etapa de inactividad denominada pupa en la que dejan de comer. En esta fase tienen lugar diversas transformaciones en su interior, incluidos cambios en la diferenciación celular, que culminan con el desarrollo de los órganos adultos.

Metamorfosis directa: En ella las larvas sufren una serie de transformaciones en las que los órganos larvarios son sustituidos gradualmente por las formas adultas. Este tipo de metamorfosis lo presentan los cnidarios, anélidos, moluscos, equinodermos, crustáceos, anfibios y muchos insectos.

PRUEBA DE EVALUACIÓN B Test (0,5 puntos cada una = 3 puntos) 1.

¿Qué proceso se produce cuando hay una división del cuerpo del animal en dos o más fragmentos, cada uno de los cuales origina un nuevo individuo?

Respuesta correcta: b.

Preguntas (1 punto cada una = 7 puntos) 1.

a) Gemación. b) Escisión.

Gemación. Es el proceso por el que un grupo de células de un individuo comienzan a dividirse rápidamente produciendo una protuberancia o yema. La yema puede separarse del cuerpo del progenitor y originar un nuevo individuo o quedar unida a él originando una colonia. Presentan este tipo de reproducción las esponjas y los pólipos.

c) Poliembrionía. Respuesta correcta: b. 2.

¿Qué cámara situada al final del oviducto que, además funcionar como receptáculo seminal, recibe los desechos procedentes del tubo digestivo y del aparato excretor?

Escisión. Consiste en la división del cuerpo del animal en dos o más fragmentos, cada uno de los cuales origina un nuevo individuo. Este tipo de reproducción lo presentan pólipos, medusas y platelmintos.

a) Cloaca. b) Espermateca. c) Vagina.

Poliembrionía. Es un caso especial de escisión. Se da cuando un embrión en su fase inicial de desarrollo se divide espontáneamente en varios grupos de células desarrollando cada uno de ellos un embrión independiente. Se da en algunos insectos parásitos. Un caso típico de poliembrionía en los vertebrados es el armadillo.

Respuesta correcta: a. 3.

¿En qué fase de la gametogénesis las células germinales se dividen activamente mediante mitosis? a) Proliferación. b) Maduración.

2.

c) Diferenciación. ¿En qué fase de la fecundación aparece la membrana de fecundación? a) Penetración. b) Encuentro.

Esta variabilidad hace que la especie esté mejor preparada para adaptarse a los cambios ambientales.

c) Activación del óvulo. Respuesta correcta: c. 5.

¿En qué tipo de huevos el vitelo ocupa casi todo el citoplasma, de modo que el núcleo y los orgánulos citoplasmáticos quedan encerrados en un pequeño disco.? a) Isolecitos.

Desventajas: el proceso de reproducción sexual es más lento y el coste energético es mayor que en la reproducción asexual. 3.

b) Heterolecitos.

¿Qué es la ovotestis? ¿Con qué modalidad de reproducción relacionas este término? Explica el funcionamiento de este órgano y pon un ejemplo de animal que lo posea.

c) Telolecitos. Respuesta correcta: c. 6.

Señala las ventajas e inconvenientes de la reproducción sexual. Ventajas: la reproducción sexual incrementa la variabilidad genética debido al intercambio de información genética que tiene lugar entre los cromosomas homólogos durante la meiosis y a la unión de cromosomas paternos y maternos tras la fecundación, lo que hace que cada nuevo individuo sea genéticamente diferente del resto.

Respuesta correcta: a. 4.

Explica cómo tiene lugar los distintos tipos de reproducción asexual en los animales y pon un ejemplo de cada tipo.

La ovotestis es una glándula que produce gametos tanto masculinos como femeninos en los animales hermafroditas.

¿Qué capa embrionaria da lugar al sistema circulatorio?

En el hermafroditismo simultáneo, la ovotestis produce a la vez ambos tipos de gametos, mientras que en el hermafroditismo secuencial funciona alternativamente como glándula femenina o masculina en distintas etapas de la vida.

a) Endodermo. b) Mesodermo. c) Ectodermo.

342

Función de reproducción en los animales

4.

Explica brevemente las fases que tienen lugar durante el proceso de fecundación. ❚ Encuentro de los gametos. El óvulo libera unas sustancias químicas que atraen quimiotácticamente al espermatozoide facilitando el encuentro y la fusión de ambas células. Los espermatozoides reconocen estas sustancias gracias a unos receptores específicos, lo que garantiza que solo se dirijan a óvulos de su misma especie, algo esencial en la fecundación externa. ❚ Penetración. Una vez que el espermatozoide alcanza al óvulo, el acrosoma libera unas enzimas que disgregan la corona radiata y la zona pelúcida. Tras ello, las membranas de ambos gametos se fusionan formando un cono de fecundación y permitiendo la entrada de la cabeza del espermatozoide. ❚ Activación del óvulo. La penetración del espermatozoide provoca la activación del óvulo que termina de completar la meiosis. Los gránulos corticales del óvulo provocan la aparición de una membrana de fecundación que impide la entrada de otros espermatozoides y garantiza la monospermia. ❚ Unión de los núcleos. En el interior del óvulo el núcleo del espermatozoide o pronúcleo masculino se dirige hacia el pronúcleo femenino que también se desplaza a su

343

16

encuentro y se produce la cariogamia. El material genético de ambos pronúcleos queda encerrado en una única membrana formándose el núcleo diploide del cigoto o sincarión. 5.

¿Qué diferencia hay ente animales diblásticos y triblásticos? Los animales diblásticos se forman a partir de solo dos hojas embrionarias, ectodermo y endodermo. Los animales triblásticos poseen una tercera hoja embrionaria, el mesodermo, entre las dos anteriores.

6.

Ordena cronológicamente la aparición de los siguientes elementos que participan en la reproducción de los mamíferos Ovocito – ovogonia - óvulo – mórula – blástula – gástrula – celoma - placenta.

7.

¿Qué es la reproducción alternante? ¿En qué animales se da? La reproducción alternante supone una alternancia entre la reproducción sexual y asexual. Es característica de cnidarios, donde los pólipos se fragmentan asexualmente originando medusas que se reproducirán sexualmente formando pólipos.

12

FUNCIÓN DE NUTRICIÓN EN LAS PLANTAS

Introducción

E 

sta unidad aborda el estudio de los mecanismos que utilizan las plantas para su nutrición. Estos seres vivos constituyen los eslabones básicos en las cadenas tróficas, al ser los organismos productores capaces de transformar la energía luminosa procedente del sol en energía química utilizable por todos los demás. Su papel como primeros eslabones tróficos, así como su capacidad de captación del CO2 atmosférico y de liberación de O2 en el proceso fotosintético son básicos para el desarrollo de la vida en nuestro planeta. Es muy importante desarrollar en el alumnado la conciencia sobre la importancia de las plantas en los ecosistemas y de cómo el estudio de su fisiología es imprescindible para mejorar el rendimiento de los cultivos. La unidad se articula con la misma secuencia en la que las plantas realizan su proceso nutritivo. Primero se estudia la captación del agua y las sales minerales, a continuación su trasporte hasta los órganos fotosintéticos, después la fotosíntesis como proceso central de la nutrición, se continúa con el transporte de la savia elaborada y con la excreción, que en vegetales adquiere características propias, y se finaliza con la nutrición heterótrofa en plantas, que, aunque no es muy frecuente, es una particularidad interesante de algunas familias. En las actividades propuestas tanto a lo largo del texto como en el apartado de Actividades y tareas, se hace reflexionar sobre los conocimientos teóricos. También se analizan experiencias, que en ocasiones se proponen para realizar en casa o en el laboratorio, como la propuesta para estudiar el ascenso de la savia en tallo de apio, y gráficas, que ayudan a interpretar y aplicar los conocimientos teóricos.

Las actividades Investiga se han pensado para profundizar en algunos aspectos que pueden contribuir a afianzar los conceptos básicos, como el dedicado a los primeros unicelulares fotosintéticos del planeta. El apartado de Ciencia, Tecnología y Sociedad analiza la influencia de los rayos ultravioleta como importante factor evolutivo en los vegetales, según un estudio de la universidad de La Rioja. En Técnicas de trabajo y experimentación se explica cómo realizar una cromatografía sobre papel para separar los pigmentos fotosintéticos, lo que contribuye a la comprensión de estas moléculas agrupadas para aumentar la eficacia, al trabajar a diferentes longitudes de onda. En esta unidad se trabajan todas las competencias propuestas en el desarrollo del currículo, que impregnan los contenidos, completando la competencia digital en los Investiga y en la práctica de laboratorio.

Objetivos ❚ Comprender el concepto, cómo se produce la función de nutrición en las plantas y los órganos que intervienen en ella. ❚ Reconocer la importancia de la fotosíntesis para el resto de los seres vivos y describir el proceso fotosintético. ❚ Explicar la composición y el mecanismo de transporte de la savia bruta y la savia elaborada. ❚ Conocer los casos de nutrición heterótrofa en los vegetales.

Temporalización La unidad se puede desarrollar en 4 sesiones de clase más otra para la práctica de laboratorio.

244

Función de nutrición en las plantas

12

PROGRAMACIÓN DIDÁCTICA DE LA UNIDAD Competencias clave

Criterios de evaluación

Las funciones de nutrición

1. Describir cómo se realiza la absorción de agua y sales minerales.

1.1. Describe la absorción del agua y las sales minerales.

1, 2, 3, 4, 5, 6 AF: 1,2, 3,

CCL CMCCT CD CAA CSIE

2. Conocer la composición de la savia bruta y sus mecanismos de transporte.

2.1. Conoce y explica la composición de la savia bruta y sus mecanismos de transporte.

7, 8, AF: 4, 5, 6, 7

CCL CMCCT CD CAA

3. Explicar los procesos de transpiración, intercambio de gases y gutación.

3.1. Describe los procesos de transpiración, intercambio de gases y gutación.

9,10, 11 AF: 10

CCL CMCCT CAA

El transporte de la savia elaborada

4. Conocer la composición de la savia elaborada y sus mecanismos de transporte.

4.1. Explicita la composición de la savia elaborada y sus mecanismos de transporte.

16, 17, AF: 14,15, 16, 17 ,18

CCL CMCCT CD CAA

La fotosíntesis: ❚   El proceso fotosintético

5. Comprender las fases de la fotosíntesis, los factores que la afectan y su importancia biológica.

5.1. Detalla los principales hechos que ocurren durante cada una de las fases de la fotosíntesis asociando, a nivel de orgánulo, donde se producen.

12,13, 14, 15, AF: 8, 9, 11, 12, 13 Ciencia, tecnología y sociedad Técnicas de trabajo y experimentación

CCL CMCCT CD CAA CSIE

5.2. Argumenta y precisa la importancia de la fotosíntesis como proceso de biosíntesis, imprescindible para el mantenimiento de la vida en la Tierra.

AF 10, 12

La obtención y el transporte de los nutrientes: ❚   La absorción del agua ❚   La entrada de las sales minerales ❚   El transporte de la savia bruta ❚   La incorporación de los gases

La excreción en los vegetales

La nutrición heterótrofa en los vegetales

Estándares de aprendizaje

Relación de actividades del LA

Contenidos

6. Explicar la función de excreción en 6.1. Reconoce algún ejemplo de vegetales y las sustancias producidas excreción en vegetales. por los tejidos secretores. 6.2. Relaciona los tejidos secretores y las sustancias que producen.

18, 19 AF 19, 20, 21 Investiga

CCL CMCCT CAA CSC

7. Conocer la existencia de la nutrición heterótrofa en los vegetales.

22, 23, 24, 25, 26

CMCCT

7.1. Reconoce ejemplos de nutrición heterótrofa en plantas.

Libro del Alumno (LA); actividades finales (AF); comunicación lingüística (CCL); competencia matemática y competencias básicas en ciencia y tecnología (CMCCT); competencia digital (CD); aprender a aprender (CAA); competencias sociales y cívicas (CSC); sentido de iniciativa y espíritu emprendedor (CSIEE); conciencia y expresiones culturales (CCEC).

245

12

Función de nutrición en las plantas

PARA EL ALUMNO

MAPA DE CONTENIDOS DE LA UNIDAD

Vídeo: Musgos y hepáticas

Vídeo: Las plantas: los gobernantes silenciosos de la Tierra

Vídeo: Raíces profundas Vídeo: Un estudio analiza el movimiento de la savia de los árboles

Vídeo: La fotosíntesis Enlace web: La fotosíntesis Enlace web: Historia experimental de la nutrición vegetal Documento: El único animal que hace la fotosíntesis Documento: El secreto de las plantas para convertir la luz en combustible

Animación: Transporte de la savia elaborada

Unidad 12: Función de nutrición en las plantas 1. Las funciones de nutrición

2. La obtención y el transporte de los nutrientes 2.1. La absorción del agua 2.2. La entrada de las sales minerales 2.3. El transporte de la savia bruta 2.4. La incorporación de los gases

3. La fotosíntesis 3.1. Importancia de la fotosíntesis 3.2. El proceso fotosintético

4. El transporte de la savia elaborada

PARA EL PROFESOR

Presentación

>>>>>>

Actividades de refuerzo y ampliación

246

5. La excreción en los vegetales

Función de nutrición en las plantas

12

WEBGRAFÍA Vida vegetal: Nutrición vegetal 2 Vídeo de introducción a la nutrición vegetal con imágenes reales, modelos y observaciones al microscopio. https://www.youtube.com/watch?v=MSq9ZS8Jl0A Dpto. de Biología Aplicada de la Universidad Miguel Hernández de Alicante: Velocidad de transporte por el xilema Es un vídeo de una práctica en tiempo real para medir la velocidad de transporte de nutrientes por el xilema en hojas de apio. https://www.youtube.com/watch?v=HpC7fgflifM

Práctica de laboratorio: Transporte xilemático en el apio

Vídeo: Así es como se alimentan

6. La nutrición heterótrofa en vegetales

Canal de vídeo Ciencias. Concepts in science: Fotosíntesis: fase luminosa A partir de imágenes en 3D representación de la fase luminosa de la fotosíntesis, de nivel de 2º de bachillerato. https://www.youtube.com/watch?v=Wrf6RZZDOZA Canal de vídeo Ciencias. Concepts in science: Fotosíntesis. A partir de imágenes en 3D representación de la fase oscura de la fotosíntesis, de nivel de 2º de bachillerato. https://www.youtube.com/watch?v=KFT64LUpn3s

Ciencia tecnología y sociedad Adaptación de los órganos fotosintéticos

Técnicas de trabajo y experimentación Identificación y separación de pigmentos fotosintéticos

Actividades y tareas

Síntesis de la unidad y Evaluación

Presentación Pruebas de evaluación

>>>>>>

247

Actividades de refuerzo y ampliación

12

Función de nutrición en las plantas

SUGERENCIAS DIDÁCTICAS Para iniciar la unidad, como en ocasiones anteriores, se recomienda plantear las cuestiones del apartado Comprueba lo que sabes. Sirven para centrar el contenido de la unidad y conocer los conocimientos previos del alumnado sobre nutrición vegetal. Se sugiere la lectura de la introducción a la unidad para realizar un debate sobre nutrición vegetal. Antes de comenzar el desarrollo de la unidad es muy interesante la visualización del siguiente vídeo: Vídeo: LAS PLANTAS: LOS GOBERNANTES SILENCIOSOS DE LA TIERRA Muestra las técnicas de supervivencia de las plantas. Para iniciar el tema es muy interesante este vídeo ya que es una aproximación al mundo de las plantas muy completa.

1. Las funciones de nutrición (página 273) La conquista del medio terrestre por las plantas sirve de pretexto para describir la organización tipo talo y la organización tipo cormo. El apartado Investiga propone la observación de musgos con la lupa binocular para completar su estudio.

2.3. El transporte de la savia bruta La transpiración en las hojas, la presión radicular y la capilaridad se exponen como los tres mecanismos que conjuntamente propician el traslado de la savia bruta desde las raíces a los órganos fotosintéticos. Video: UN ESTUDIO ANALIZA EL MOVIMIENTO DE LA SAVIA DE LOS ÁRBOLES En este vídeo se describe el movimiento de la savia en los árboles a partir de un estudio realizado en la Universidad Carlos III de Madrid.

2.4. La incorporación de los gases El estudio de la incorporación de los gases en las plantas se realiza con especial hincapié en los estomas y sus respuestas a diferentes factores ambientales, como la concentración de iones potasio, la luz, la concentración de CO2 o las altas temperaturas.

3. La fotosíntesis (páginas 278-279) El estudio de la fotosíntesis se aborda sin entrar en las descripciones detalladas de los procesos moleculares; se profundiza en su importancia y en la representación del propio proceso.

Vídeo: MUSGOS Y HEPÁTICAS

Vídeo: LA FOTOSÍNTESIS

Este vídeo desarrolla la organización de musgos y hepáticas, así como su hábitat, y es muy útil para comprender este tipo de plantas no siempre bien conocidas por los estudiantes.

Este vídeo es una buena introducción al tema de la fotosíntesis, aunque se podría ver también como resumen de la unidad.

2. La obtención y el transporte de los nutrientes (páginas 274-277)

3.1. Importancia de la fotosíntesis

Video: RAÍCES PROFUNDAS

La importancia de este proceso se basa en que sintetiza materia orgánica a partir de la inorgánica, transforma la energía solar en energía química y libera oxígeno a la vez que consume CO2. En la actividad Investiga los estudiantes tienen que trabajar sobre los primeros organismos fotosintéticos y de esta manera llegarán a entender la importancia de la fotosíntesis en nuestro planeta.

En este vídeo, a partir de la observación de uno de los aparatos radiculares mayores del mundo, desarrolla el funcionamiento de las raíces en los árboles.

En una de las actividades se profundiza en la eficacia fotosintética en relación con factores ambientales como la intensidad luminosa, la concentración de CO2 o la temperatura a partir de gráficas.

Como introducción del epígrafe aconsejamos la visualización del vídeo sobre las raíces:

La obtención y transporte de los alimentos se divide en tres apartados: la absorción del agua, la entrada de las sales minerales, el transporte de la savia bruta y la incorporación de los gases.

2.1. La absorción del agua Para que el agua ascienda a una copa a más de 20 metros de altura desde las raíces se requiere una fuerza importante, que se consigue mediante un conjunto de mecanismos que actúan conjuntamente y se van a desarrollar en el epígrafe.

2.2. La entrada de las sales minerales

3.2. El proceso fotosintético Se estudian la fase oscura y la fase luminosa localizándolas en el cloroplasto, y analizando los elementos intervinientes en ellas y los productos obtenidos, sin entrar en detalles de su funcionamiento molecular. Enlace web: LA FOTOSÍNTESIS Si se desean ampliar contenidos acerca del proceso fotosintético, este enlace ofrece una animación en la que se explica el proceso a nivel molecular paso a paso.

Se explican las vías apoplástica y la simplástica de entrada de sales minerales en la raíz. Se propone una investigación sobre la asociación de las raíces de los robles y las encinas con un hongo, para facilitar la incorporación de algunos minerales.

Enlace web: HISTORIA EXPERIMENTAL DE LA NUTRICIÓN VEGETAL En esta web pueden observarse los resultados de cuatro experimentos famosos que evidenciaron algunas ideas que hoy consideramos básicas.

248

Función de nutrición en las plantas

Documento: EL ÚNICO ANIMAL QUE HACE LA FOTOSÍNTESIS Artículo de periódico acerca de Elysia chlorotica, una babosa capaz de realizar la fotosíntesis gracias a que ha incorporado cloroplastos procedentes de las algas de las que se alimenta.

Documento: EL SECRETO DE LAS PLANTAS PARA CONVERTIR LA LUZ EN COMBUSTIBLE En este breve texto se trata el problema, aún no resuelto, pero muy interesante por sus interesantes aplicaciones industriales, de cómo ser capaces de descifrar los mecanismos por los que las plantas son capaces de transformar la luz solar en energía química.

12

6. La nutrición heterótrofa en los vegetales (página 281) Las plantas carnívoras y las plantas parásitas son los dos ejemplos estudiados de vegetales que completan total o parcialmente sus necesidades nutricionales con organismos animales o aprovechándose de la savia ya elaborada por otra planta. Video: ASÍ ES COMO SE ALIMENTAN Con este vídeo se facilita la comprensión del mecanismo de alimentación de las plantas carnívoras.

Ciencia, Tecnología y Sociedad 4. El transporte de la savia elaborada (página 280) Para profundizar en el transporte a través de vasos en las plantas se propone una actividad Investiga para realizar en el laboratorio con un tallo de apio y agua coloreada. Presentamos también esta práctica ampliada, por si el profesor considera oportuno llevarla a cabo en el laboratorio. Se estudia la translocación como mecanismo aceptado de reparto del floema por el organismo, así como la hipótesis del flujo por presión. Animación: TRANSPORTE DE LA SAVIA ELABORADA Esta animación muestra de forma esquemática el recorrido que realizan el agua y los nutrientes según la hipótesis del flujo por presión.

5. La excreción en los vegetales (página 281) La excreción en las plantas es muy diferente de la de los animales, ya que tiene lugar por mecanismos más sencillos, algunos metabolitos son reutilizados y algunos productos se consideran como secreciones útiles para la planta, como las resinas que cicatrizan los troncos.

249

Se trabaja un artículo en el que se relatan las investigaciones de la universidad de La Rioja en el que se señala la defensa frente a los rayos ultravioleta como un mecanismo evolutivo básico en la conquista del medio terrestre por las plantas.

Técnicas de Trabajo y Experimentación Se propone la realización de una cromatografía para separar los pigmentos fotosintéticos en hojas de espinaca, de hiedra y de lombarda. Se diferencian clorofilas a y b, carotenos y xantofilas, y se realiza en grupos para comparar los resultados obtenidos con los diferentes vegetales propuestos. Se pueden añadir al análisis otros vegetales y enriquecer así los resultados. Práctica de laboratorio: TRANSPORTE XILEMÁTICO EN EL APIO Práctica muy sencilla de realizar, alternativa a la propuesta en el Libro del alumno. Aunque también se ha propuesto como actividad Investiga puede ser útil realizarla en clase para explicar más detenidamente la anatomía de las hojas del apio, y no solo observar el transporte a través del xilema sino también calcular su velocidad y algunos de los factores que pueden modificarla.

12

Función de nutrición en las plantas

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES Comprueba lo que sabes 1.

3

¿Sabrías establecer las diferencias entre la nutrición en animales y la nutrición en los vegetales? ¿Qué tejidos se encargan del transporte de los nutrientes y los productos fotosintéticos?

4

Del transporte se encargan el floema y el xilema. 3.

4.

¿Qué sucede al regar una planta con agua que posea una alta concentración de sales minerales? Se produce la salida del agua de las células de la raíz por ósmosis.

La nutrición animal es heterótrofa y la vegetal, autótrofa. 2.

(páginas 272-281)

¿Sabrías definir la fotosíntesis e indicar dónde se produce?

¿Qué concentración, con respecto a las células epidérmicas, deben tener los citoplasmas de las células del parénquima de la raíz para que el agua pase de la epidermis a ellas? Deben ser hipertónicas respecto a las de la epidermis.

La fotosíntesis es el proceso mediante el cual la materia inorgánica se transforma en materia orgánica utilizando la energía solar. Tiene lugar en los cloroplastos.

Investiga (página 275)

¿Puedes recordar algún producto excretado por las plantas que se utilice en la industria?

Algunas plantas, como los robles o las encinas, necesitan asociarse con un hongo mediante simbiosis para incorporar algunos minerales.

Un ejemplo de producto que excreten las plantas y que se utiliza en la industria es el látex.

Investiga (página 273) Toma una pequeña porción de musgo que crezca entre ladrillos o adoquines de la calle. Nunca lo tomes del medio natural, pues desempeña un importante papel ecológico y su recolección no está permitida. Míralo bajo la lupa binocular y trata de reconocer sus principales estructuras. Dibuja tus observaciones y explica la función de las estructuras que hayas conseguido distinguir.

¿Cómo se llama esa asociación raíz-hongo? ¿Qué aporta a la asociación cada uno de los componentes? La asociación simbiótica entre la raíz y los hongos se llama micorriza. El hongo ayuda a que las raíces, que suelen tener pocos pelos radicales, incorporen los minerales mucho más eficazmente que las raíces normales. El hongo heterótrofo se beneficia de los compuestos orgánicos que sintetiza la planta. 5

Gametófito

Esporófito

Cápsula

Pie

Al realizar el barbecho, se cultivan leguminosas para enriquecer en nitrógeno el suelo gracias a la acción de las bacterias del género Rizhobium asociadas en simbiosis con sus raíces. 6

¿Qué es la endodermis? ¿Cuál es su función en las raíces? La endodermis es un tejido de la raíz en la que se encuentra la banda de Caspari en la que se produce la selección de los iones que penetran en ella.

Filoide Cauloide

El cultivo en barbecho es aquel que deja sin cultivar el suelo durante uno o varios períodos para que se recupere de las pérdidas de nutrientes nitrogenados. En Castilla es usual dejar descansar la tierra alternando un año de cultivo de cereal con otro año de cultivo de leguminosas. ¿Sabrías explicar por qué?

7

Rizoide

El nombre de filoides se refiere a falsas hojas, cauloides a falsos tallos y rizoide a falsas raíces, ya que los musgos tienen organización tipo talo, sin auténticos tejidos.

La figura 12.6 representa el experimento que diseñaron Dixon y Joly para demostrar parte de su teoría sobre los mecanismos que impulsan la savia bruta desde la raíz a las hojas. Observa la imagen y explica el experimento.

A

B

Evaporación

Transpiración

Actividades 1

¿Qué características de las plantas cormofitas les han permitido a estas conquistar el medio terrestre?

Bloque poroso

Las plantas superiores conquistaron el medio terrestre gracias a la existencia de un sistema vascular que comunica todas las partes de la planta entre sí, así como repartir sus funciones entre los diferentes tejidos que poseen. 2

Agua

¿Por qué las plantas talofitas deben vivir en medios húmedos? Las talofitas deben vivir en medios húmedos debido a que deben tomar el agua por todas las superficies corporales pues no poseen un sistema radicular especializado.

250

Agua Mercurio Mercurio

Función de nutrición en las plantas

A) Se ve cómo al evaporarse el agua en el recipiente poroso asciende el mercurio, lo que indica que esa evaporación ejerce una presión que hace ascender el agua por la columna de cristal. B) Sucede lo mismo cuando sobre la columna de cristal se coloca una planta, que absorberá el agua de la columna gracias a la fuerza ejercida por la transpiración. 8

¿Qué mecanismo para la ascensión de la savia puede ser suficiente en plantas pequeñas? Para plantas pequeñas es suficiente la presión radicular que crea un flujo de agua entre el suelo y la raíz.

9

¿Cómo obtiene una planta del desierto el CO2 para la fotosíntesis si cierra sus estomas de día? Las plantas del desierto, como cierran sus estomas de día para evitar las pérdidas de agua, obtienen el CO2 que precisan para la fotosíntesis durante la noche, y acumulándolo, para utilizarlo a lo largo del día.

10 ¿Por qué casi todas las plantas tienen sus estomas con-

centrados en el envés de las hojas?

Los estomas se suelen localizar en el envés de las hojas ya que allí están más protegidos. 11 ¿Presentan estomas las plantas acuáticas? ¿Por qué?

No, ya que la epidermis de estas plantas es muy delgada, lo que les permite absorber y expulsar los gases; al estar rodeada de agua no es necesario protegerla contra la desecación.

Investiga (página 278) Cuando la Tierra se consolidó como planeta, su atmósfera carecía de oxígeno. Durante millones de años, la fotosíntesis realizada por los primeros organismos unicelulares fotosintéticos fue enriqueciendo la atmósfera en oxígeno, lo que posibilitó su transformación y la vida tal como la conocemos hoy en día.

La gráfica A representa el comportamiento del rendimiento fotosintético respecto a la temperatura; si esta es muy baja la fotosíntesis apenas se realiza. Al ir aumentando, la eficacia también aumenta, pero si es excesiva disminuye al desnaturalizarse las enzimas participantes en el proceso. Esto se aprecia en que cada ejemplo de planta tiene su propio rango de temperatura. La gráfica B representa el comportamiento frente a la luz ya que a mayor intensidad, mayor rendimiento fotosintético, pero hasta un límite en el que se estabiliza. 13 ¿Por qué en el otoño muchos árboles cambian el color

de sus hojas? ¿No realizan fotosíntesis en ese período?

Durante el otoño las clorofilas disminuyen y se visualizan otros pigmentos que se encuentran todo el año en las hojas, pero su color queda enmascarado por la clorofila. Algunos colores otoñales se deben a sustancias de desecho acumuladas que incluso protegen las hojas y así se mantienen más tiempo en el árbol. 14 Observa la figura 12.13, que representa los gases absor-

bidos y liberados en el proceso fotosintético durante el día y la noche. Razona si tiene base científica la creencia de que dormir con plantas en la habitación es perjudicial.

La creencia de que dormir con plantas es malo porque acaben con el oxígeno no tiene base científica. Durante la noche, las plantas dejan de tomar CO2 y de liberar O2 ya que no se realiza la fase luminosa de la fotosíntesis. Durante todo el día las plantas realizan la respiración celular tomando O2 y liberando CO2, de la misma forma que los animales, pero su tasa de respiración no es suficiente para agotar el oxígeno de una habitación. 15 Dibuja un cloroplasto con todas sus estructuras, como

se ve al microscopio electrónico, y rotúlalo señalando en él donde se producen las fases de la fotosíntesis.

Tilacoides

Haz un resumen en el que expliques de qué organismos se trata y si existen actualmente, y extrae alguna conclusión referente a lo que sucedería en el planeta si desaparecieran las plantas. Los organismos fotosintéticos que enriquecieron la atmósfera en oxígeno a lo largo de millones de años fueron las cianobacterias. Actualmente siguen existiendo. Si en nuestro planeta desaparecieran las plantas, la vida desaparecería ya que son los primeros eslabones de la mayoría de las cadenas tróficas, por lo que estas desaparecerían. Además contribuyen a enriquecer la atmósfera en oxígeno y sirven como sumideros de CO2. 12 Observa la figura 12.10. Tras leer el texto, identifica a

qué factor estudiado corresponde cada una de ellas. Líquenes árticos y alpinos

La mayoría de las plantas Gramíneas tropicales

Factor 1

B Rendimiento fotosintético

Rendimiento fotosintético

A

12

Estroma Evidentemente el esquema que presentamos es muy simple. A partir de una microfotografía podrán distinguirse mejor las principales estructuras del cloroplasto: membranas externa e interna, espacio intermembrana, estromas, grana e incluso gránulos de almidón.

Investiga (página 280) Toma un tallo de apio, haz un corte oblicuo con una cuchilla en la base del tallo e introdúcelo en un vaso con agua con tinta de color azul o rojo. Deja pasar 4 o 5 horas y observa el color del tallo y las hojas ¿A qué se debe? Corta un fragmento del tallo, de unos 3 cm de longitud y observa los vasos conductores. Describe en un informe lo que se observa y cómo se identifican los tipos de vasos conductores. Tras unas horas el apio se colorea del color de la tinta debido a que es absorbida por los vasos de xilema y transportada a toda la planta. Al separar los vasos se aprecia cómo están coloreados más intensamente:

Factor 2

251

12

Función de nutrición en las plantas

16 Describe el recorrido de un átomo que forme parte de

una sal mineral del suelo desde su absorción hasta su incorporación a una molécula orgánica de una célula de la planta.

El átomo de la sal entrará a las células de la raíz mediante vía apoplástica o simplástica atravesando la epidermis, el córtex y la endodermis. A continuación ascenderá a través de los vasos del xilema hasta el parénquima de las hojas donde se incorporará a alguna molécula orgánica gracias a la energía química obtenida en la fotosíntesis.

den llegar a ascender hasta 12 m para picar la corteza y recoger la resina. Una vez recogida la resina se filtra para eliminar las impurezas. A continuación se cuece la resina filtrada. De este modo se elimina la humedad de la resina y se obtiene una mayor pureza del producto final. A continuación viene el proceso de enfriado a temperatura ambiente durante el cual los chicleros hacen subir y bajar el producto continuamente para favorecer su enfriamiento. Por último se incluye el producto en un bastidor para formar un bloque y procesarlo a nivel industrial. 18 Establece las principales diferencias entre la excreción

en animales y en vegetales.

17 ¿Por qué decimos que el transporte de la savia elabora-

Los mecanismos de excreción en plantas son más sencillos que en animales, no poseen órganos específicos y presentan características concretas: ❚ Los productos de excreción vegetal se forman en pequeñas cantidades. ❚ Parte de estos metabolitos son reutilizados, como el CO2 que se incorpora a la fotosíntesis. ❚ Algunos productos de excreción se pueden considerar secreciones ya que desempeñan un papel útil para la planta que los produce, por ejemplo las resinas que sirven para la cicatrización de heridas en los troncos.

da es ascendente y descendente? Pon un ejemplo en el que sea ascendente y otro en el que sea descendente.

El transporte de la savia elaborada es descendente cuando va desde las hojas a otros órganos como la raíz, que necesita sus productos para la nutrición de sus células. Y asciende para llegar otros órganos sumideros que estén en zonas superiores. Siempre va desde las fuentes a los sumideros.

Investiga (página 281) Para la producción de chicle, se emplea una resina que se extrae del chicozapote. Elabora un documento en el que expliques el proceso de extracción de la resina.

19 ¿Qué condiciones crees que deben darse en un medio

para que existan plantas heterótrofas? La existencia de plantas con nutrición heterótrofa tiene sentido cuando el medio en el que viven tiene carencias de nitrógeno y otros elementos, o bien porque el suelo es pobre, o porque se encuentran en competencia con otras especies. Además su heterotrofismo les permite vivir en sustratos como la superficie de algunas otras plantas.

La extracción se realiza picando la corteza del chicozapote a nivel superficial. Previamente se han dispuesto unas bolsas selladas con cera en la base del árbol para que la resina, a medida que baja por el tronco por efecto del picado de la corteza, se vaya recogiendo. Los chicleros, las personas que se dedican a recoger la resina, pue-

252

Función de nutrición en las plantas

12

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES CIENCIA, TECNOLOGÍA Y SOCIEDAD (página 282) Análisis 1.

¿Qué aplicación crees que puede tener este estudio por lo que respecta a los seres humanos? El estudio de la resistencia de ciertos vegetales a la radiación ultravioleta puede ayudar a mejorar la protección de nuestra piel frente a esta radiación.

2.

formaban una pantalla continua que protegía completamente a las células. De esta manera, los musgos pudieron colonizar ambientes soleados, mucho más expuestos a la radiación UV.

¿Qué mecanismos evolutivos diferentes han seguido musgos y hepáticas? ¿Cuál es más eficaz?

Propuesta de investigación 3.

¿Qué diferencias en cuanto a su hábitat tienen los musgos y las hepáticas? ¿Por qué las radiaciones ultravioletas son perjudiciales para los vegetales? ¿Es esto incompatible con la fotosíntesis? ¿Por qué este problema no existe en las plantas acuáticas?

Las hepáticas utilizaron como estrategia de colonización la acumulación de compuestos protectores dentro de sus células, fundamentalmente para evitar los procesos de oxidación derivados de la exposición a la radiación UV.

Las hepáticas viven en medios más húmedos y sombríos que los musgos. Las radiaciones ultravioletas son perjudiciales para los vegetales ya que incrementan los procesos de oxidación en ellos. No es incompatible con la fotosíntesis, pero deben protegerse y utilizar la parte de radiación útil par a la fotosíntesis. En plantas acuáticas, el agua hace de filtro bastante eficaz de la radiación ultravioleta.

Este mecanismo solamente les permitió colonizar ambientes más bien sombríos y húmedos, expuestos a niveles relativamente bajos de UV. Por el contrario, los musgos acumularon compuestos protectores en el exterior de las células, aumentando así la eficiencia de la protección, ya que estos compuestos

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES TÉCNICAS DE TRABAJO Y EXPERIMENTACIÓN Cuestiones 1.

3.

2.

¿Qué pigmento se solubiliza mejor en alcohol? Se solubiliza mejor en alcohol el pigmento que más asciende por la columna cromatográfica, y es el caroteno.

253

¿Qué pigmentos son más abundantes? Son más abundantes los pigmentos que presenten una banda más ancha en el papel.

Dibuja el cromatograma resultante e identifica cada pigmento en él. Cada alumno dibujará el cromatograma que ha resultado.

(página 283)

4.

Compara tu cromatograma con los de los otros grupos ¿Aparecen los mismos pigmentos en todas las muestras analizadas? Aparecerán los mismos pigmentos en las muestras procedentes del mismo vegetal, pero no en las obtenidas de diferentes vegetales.

12

Función de nutrición en las plantas

SOLUCIONES DE ACTIVIDADES Y TAREAS Las funciones de nutrición 1

(páginas 284 y 285) B

¿Qué papel desempeñan los productores en los ecosistemas?

A

Los productores, en los ecosistemas, son los encargados de captar la energía solar y transformarla en energía química contenida en moléculas orgánicas que forman a partir de las moléculas inorgánicas. En algunos ecosistemas minoritarios los productores realizan la misma función pero tomando energía química desprendida de reacciones inorgánicas. 2

Enumera los órganos de las plantas cormofitas implicados en las funciones de nutrición. La raíz, el sistema vascular floemático y xilemático, y los órganos fotosintéticos.

3

¿Podrían los musgos alcanzar un tamaño grande? Razona la respuesta. Los musgos no podrían alcanzar un gran tamaño ya que no poseen tejidos conductores que transporten las sustancias desde los órganos de captación a los órganos fotosintéticos, ni desde estos a todo el vegetal.

La obtención y transporte de nutrientes 4

La entrada vía apoplástica o vía A: en ella las sales minerales entran disueltas en el agua y pasan a través de los espacios intercelulares y de las paredes vegetales de celulosa del parénquima cortical. Al llegar a la banda de Caspari de la endodermis, se produce la selección de los iones que penetran mediante trasporte activo en sus células, mientras que el agua lo hace por ósmosis.

¿Cuáles son las funciones de las sales minerales en las plantas? Las funciones de las sales minerales en las plantas son mantener el pH adecuado en sus células, regular el equilibrio osmótico, incorporarse a ciertas biomoléculas, formar parte de estructuras que dan mayor resistencia a las células.

5

La velocidad de ascenso en los árboles varía entre 1 y 40 km/h. Si suponemos una velocidad media de 20 km/h, la molécula tardaría: 50 m x 20 km/h = 2,5 h La fuerza que mueve la savia bruta desde la raíz hasta la copa es el gradiente de potenciales hídricos que se establece entre el suelo, la planta y la atmósfera. 6

La entrada vía simplástica o vía B: en ella las sales entran mediante transporte activo en las células, por ello no se realiza selección en la endodermis, ya que ese tipo de transporte ya es selectivo. El transporte se realiza a través de las membranas plasmáticas y de los plasmodesmos (zonas de intercambio a través de las paredes celulares entre células continuas).

¿Cuánto tarda en ascender una molécula de una sal mineral desde la raíz a la copa en un árbol de 50 m de altura? ¿Cuál es el motor que favorece esta ascensión en contra de la gravedad?

La fotosíntesis 8

Sustratos

Una planta tiene una concentración osmótica en sus células epidérmicas de la raíz de 7,2 g/L. Si se introdujera en un medio con agua destilada, ¿qué sucedería? ¿Y en un medio con una disolución de 7,8 g/L? ¿Cuál sería la concentración ideal para que viviese la planta? Al introducir la planta en una solución de agua destilada, las células de la raíz se llenarían de agua procedente del medio.

9

En un medio con una disolución de 7,8 g/L las células de la raíz perderían agua ya que saldría de ellas hacia el medio. La concentración ideal para la vida de esa planta sería de 7,2 g/L. 7

Completa la siguiente tabla: Productos

Localización en la célula

Fase luminosa

Agua

O2

Tilacoides de los cloroplastos

Fase oscura

CO2

Glucosa

Estroma de los cloroplastos

Los colores que van del amarillo al marrón, visibles en las hojas en otoño, se deben a los carotenoides, y los rojizos, a las antocianinas. Busca información sobre su función en los vegetales. Los carotenoides son pigmentos cuyos colores van del color rojo-amarillo pálido al rojo oscuro y son fotosintéticos. Las antocianinas dan el color rojo a las hojas en el otoño, se producen por la transformación de los flavonoides. La función de las antocianinas es proteger de los rayos ultravioleta.

Observa la imagen e identifica las vías simplástica y apoplástica de incorporación de las sales minerales en la raíz. Indica las diferencias entre ambas.

254

Función de nutrición en las plantas

10 La gráfica representa las variaciones de los niveles de

oxígeno atmosférico a lo largo de la historia geológica de la Tierra. Glaciación global

Nivel de oxígeno

Origen del sistema solar

Glaciación regional

4,567

4,0

3,0

Algas 2,0

1,0

De lo anterior se deduce que la clorofila es verde pues es la radiación que refleja.

100 %

la base de la vida en la Tierra?

21 %

Los pigmentos fotosintéticos son la base de la vida en la Tierra, ya que sin ellos no se podría incorporar la energía solar a los seres vivos. Solo estos pigmentos la pueden transformar en energía química aprovechable para todos los seres vivos. 13 Copia este dibujo en tu cuaderno y localiza en él sus

Log pO2

Bacterias y Archaea

c) Razona, a partir de lo respondido anteriormente, por qué la clorofila es verde.

12 ¿Por qué se afirma que los pigmentos fotosintéticos son

10 %

estructuras. Marca en qué zonas del orgánulo se desarrolla cada una de las fases de la fotosíntesis.

1%

Animales, hongos y plantas 0

12

1

3

2

0%

5

Tiempo (miles de millones de años hasta el presente)

a) ¿En qué momento aparece el oxígeno en la atmósfera? ¿Cuál es la causa de esa aparición? Aparece en la atmósfera hace unos 2,5 millones de años, debido a la actividad de bacterias y archaeas fotosintéticas. b) ¿Por qué se produce el primer incremento de oxígeno? ¿Y el segundo? Se produce cuando aparecen las primeras algas y el segundo cuando aparecen las plantas superiores. c) ¿Por qué se ha estabilizado? A partir de cierto momento se ha estabilizado debido a que la cantidad de organismos fotosintéticos es más o menos constante y el oxígeno se mantiene en equilibrio en la atmósfera. 11 En esta gráfica se aprecia el espectro de absorción de las

clorofilas a y b. Analízala y responde razonadamente: Clorofila b

Absorción de luz

Clorofila a

4 6 Este orgánulo es un cloroplasto: 1- membrana externa / 2- membrana interna / 3- estroma / 4- tilacoide / 5- espacio intermembranal / 6- grana. La fase luminosa de la fotosíntesis tiene lugar en los tilacoides de los grana. La fase oscura se desarrolla en el estroma.

El transporte de la savia elaborada 14 Describe la hipótesis más aceptada actualmente para

explicar el transporte de la savia elaborada. El proceso de reparto del floema por el organismo se denomina translocación y se desarrolla en sentido ascendente y descendente. La hipótesis más aceptada es la de flujo por presión que explica que la savia elaborada se desplaza porque hay un gradiente de presión entre las zonas fotosintéticas denominadas fuentes y las zonas donde se consumen sus productos llamadas sumideros, que pueden ser tejidos muy activos, como los meristemos, o tejidos de reserva, como el parénquima de reserva.

15 Di si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas.

Razona la respuesta. a) La savia elaborada pasa por ósmosis desde las células fuente hacia las células acompañantes de los vasos cribosos.

Zona de reflexión

400

500

600

700

Longitud de onda (nm)

Falso. La savia elaborada pasa, por transporte activo, desde las células productoras del parénquima clorofílico a las células acompañantes de los vasos cribosos.

a) ¿En qué longitudes de onda tienen el máximo de absorción las clorofilas a y b?

b) El incremento de la concentración de azúcares en el floema permite el paso de agua por ósmosis desde este hacia el xilema.

400

500

600

700

El máximo de absorción lo tiene la clorofila a en torno a los 690 nanómetros, la longitud de onda el naranja al rojo, y la clorofila b en torno a los 490, la longitud de onda del violeta.

Falso. El incremento de concentración de azúcares provoca el paso de agua por ósmosis desde el xilema hasta el floema.

b) ¿Qué longitud de onda refleja cada tipo de clorofila?

c) Dentro del xilema, la savia circula de célula a célula mediante transporte activo.

Ambas reflejan entre los 500 y los 650 nm, las longitudes de onda del verde al amarillo.

Falso. Dentro de los vasos del floema la savia circula de célula a célula atravesando las placas cribosas.

255

12

Función de nutrición en las plantas

d) La savia elaborada llega a las células sumidero mediante transporte activo.

21 Busca información sobre las siguientes sustancias de ex-

creción vegetal: látex, caucho, resina, aceites esenciales y etileno. ❚ El látex es una sustancia excretada por algunas plantas angiospermas de composición variada y consistencia gomosa con muchas aplicaciones en la industria.

Verdadero. 16 ¿Por qué los vasos del floema y los del xilema se en-

cuentran adyacentes en las plantas? ¿Tiene alguna justificación?

❚ El caucho es un tipo de látex de algunas plantas como las euphorbiáceas.

Los vasos de floema y xilema se encuentran pegados unos a otros en las plantas debido a que realizan intercambios entre ellas: al producirse en las células cribosas un incremento de concentración de azúcares, pasa agua por ósmosis desde las traqueidas del xilema, hipotónicas respecto a ellas. Posteriormente, al perder azúcares, las células del floema quedan con una concentración hipotónica respecto a las del xilema, pasando por lo tanto el agua del floema al xilema de nuevo.

❚ La resina es una secreción típica de plantas angiospermas como las coníferas; se utiliza por ejemplo para producir barnices o disolventes. ❚ Los aceites esenciales son secreciones de las plantas que dan el olor a algunas flores o frutos, o semillas, de composición química compleja, y muy volátiles.

17 En el siguiente esquema señala con flechas de diferentes

❚ El etileno es una hormona vegetal que favorece la maduración de flores y frutos.

colores el recorrido de la savia bruta y la savia elaborada: Xilema

Floema

Agua y nutrientes Agua

La nutrición heterótrofa en los vegetales 22 ¿Qué sentido tiene la nutrición heterótrofa en los vege-

tales? La nutrición heterótrofa en vegetales tiene sentido como complemento a la autótrofa en medios o condiciones pobres en sales minerales.

Células de las hojas Células acompañantes

23 Define los siguientes términos:

a) Planta halófita: planta adaptada a vivir en medios con alta concentración de sales. b) Barbecho: tipo de cultivo que deja el suelo sin cultivar durante uno o varios períodos para que se recupere de las pérdidas de nutrientes nitrogenados.

Células de la raíz

c) Savia bruta: conjunto formado por el agua y las sales minerales que han penetrado en el interior de la planta y que aún no ha sido procesada.

18 ¿Crees que es cierto que las flores cortadas, si se colocan

en agua con un poco de azúcar, duran muchos días sin marchitarse? Razona tu respuesta.

d) Gutación: es la liberación de gotas de agua que se liberan durante la noche en zonas tropicales debido a la atmósfera saturada de humedad.

Sí se prolonga su vida porque se suministran nutrientes a sus células.

e) Lenticela: es un orificio de los tallos leñosos que permite la penetración de los gases.

La excreción en los vegetales 19 Indica las diferencias que existen entre la excreción ani-

mal y la vegetal.

Excreción animal Órganos implicados

Productos excretados

Destino de los productos excretados

24 ¿Por qué las plantas carnívoras se desarrollan en suelos

pobres en nitrógeno? Se desarrollan en suelos pobres en nitrógeno porque de los animales que digieren obtienen el suficiente y no necesitan incorporar el del suelo.

Excreción vegetal

Aparato excretor.

No hay órganos específicos.

Urea, amoniaco, y otros productos nitrogenados.

Sustancias volátiles en flores y frutos, resinas, látex, aceites esenciales, néctar azucarado y gases.

Salida al exterior.

Secreción, reutilización o acumulación en el interior de la planta.

20 La caída de las hojas en el otoño cumple una función en

25 Observa estas hojas de una venus atrapamoscas y des-

cribe el mecanismo completo de nutrición que se desencadena a partir del momento en el que un insecto se aproxima a ella. Al posarse un insecto sobre sus hojas, unos pelillos sensoriales lo detectan y las hojas se cierran dejando encerrado al insecto. Se van liberando enzimas hidrolíticas que van digiriendo las células del insecto y tras la digestión, las moléculas obtenidas son absorbidas y pasan a formar parte del alimento de la planta carnívora.

26 ¿Qué diferencias existen entre un planta parásita y una

semiparásita? Pon un ejemplo de cada una. Una planta semiparásita además absorbe savia bruta de la planta a la que parasita y realiza la fotosíntesis, mientras que la parásita estricta no realiza fotosíntesis, solo se alimenta a partir de su hospedadora absorbiendo su savia elaborada.

la excreción vegetal, ¿cuál?

En las hojas se suelen acumular sustancias de desecho que se expulsan al exterior definitivamente con la caída de las hojas.

256

Función de nutrición en las plantas

SOLUCIONES DE LA EVALUACIÓN 1.

¿Qué diferencias hay entre la absorción del agua y la de las sales minerales? La absorción del agua se realiza a través de las raíces en los pelos radicales, que presentan una evaginación o repliegue externo de su membrana plasmática, que aumenta la superficie de absorción.

3.

12

(página 287)

¿Qué proceso físico se representa en este dibujo? ¿Qué proceso biológico permite? Muestra la adhesión de las moléculas de agua a los tubos conductores. Permite el ascenso de la savia bruta.

4.

El mecanismo por el que el agua penetra en los pelos radicales es la ósmosis. Para que la ósmosis tenga lugar es necesario que la concentración de solutos en el suelo que rodea la raíz sea menor que la que tienen las células epidérmicas; de esta manera, el agua pasará de la solución menos concentrada (hipotónica) a la más concentrada (hipertónica), y el agua penetra en la raíz.

¿Para qué se produce la gutación? Explica el mecanismo de funcionamiento de los estomas ayudándote de un dibujo o esquema. La gutación es el proceso mediante el cual en zonas tropicales, durante la noche debido a la atmósfera saturada de humedad, se liberan gotas de agua en la superficie de las plantas.

Tras penetrar en las células epidérmicas, el agua va pasando por los espacios intercelulares, por las paredes de celulosa y a través del parénquima, hasta alcanzar el xilema para comenzar el ascenso por el tallo. La incorporación de las sales minerales se realiza mediante dos mecanismos diferentes: ❚ La entrada vía apoplástica o vía B: en ella las sales minerales entran disueltas en el agua y pasan a través de los espacios intercelulares y de las paredes vegetales de celulosa del parénquima cortical. Al llegar a la banda de Caspari de la endodermis, se produce la selección de los iones que penetran mediante trasporte activo en sus células, mientras que el agua lo hace por ósmosis.

5.

La fase luminosa de la fotosíntesis tiene lugar en los tilacoides de los grana. La fase oscura se desarrolla en el estroma.

❚ La entrada vía simplástica o vía A: en ella las sales entran mediante transporte activo en las células, por ello no se realiza selección en la endodermis, ya que ese tipo de transporte ya es selectivo. El transporte se realiza a través de las membranas plasmáticas y de los plasmodesmos (zonas de intercambio a través de las paredes celulares entre células continuas). 2.

¿De qué está formada la savia bruta? ¿Cuál es su principal mecanismo de transporte a través de los tubos del xilema?

Tilacoides

Estroma

6.

❚ Transpiración del agua en las hojas. Produce la presión de aspiración de las hojas. La salida de agua a través de los estomas origina una presión negativa que se llama tensión y que aspira el agua hacia arriba, ya que se crea un gradiente entre las hojas y el xilema. El ascenso ocurre gracias a la cohesión de las moléculas de agua entre sí, que, como ya se ha visto, es una de sus características. En zonas tropicales, durante la noche, debido a la atmósfera saturada de humedad, se liberan gotas de agua en el proceso llamado gutación. ❚ Presión radicular. Crea un flujo de agua entre el suelo y la raíz. Este mecanismo es eficaz para plantas pequeñas, pero no sucede lo mismo en plantas de mayor altura. ❚ Capilaridad. Es una característica del agua que le permite ascender por un tubo fino debido, por un lado, a la cohesión entre las moléculas de agua y, por otro, a la adhesión de estas moléculas de agua a las paredes del tubo.

257

Enumera las razones por las que la fotosíntesis es un proceso fundamental para la vida en el planeta. La fotosíntesis es un proceso fundamental para la vida en la Tierra por tres razones: sintetiza materia orgánica, transforma la energía solar en energía química y libera oxígeno.

La savia bruta es el conjunto formado por el agua y las sales minerales que han penetrado en la planta. El transporte de la savia bruta a través del xilema desde las raíces hasta las hojas se debe a una suma de mecanismos que funcionan conjuntamente:

Dibuja un cloroplasto señalando todas sus estructuras e indica qué etapa de la fotosíntesis tiene lugar en cada una de ellas. Añade los elementos que intervienen en la fotosíntesis y los productos que se obtienen.

7.

¿Qué característica diferencial de las fuentes y los sumideros posibilita el transporte de la savia elaborada? Entre los sumideros y las fuentes hay un gradiente de presión por lo que la savia elaborada se reparte por la planta gracias a un flujo de presión.

8.

¿Por qué razón en las plantas no existen órganos complejos para la excreción, como sucede en animales? Los mecanismos de excreción en plantas son más sencillos que en animales, no poseen órganos específicos y presentan características concretas: ❚ Los productos de excreción vegetal se forman en pequeñas cantidades. ❚ Parte de estos metabolitos son reutilizados, como el CO2, que se incorpora a la fotosíntesis. ❚ Algunos productos de excreción se pueden considerar secreciones, ya que desempeñan un papel útil para la planta que los produce, por ejemplo las resinas que sirven para la cicatrización de heridas en los troncos.

258

12,13, 14, 15 AF 8, 9, 11, 12, 13 Ciencia, tecnología y sociedad Técnicas de trabajo y experimentación

AF 10, 12

18, 19 AF 19, 20, 21,

Investiga pág. 281

22, 23, 24, 25, 26

5.1. Detalla los principales hechos que ocurren durante cada una de las fases de la fotosíntesis asociando, a nivel de orgánulo, donde se producen.

5.2. Argumenta y precisa la importancia de la fotosíntesis como proceso de biosíntesis, imprescindible para el mantenimiento de la vida en la Tierra.

6.1. Reconoce algún ejemplo de excreción en vegetales.

6.2. Relaciona los tejidos secretores y las sustancias que producen.

7.1. Reconoce ejemplos de nutrición heterótrofa en plantas.

*LA: Libro del Alumno

16, 17 AF 14,15, 16, 17 ,18

4.1. Explicita la composición de la savia elaborada y sus mecanismos de transporte.

Identifica los ejemplos más habituales.

Identifica los elementos principales y las relaciones que se establecen entre ellos correctamente.

Aporta muchos ejemplos válidos.

Valora la importancia correctamente.

Identifica los elementos principales y los relaciona con la fase correspondiente sin errores.

Identifica los elementos principales y describe el proceso correctamente.

Identifica los elementos principales y las relaciones que se establecen entre ellos correctamente.

9,10, 11

3.1. Describe los procesos de transpiración, intercambio de gases y gutación.

AF 10

Identifica los elementos principales y describe el proceso correctamente.

7, 8, AF 4, 5, 6, 7

2.1. Conoce y explica la composición de la savia bruta y sus mecanismos de transporte.

Excelente 3 Identifica los elementos principales y describe el proceso correctamente.

Herramientas de evaluación (actividades del LA*)

1.1. Describe la absorción del 1, 2, 3, 4, 5, 6 agua y las sales minerales. AF 1,2, 3

Estándar de aprendizaje evaluable

Identifica los ejemplos más habituales con algunos errores.

Identifica los elementos principales y las relaciones que se establecen entre ellos cometiendo pocos errores.

Aporta suficientes ejemplos válidos.

Valora la importancia cometiendo pocos errores.

Identifica los elementos principales y los relaciona con la fase correspondiente cometiendo pocos errores.

Identifica los elementos principales y describe el proceso de forma válida, aunque con errores.

Identifica los elementos principales y las relaciones que se establecen entre ellos cometiendo pocos errores.

Identifica los elementos principales y describe el proceso de forma válida, aunque con errores.

Identifica los elementos principales y describe el proceso de forma válida, aunque con errores.

Satisfactorio 2

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

No logrado 0

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Identifica los ejemplos más habituales cometiendo muchos errores.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Identifica los elementos Responde de manera principales y las relaciones totalmente errónea o no que se establecen entre responde. ellos cometiendo muchos errores.

Aporta pocos ejemplos válidos.

Valora la importancia cometiendo muchos errores.

Identifica los elementos principales y los relaciona con la fase correspondiente cometiendo muchos errores.

Identifica los elementos principales y describe el proceso cometiendo muchos errores.

Identifica los elementos Responde de manera principales y las relaciones totalmente errónea o no que se establecen entre responde. ellos cometiendo muchos errores.

Identifica los elementos principales y describe el proceso cometiendo muchos errores.

Identifica los elementos principales y describe el proceso cometiendo muchos errores.

En proceso 1 Puntos

12 Función de nutrición en las plantas

RÚBRICA DE ESTÁNDARES DE APRENDIZAJE

Función de nutrición en las plantas

12

PRUEBA DE EVALUACIÓN A Test (0,5 puntos cada una = 3 puntos) 1.

endodermis, se produce la selección de los iones que penetran mediante trasporte activo en sus células, mientras que el agua lo hace por ósmosis.

El alimento almacenado en las raíces de algunas plantas…

❚ La entrada vía simplástica o vía A: en ella las sales entran mediante transporte activo en las células, por ello no se realiza selección en la endodermis, ya que ese tipo de transporte ya es selectivo. El transporte se realiza a través de las membranas plasmáticas y de los plasmodesmos (zonas de intercambio a través de las paredes celulares entre células continuas).

a) es transportado ahí por el floema. b) es transportado ahí por el xilema. c) se absorbe del suelo. Respuesta correcta: a. 2.

En la fase oscura de la fotosíntesis, ¿cuál de las siguientes sustancias no se produce?

Banda de Caspari

a) Oxígeno.

Vía apoplástica

Vía simplástica

Pelo radical

b) Dióxido de carbono. c) ATP. Respuesta correcta: a. 3.

Las enzimas necesarias para la fase oscura de la fotosíntesis se encuentran en… a) el citoplasma.

Floema

Periciclo

c) el estroma o matriz del cloroplasto.

2.

Respuesta correcta: c. 4.

¿En cuál de las siguientes estructuras celulares se encuentra la celulosa? b) Pared celular. Respuesta correcta: b. Durante fase oscura de la fotosíntesis: a) Se libera oxígeno y se consume CO2.

Explica cómo influyen los cambios en la luz y las altas temperaturas en el funcionamiento de los estomas.

❚ Las altas temperaturas, que provocan el cierre estomático para impedir pérdidas de agua. Este mecanismo lo desarrollan las plantas de climas áridos cerrando sus estomas durante el día y abriéndolos durante la noche, momento en el cual captan todo el CO2 que acumulan y utilizan durante el día en la fotosíntesis.

b) Se consume CO2. c) Se liberan oxígeno o CO2 según las condiciones ambientales. Respuesta correcta: b. El agua penetra en los pelos radicales mediante:

3.

a) Ósmosis. b) Transporte activo. c) Vía apoplástica.

Escribe la ecuación global de la fotosíntesis. ¿Dónde se realiza? ¿Cuál es su importancia en nuestro planeta? ¿De qué fases consta? 6 H2O + 6 CO2

Respuesta correcta: a.

Preguntas (1,4 puntos cada una = 7 puntos) 1.

Córtex

❚ Cambios en la luz: la entrada de iones K+ se activa por la luz. De día los estomas se abren, de noche se produce el proceso contrario, lo que supone un ahorro para la planta, ya que sin luz no se realiza la fase luminosa de la fotosíntesis en la que se libera agua, y por ello se cierran los estomas para impedir su pérdida.

c) Membrana celular.

6.

Endodermis

Combinaciones de distintos factores ambientales regulan la apertura cierre de los estomas en función de las necesidades fisiológicas de la planta en cada momento.

a) Cloroplasto.

5.

Epidermis

Xilema

b) los tilacoides.

Explica la vía apoplástica y la simplástica de incorporación de nutrientes. Represéntalas en un esquema. La incorporación de las sales minerales se realiza mediante dos mecanismos diferentes: ❚ La entrada vía apoplástica o vía B: en ella las sales minerales entran disueltas en el agua y pasan a través de los espacios intercelulares y de las paredes vegetales de celulosa del parénquima cortical. Al llegar a la banda de Caspari de la

259

Luz del Sol

C6H12O6 + 6 O2

La fotosíntesis se realiza en los cloroplastos. Es un proceso fundamental en nuestro planeta por tres razones: sintetiza materia orgánica, utilizando como fuente de carbono el CO2 atmosférico, incorporándolo así a la materia viva e iniciando las cadenas tróficas; transforma la energía solar en energía química que los demás organismos necesitan para vivir; libera oxígeno a la atmósfera como producto de la fotosíntesis. Consta de dos fases: la luminosa, que se realiza en presencia de la luz, y la fase oscura, que no necesita de luz.

12 4.

Función de nutrición en las plantas

Explica la siguiente gráfica:

la fotosíntesis y la intensidad luminosa. En ella se puede apreciar cómo al aumentar la intensidad de la luz aumenta la velocidad de la fotosíntesis, hasta una intensidad por encima de la cual se estabiliza y ya no aumenta. Se debe a que se «saturan» los tilacoides y ya no pueden asimilar más luz. 5.

Describe la conquista el medio terrestre por las plantas. ¿Qué plantas la realizaron? ¿Qué características tenían que las hacían idóneas para ello? Las primeras en colonizar el medio terrestre fueron las Briofitas o musgos. Su pequeño tamaño y su dependencia de los medios húmedos les permiten que la absorción del agua y las sales minerales del medio la realicen directamente en los tejidos fotosintéticos y que no tengan necesidad de transportar los productos de la fotosíntesis, ya que presentan organización tipo talo, sin auténticos tejidos.

La grafica expresa la relación existente entre la velocidad de

PRUEBA DE EVALUACIÓN B Test (0,5 puntos cada una = 3 puntos) 1.

a) Mediante transporte activo con ayuda de unas proteínas transportadoras.

a) El floema.

b) Mediante ósmosis.

b) El xilema.

c) Mediante absorción-cohesión.

c) Se forman en la propia raíz.

Respuesta correcta: a.

¿Cuál de estas sustancias no se produce en la fase luminosa de la fotosíntesis?

Preguntas (1,4 puntos cada una = 7 puntos) 1.

a) Oxígeno. c) ATP. Respuesta correcta: b.

❚ La transpiración del agua en las hojas que produce la presión de aspiración de las hojas. La salida de agua a través de los estomas produce una presión negativa que se llama tensión y que aspira el agua hacia arriba, ya que se crea un gradiente las hojas y el xilema. El ascenso se produce gracias a la cohesión de las moléculas de agua entre sí, que, recordamos, es una de sus características.

Las enzimas que participan en la fase luminosa de la fotosíntesis se encuentran en: a) El estroma. b) La membrana externa del citoplasma. c) Los tilacoides. Respuesta correcta: c.

4.

❚ La presión radicular, que crea un flujo de agua entre el suelo y la raíz. Este mecanismo es eficaz para plantas pequeñas, pero no en plantas de mayor altura.

¿Dónde se encuentra la clorofila? a) En los tilacoides del cloroplasto.

❚ La capilaridad es una característica de la molécula de agua mediante la cual puede ascender por un tubo fino debido, por un lado a la cohesión entre las moléculas el agua, y por otro a la adhesión de estas moléculas de agua a las paredes del tubo.

b) En la membrana externa del cloroplasto. c) Repartida por todo el cloroplasto. Respuesta correcta: a. 5.

Durante la fase luminosa de la fotosíntesis: a) Se libera oxígeno y se consume CO2.

Explica los procesos que hacen posible el transporte de la savia bruta. Los procesos que, actuando conjuntamente, hacen posible el ascenso de la savia a lo largo de los tubos huecos del xilema y no lo harían por separado son:

b) Dióxido de carbono.

3.

Las sales minerales penetran en las raíces:

Las raíces tipo napiforme acumulan sustancias nutritivas. ¿Quién lleva estos nutrientes hasta ellas?

Respuesta correcta: a. 2.

6.

2.

b) Se libera oxígeno. c) Se liberan oxígeno o CO2, según las condiciones ambientales.

Explica cómo influyen los cambios en concentración de iones potasio y los cambios en a concentración de CO2 en el funcionamiento de los estomas. Combinaciones de distintos factores ambientales regulan la apertura cierre de los estomas en función de las necesidades fisiológicas de la planta en cada momento.

Respuesta correcta: b.

260

Función de nutrición en las plantas

Rendimiento fotosintético

❚ Cambios en la concentración de iones potasio: es el factor que más influye. Cuando se produce entrada de K+ en las células oclusivas, se vuelven hipertónicas respecto a las células adyacentes, por eso entra agua en ellas por ósmosis, aumenta su turgencia y el estoma se abre permitiendo la entrada de gases. Al salir iones K+ de las células oclusivas, se convierten en hipotónicas respecto a las adyacentes, por lo que se produce salida de agua de las oclusivas que se arrugan cerrando el estoma e impidiendo la entrada y salida de gases. ❚ Cambios en la concentración de CO2 que también tienen relación con la luz, ya que de noche solo se produce la respiración, y por ello se acumula CO2 y se cierran los estomas. De día la fotosíntesis consume CO2 lo que produce un gradiente respecto al exterior abriéndose el estoma.

Factor 1

Observa este esquema di qué proceso está representado y pon el nombre de los elementos numerados dentro de los círculos. 1

5

4

2

Reacciones fotoquímicas en las membranas tilacoidales de los cloroplastos

3

Poder reductor

Tilacoides

Reacciones bioquímicas en el estroma de los cloroplastos

Factor 2

En las gráficas se aprecia cómo hay una temperatura óptima en la que la fotosíntesis es más intensa. Por encima y por debajo de ella va descendiendo hasta un punto en el que no se realiza. Cada especie representada tiene un intervalo de temperatura en el que puede vivir, se aprecia cómo los líquenes y plantas alpinas viven mejor a bajas temperaturas y no soportan las altas; por el contrario, las gramíneas tropicales lo hacen en un intervalo de temperaturas altas, y la mayoría de las plantas necesitan temperaturas medias.

6

Estroma

Representa la fotosíntesis. Los elementos numerados son: 1. Luz solar

El factor 2 podría ser la intensidad de la luz.

2. Agua

5.

3. Oxígeno 4. ATP 5. CO2 6. Glucosa 4.

La mayoría de las plantas Gramíneas tropicales

Rendimiento fotosintético

3.

Líquenes árticos y alpinos

12

Explica estas gráficas que relacionan la temperatura (factor 1) con la fotosíntesis en diferentes plantas. ¿Cuál crees que podría ser el factor 2?

261

¿Qué características de las plantas cormofitas han permitido su gran éxito evolutivo? Las plantas cormofitas o vasculares, con auténticos tejidos, pueden alcanzar grandes tamaños y repartir sus funciones, lo que redunda en una mayor eficacia biológica, que ha permitido a las plantas vasculares conquistar casi todo los medios terrestres y colonizar todo el planeta. Este avance evolutivo ha permitido la auténtica independencia el medio acuático y la conquista del medio terrestre.

14

FUNCIÓN DE NUTRICIÓN EN LOS ANIMALES

Introducción

E  

n esta unidad se estudia la fisiología de los cuatro aparatos que intervienen en la función de nutrición animal: digestivo, respiratorio, circulatorio y excretor. La función que corresponde a cada uno de estos aparatos se explica primero de forma general, para luego ver en detalle las características propias de cada uno en los distintos grupos animales. Para simplificar la organización de los contenidos, se ha agrupado a los animales en invertebrados y vertebrados. El primer epígrafe explica los principales modelos de digestión animal, intracelular, extracelular y mixta, así como las fases de que consta cada proceso. El segundo epígrafe incluye los tipos de aparato digestivo que presentan los principales grupos de animales invertebrados con referencia a las adaptaciones específicas según su tipo de dieta. A continuación se explica de forma más detallada la anatomía del aparato digestivo en los vertebrados y los procesos digestivos que tienen lugar en cada región del mismo. También se incluye una relación de las enzimas que participan en el proceso y se explican algunas modificaciones concretas de los aparatos digestivos de algunos vertebrados. Se explica a continuación la necesidad de un sistema de transporte en los animales, función que desempeña el aparato circulatorio. Aquí se exponen también los principales componentes que constituyen, de forma general, este aparato. Se presentan los principales modelos de aparato circulatorio que es posible encontrar en los animales invertebrados, abierto y cerrado, con descripciones de ambos modelos en diferentes grupos. Se describen a continuación los modelos de circulación cerrada en los vertebrados, simple, doble, completa e incompleta, así como la estructura del corazón. Dentro de este epígrafe se incluye la estructura y función del sistema linfático. El tercer epígrafe trata sobre la necesidad del sistema respiratorio y las características que deben cumplir las estructuras dispuestas a tal fin. Después se describen los modelos de respiración en los principales grupos de invertebrados: cutánea, branquial, traqueal y pulmonar. También se explican los modelos respiratorios en los vertebrados acuáticos, explicando las diferencias entre los modelos de respiración branquial en peces condrictios y osteíctios, y en vertebrados terrestres, incluyendo una descripción de la evolución de los pulmones en anfibios, reptiles, aves y mamíferos. El último epígrafe principal de la unidad comienza explicando la necesidad de un sistema de excreción de los productos de desecho

así como los principales productos de excreción. Los sistemas de excreción en los invertebrados se incluyen a continuación con una breve descripción de los modelos más importantes: protonefridios, metanefridios, tubos de Malpighi y glándulas verdes. Por último, se explica la excreción en los vertebrados e incluye una descripción del aparato urinario y de la nefrona como unidad filtrante así como una explicación del proceso de formación de la orina. El epígrafe termina con una relación de otros mecanismos de excreción. En las actividades propuestas tanto a lo largo del texto como en el apartado de Actividades y tareas, se ha intentado hacer reflexionar sobre los conocimientos teóricos a partir de preguntas muy basadas en la fisiología y en esquemas y dibujos que ayuden a comprender los diferentes procesos explicados. Las actividades Investiga se han pensado para profundizar en algunos aspectos que pueden contribuir a afianzar y ampliar los conceptos básicos y desarrollar competencias clave como la de aprender a aprender, la competencia de sentido de iniciativa y espíritu emprendedor y, por supuesto, la competencia digital.

Objetivos ❚ Comprender el proceso de digestión en los animales, sus fases y sus funciones. ❚ Distinguir los aparatos digestivos de los invertebrados y vertebrados, diferenciando sus correspondientes modelos y elementos principales. ❚ Identificar los componentes básicos del aparato circulatorio y diferenciar sus modelos. ❚ Conocer el sistema circulatorio linfático, sus componentes y la composición de la linfa. ❚ Diferenciar los modelos de respiración animal. ❚ Conocer los productos de desecho en los animales. ❚ Comprender y diferenciar los mecanismos de excreción en invertebrados y vertebrados.

Temporalización El tiempo previsto para desarrollar esta unidad, teniendo en cuenta las modificaciones a introducir en cada grupo concreto de alumnos según sus peculiaridades, podría establecerse en unas 12 clases: 11 para el desarrollo de contenidos y la realización de actividades y una más para la práctica de laboratorio.

280

Función de nutrición en los animales

14

PROGRAMACIÓN DIDÁCTICA DE LA UNIDAD Contenidos La digestión en los animales ❚   El aparato digestivo en los invertebrados. ❚   El aparato digestivo en los vertebrados.

La circulación y el transporte en los animales ❚   Componentes del aparato circulatorio. ❚   Modelos de aparato circulatorio. ❚   La linfa.

La respiración en los animales ❚   Modelos de respiración animal.

La excreción en los animales ❚   Productos de desecho en los animales. ❚   Sistemas de excreción en los invertebrados. ❚   La excreción en los vertebrados. ❚   Otros mecanismos de excreción.

Criterios de evaluación

Estándares de aprendizaje

Relación de actividades del LA

Competencias clave

1. Comprender los conceptos de nutrición heterótrofa y de alimentación.

1.1. Conoce las características de la nutrición heterótrofa, distinguiendo los tipos principales.

1, 2, 3 AF 1, 2, 3, 4

CCL CMCCT CAA

2. Distinguir los modelos de aparatos digestivos de los invertebrados.

2.1. Reconoce y diferencia los aparatos digestivos de los invertebrados.

4, 5, 6, AF 5, 6, 13

CCL CMCCT CD CAA

3. Distinguir los modelos de aparatos digestivos de los vertebrados

3.1. Reconoce y diferencia los aparatos digestivos de los vertebrados.

10, 11, 12 AF 7, 9, 12, 14

CCL CMCCT CD CAA

4. Diferenciar la estructura y función de los órganos del aparato digestivo y sus glándulas.

4.1. Relaciona cada órgano del aparato 7, 8, 9, 13, 14, 16, digestivo con la función que realiza. AF: 8, 10, 15, 16 4.2. Describe la absorción en el intestino.

15, 17 AF 11

5. Conocer la importancia de pigmentos respiratorios en el transporte de oxígeno.

5.1. Reconoce la existencia de pigmentos respiratorios en los animales.

18 AF 19

6. Comprender los conceptos de circulación abierta y cerrada, circulación simple y doble incompleta o completa

6.1. Relaciona circulación abierta y cerrada con los animales que la presentan, sus ventajas e inconvenientes.

19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 CCL AF 17, 18, 20,21, 22, 28 CMCCT CAA CSIEE

7. Conocer la composición y función de la linfa.

7.1. Indica la composición de la linfa 27, 28 reconociendo sus principales funciones. AF 24, 25, 27

CCL CMCCT CAA

8. Distinguir respiración celular de respiración (ventilación, intercambio gaseoso).

8.1. Diferencia respiración celular y respiración, explicando el significado biológico de la respiración celular.

29, 30 AF 29 Técnicas de trabajo y experimentación

CCL CMCCT CAA

9. Conocer los distintos tipos de aparatos respiratorios en invertebrados y vertebrados.

9.1. Asocia los diferentes aparatos respiratorios con los grupos a los que pertenecen, reconociéndolos en representaciones esquemáticas.

31, 32, 33 AF 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36

CCL CMCCT CD CAA

10. Definir el concepto de excreción y relacionarlo con los objetivos que persigue.

10.1. Define y explica el proceso de la excreción.

34 AF 37

CCL CMCCT CAA

11. Enumerar los principales productos de excreción y señalar las diferencias apreciables en los distintos grupos de animales en relación con estos productos

11.1. Enumera los principales productos de excreción, clasificando los grupos de animales según los productos de excreción.

35, 36 AF 38, 39, 44, 45 Ciencia, Tecnología y Sociedad

CCL CMCCT CAA

12. Describir los principales tipos órganos y aparatos excretores en los distintos grupos de animales.

12.1. Describe los principales AF 40, 41 aparatos excretores de los animales, reconociendo las principales estructuras de ellos a partir de representaciones esquemáticas.

CCL CMCCT CAA

13. Estudiar el proceso de formación de la orina

13.1. Explica el proceso de formación de la orina.

CCL CMCCT CAA

14. Conocer mecanismos específicos o singulares de excreción en vertebrados.

14.1. Identifica los mecanismos AF 43, 46, 47 específicos o singulares de excreción de los vertebrados

37, 38 AF 42

CCL CMCCT CD CAA CSIEE CCL CMCCT CAA

CCL CMCCT CAA

Libro del Alumno (LA); actividades finales (AF); comunicación lingüística (CCL); competencia matemática y competencias básicas en ciencia y tecnología (CMCCT); competencia digital (CD); aprender a aprender (CAA); competencias sociales y cívicas (CSC); sentido de iniciativa y espíritu emprendedor (CSIEE); conciencia y expresiones culturales (CCEC).

281

14

Función de nutrición en los animales

PARA EL ALUMNO

MAPA DE CONTENIDOS DE LA UNIDAD

Enlace web: El proceso de la digestión Vídeo: La digestión de la vaca Vídeo: La digestión de las serpientes Enlace web: Absorción intestinal Documento: Una dieta exclusiva Práctica de laboratorio: Acción enzimática de la pepsina gástrica

Enlace web: El funcionamiento de un capilar Enlace web: Modelos de aparato circulatorio Vídeo: El sistema circulatorio

Vídeo: El impulso cardíaco

Enlace web: Estructuras respiratorias Enlace web: Intercambio gaseoso Documento: ¿Cómo duermen las ballenas y los delfines sin ahogarse?

Enlace web: Filtración glomerular Vídeo: La orina y los riñones Animación: La excreción en los animales

Unidad 14: Función de nutrición en los animales 1. La digestión en los animales 1.1. El aparato digestivo en los invertebrados 1.2. El aparato digestivo en los vertebrados

2. La circulación y el transporte en los animales 2.1. Componentes del aparato circulatorio 2.2. Modelos de aparato circulatorio 2.3. La linfa

3. La respiración en los animales 3.1. Modelos de respiración animal

PARA EL PROFESOR

Presentación

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Actividades de refuerzo y ampliación

282

4. La excreción en los animales 4.1. Productos de desecho en los animales 4.2. Sistemas de excreción en los invertebrados 4.3. La excreción en los vertebrados 4.4 Otros mecanismos de excreción

Función de nutrición en los animales

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WEBGRAFÍA INNER BODY: Aparatos y sistemas en el ser humano Web muy completa con variada y abundante información sobre los diferentes aparatos y sistemas del cuerpo humano. http://www.innerbody.com/ I Love Bio: Respiración en animales Algunas fotos animadas y vídeos que muestran diferentes tipos de respiración.

Ciencia, tecnología y sociedad El metano como fuente de energía

Técnicas de trabajo y experimentación Cálculo del CO2 espirado

http://www.i-love-bio.nl/klas2/gaswisseling/Animal%20respiration. html Bitesize: Diversidad de sistemas circulatorios en animales Página completa en inglés con esquemas sencillos sobre los diferentes tipos de sistemas circulatorios. http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/science/triple_ocr_gateway/the_living_body/circulatory_systems_cardiac/revision/1/

Actividades y tareas

Síntesis de la unidad y Evaluación

Presentación Pruebas de evaluación

>>>>>>

283

Actividades de refuerzo y ampliación

14

Función de nutrición en los animales

SUGERENCIAS DIDÁCTICAS Para acercarnos a los contenidos de la Unidad se pueden realizar las cuestiones del apartado Comprueba lo que sabes. Si se realizan de manera oral y conjunta se puede además tratar de derivar hacia una breve conversación acerca de cómo el ambiente ha condicionado el desarrollo de estructuras para llevar a cabo la función de nutrición. Se les puede pedir que citen algunos ejemplos de adaptaciones de los diferentes sistemas implicados en la nutrición en diferentes animales. Esta breve charla puede ser útil para recordar algunos conceptos que se trataron en 3.º de ESO. Antes de comenzar con el desarrollo de la unidad, puede visionarse el siguiente vídeo.

Las modificaciones del estómago en relación a la dieta se pueden analizar a través de los vídeos La digestión de la vaca y La digestión de las serpientes así como de las cuestiones que acompañan a estos recursos. Vídeo: LA DIGESTIÓN DE LA VACA Permite entender cómo se lleva a cabo el proceso digestivo en los herbívoros rumiantes. Se puede visionar como refuerzo de la explicación que figura en el Libro del Alumno.

Vídeo: LA DIGESTIÓN DE LAS SERPIENTES

Vídeo: EL IMPULSO CARDÍACO Muestra la regulación del latido cardíaco. No ofrece una visión amplia de la unidad pero sí puede ayudar a abundar en la idea de cómo las presiones evolutivas pueden haber llegado a dar lugar a mecanismos tan finamente regulados y, al mismo tiempo, tan frágiles, como el latido cardíaco.

1. La digestión en los animales (página 313-319) Es el momento de señalar las diferencias entre los principales modelos de digestión y explicar las fases del proceso digestivo, recordando a los alumnos la diferencia entre egestión y excreción.

1.1. El aparato digestivo en los animales invertebrados En este epígrafe resulta conveniente acompañar las explicaciones con imágenes, ya que los alumnos no suelen tener una idea clara del plan de organización de los diferentes animales. Conviene señalar, así mismo, la relación entre las estructuras del aparato digestivo y los hábitos alimentarios de los animales. En esta línea, la actividad Investiga propone la elaboración de una ficha sobre las diferencias de los aparatos bucales de los insectos en relación con el tipo de dieta. Se plantea una actividad Investiga para que busquen los diferentes aparatos bucales en los insectos y los relacionen con el tipo de alimentación.

1.2. El aparato digestivo en los vertebrados La descripción del aparato digestivo en los vertebrados se lleva a cabo por regiones, por lo que se debería comenzar explicando la estructura general del aparato digestivo para comentar después las características de los distintos en cuanto al tipo de estructura bucal, modificaciones en el estómago, etc. Para comprender cómo se realiza el proceso digestivo será adecuado utilizar el siguiente enlace web.

Estos animales también presentan un tubo digestivo peculiar y resulta interesante comprobar cómo digieren sus presas.

Para resumir el proceso de digestión química puede resultar útil utilizar el cuadro comparativo de la acción de las diferentes enzimas, lugar de secreción y productos liberados. El proceso de absorción de los nutrientes puede apoyarse con el siguiente enlace web. Enlace web: ABSORCIÓN INTESTINAL Animación que muestra la estructura de las microvellosidades y su papel en este proceso.

Documento: «UNA DIETA EXCLUSIVA» El texto menciona el caso del koala como animal que se alimenta casi exclusivamente de una fuente de alimento, las hojas de eucalipto, y las adaptaciones que le permiten tener dicha dieta. Interesante para trabajar la perspectiva evolutiva del aparato digestivo.

2. La circulación y el transporte en los animales (página 320-325) En este epígrafe es conveniente resaltar la importancia de un sistema de transporte y los conceptos de medio interno y de homeostasis, ya que la comprensión de estos conceptos es esencial para la poner en relación las funciones que desempeñan los distintos aparatos relacionados con la nutrición.

2.1. Componentes del aparato circulatorio La explicación de los componentes del aparato circulatorio puede completarse con el enlace web siguiente. Enlace web: EL FUNCIONAMIENTO DE UN CAPILAR

Enlace web: EL PROCESO DE LA DIGESTIÓN Esta animación puede ayudar a comprender las fases del proceso digestivo y los sistemas implicados en él.

Se plantean dos actividades Investiga para profundizar en algunos contenidos. En primer lugar, las glándulas salivares en el ser humano y su localización, y en segundo lugar, en las adaptaciones del sistema digestivo de algunos vertebrados para favorecer la absorción de nutrientes.

Animación que muestra el proceso de filtración en el capilar por diferencia entre la presión hidrostática y la presión osmótica.

2.2. Modelos de aparato circulatorio Los modelos de aparato circulatorio se pueden explicar con apoyo en los esquemas básicos que diferencian la circulación abierta y cerrada. Para la comprensión de los distintos modelos de circulación puede utilizarse el siguiente enlace web.

284

Función de nutrición en los animales

Enlace web: MODELOS DE APARATO CIRCULATORIO Actividad interactiva para identificar los modelos de aparato circulatorio.

Es conveniente resaltar aquí la eficiencia de uno y otro modelo en la renovación del medio interno y su relación con la actividad metabólica de los animales. También debe hacerse referencia a la existencia de diferentes pigmentos respiratorio en los distintos grupos. Los modelos de circulación en los vertebrados están relacionados con el modelo de respiración, que se verá más adelante. Los esquemas simplificados ayudan a la comprensión de las diferencias entre circulación simple, doble, completa e incompleta y puede resultar conveniente promover una reflexión acerca de la evolución del aparato circulatorio en vertebrados comparando la eficiencia de estos modelos. La actividad Investiga propone a los alumnos resumir en un dibujo cómo tiene lugar la regulación del latido cardíaco. El vídeo de introducción de la unidad les será útil para resolver esta actividad. Vídeo: EL SISTEMA CIRCULATORIO Ofrece una explicación bastante completa del aparato circulatorio humano.

2.3. La linfa El epígrafe principal termina con la explicación de la circulación linfática, donde conviene resaltar la función de drenaje del sistema linfático, relacionándola con el aparato circulatorio sanguíneo, pero también su papel en la defensa del organismo, como parte fundamental del sistema inmunitario.

3. La respiración en los animales (página 326-329) En este epígrafe debe comenzarse explicando la diferencia entre la respiración celular y la respiración externa o proceso mediante el cual los animales obtienen el oxígeno del medio externo y expulsan el dióxido de carbono, ya que son términos que se utilizan con frecuencia indistintamente y pueden causar confusión. También es importante que comprendan las características comunes que deben tener las estructuras respiratorias para posibilitar el intercambio de gases y la necesidad de la existencia de pigmentos respiratorios para transportar los gases debido a su baja solubilidad. Puede resultar conveniente explicar que los pigmentos respiratorios son, básicamente, grandes moléculas solubles con afinidad por el oxígeno. También pueden recordarse los conceptos de difusión y de gradiente de concentración para explicar los movimientos de los gases a través de las membranas celulares.

3.1. Modelos de respiración animal La descripción de los modelos de respiración animal puede apoyarse en el enlace web Estructuras respiratorias. Enlace web: ESTRUCTURAS RESPIRATORIAS Actividad interactiva para identificar diferentes estructuras respiratorias.

La explicación de los diferentes modelos debe hacer referencia a la eficiencia de cada uno y su relación con las necesidades metabólicas de los animales. En este sentido es importante destacar

285

14

la necesidad de un sistema de ventilación, que fuerce la entrada y salida del aire, para mejorar la eficiencia de la respiración. En el caso de los animales con respiración traqueal puede resultar conveniente recordar la ausencia de pigmentos respiratorios en la sangre de estos animales debido a que el reparto del oxígeno se lleva a cabo directamente por el aparto respiratorio. El mecanismo de respiración en los vertebrados difiere según sean acuáticos o terrestres. En los peces la respiración branquial se lleva a cabo de diferente forma según sean cartilaginosos u óseos. Es interesante mencionar la relación entre la anatomía de estos animales y la existencia o no de un sistema de ventilación. En el caso de los peces cartilaginosos las hendiduras branquiales revelan la ausencia de mecanismos de ventilación y determinan la necesidad de movimiento continuo para conseguir el oxígeno necesario, mientras que en los peces óseos la existencia de un opérculo garantiza la existencia de un mecanismo que facilita el bombeo de oxígeno hacia las branquias aunque se encuentren en reposo. Se propone una actividad Investiga para profundizar en la evolución del aparato respiratorio, especialmente en un paso tan crucial como fue el de la respiración en el agua a la respiración en el medio terrestre. En el caso de los vertebrados terrestres es conveniente relacionar la eficiencia de los pulmones con el incremento de la actividad metabólica. También es necesario hacer referencia a casos especiales como las transformaciones del sistema de respiración de los anfibios durante la metamorfosis o los mecanismos de adaptación al vuelo que han sufrido los pulmones de las aves. La explicación del intercambio de gases en los alvéolos pulmonares puede apoyarse en el siguiente enlace web. Enlace web: INTERCAMBIO GASEOSO Animación que permite visualizar cómo se lleva a cabo el intercambio gaseoso en los alvéolos pulmonares.

Documento: «¿CÓMO DUERMEN LAS BALLENAS Y LOS DELFINES SIN AHOGARSE?» En este breve artículo se describen algunas de las estrategias adaptativas que han adquirido los mamíferos acuáticos para evitar ahogarse. El texto da una perspectiva más amplia del proceso respiratorio porque lo relaciona con otros sistemas del organismo.

4. La excreción en los animales (página 330-333) 4.1. Productos de desecho en los animales Puede empezarse el epígrafe recordando los conceptos de medio interno y homeostasis para que los alumnos comprendan la necesidad de eliminar las sustancias de desecho producto del metabolismo celular. También es importante destacar que, aunque habitualmente identificamos el aparato urinario como el encargado de eliminar las sustancias de desecho, existen otros mecanismos de excreción como los pulmones, la vesícula biliar o las glándulas sudoríparas. La clasificación de los animales en función del modo en que eliminan sus productos nitrogenados se entiende mejor si se relaciona con el hábitat y la disponibilidad de agua.

14

Función de nutrición en los animales

4.2. Sistemas de excreción en los invertebrados Las estructuras de excreción de los invertebrados resultan poco familiares a los alumnos, por lo que podría facilitar su comprensión una explicación de la estructura básica común a todos ellos. Se puede describir como un tubo ciego al que ingresan los productos de desecho que luego saldrán al exterior por un conducto o por un poro. Para la descripción de los distintos sistemas de excreción es conveniente apoyarse en los dibujos.

4.3. La excreción en los vertebrados La descripción del aparato excretor de los vertebrados es bastante sencilla, sin embargo la estructura del riñón es algo más difícil. Más complicada aún resulta la estructura de la nefrona. En la explicación del mecanismo de formación de la orina puede resultar suficiente para este nivel que los alumnos comprendan a grandes rasgos lo que ocurre en cada una de las tres fases que se describen. Para comprender el proceso se sugiere la visualización del enlace web La filtración glomerular y el vídeo La orina y los riñones. Enlace web: LA FILTRACIÓN GLOMERULAR Animación que ayuda a la comprensión de esta primera fase.

Vídeo: LA ORINA Y LOS RIÑONES Ofrece una visión de conjunto del proceso de excreción a través de los riñones.

Animación: LA EXCRECIÓN EN LOS ANIMALES Muestra de forma resumida los principales productos de excreción en los animales y algunos de los modelos de sistemas de excreción.

También es importante mencionar el papel del riñón en la osmorregulación, para lo que se puede utilizar como ejemplo la comparación entre peces de agua dulce y de agua salada. Aunque aún no han estudiado el sistema endocrino, se puede mencionar el papel de la vasopresina como hormona antidiurética en los mamíferos.

4.4. Otros mecanismos de excreción En este epígrafe se destacan algunas estructuras excretoras diferentes de las explicadas hasta este epígrafe, muchas de ellas relacionadas con la regulación osmótica.

Ciencia, Tecnología y Sociedad En este texto se expone la necesidad de buscar nuevas fuentes de energía alternativas a los combustibles fósiles. La noticia muestra un ingenioso dispositivo que permite recoger el metano producido por las vacas para la obtención de energía. La propuesta de investigación versa sobre los gases que contribuyen al efecto invernadero, entre los cuales se encuentra el metano producido por las vacas.

Técnicas de Trabajo y Experimentación Esta práctica de laboratorio sencilla permite que los alumnos cuantifiquen el CO2 espirado y reflexionen sobre el proceso del intercambio gaseoso. Por otro lado, ayudará a la desarrollar las destrezas relacionadas con la práctica científica, como el manejo de instrumental en el laboratorio, el tratamiento de datos o la elaboración de hipótesis y discusión de los resultados obtenidos. Práctica de laboratorio: ACCIÓN ENZIMÁTICA DE LA PEPSINA GÁSTRICA Esta práctica de laboratorio alternativa a la del Libro del Alumno ayuda a comprender la acción enzimática y, más concretamente, la de las pepsinas y, con ello, comprender mejor el proceso digestivo en el estómago. Se trata de una práctica sencilla pero interesante porque obliga a los alumnos a seguir con cuidado un protocolo experimental y a manejar diverso instrumental de laboratorio.

286

Función de nutrición en los animales

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES Comprueba lo que sabes 1.

2.

6

¿Qué insectos conoces que tengan un aparato bucal picador-chupador? ¿Qué te sugiere este tipo aparato bucal respecto a su dieta?

Las formas de los aparatos bucales son una consecuencia de la adaptación de los diferentes animales a ese tipo de alimentación. Ejemplos muy evidentes de esto son el pico del colibrí, el hocico del oso hormiguero o los diferentes aparatos bucales de los insectos.

Es el aparato bucal propio de mosquitos, pulgones, chinches, pulgas y piojos, por ejemplo. Las piezas bucales se fusionan y se alargan en forma de aguja hueca llamada pico, que utilizan para perforar los tejidos de animales o plantas y succionar sus jugos.

¿Qué tipos de aparatos respiratorios conoces?

Investiga (página 316) Busca información sobre las glándulas salivales humanas e indica sus nombres en un dibujo.

¿Qué mecanismos de excreción conoces? Respuesta libre.

Elabora un breve informe explicando alguna alteración importante que pueda afectar a las glándulas salivales.

Actividades 1

(páginas 312-333)

¿Qué relación hay entre los aparatos bucales y la alimentación?

Respuesta libre. 3.

14

Observa la figura 14.1 y describe paso a paso la digestión intracelular. Se trata de que describan el proceso de endocitosis de una partícula de alimento. Esta se digerirá en los lisosomas producidos por el aparato de Golgi. Los nutrientes serán asimilados por la células, mientras que los desechos se liberarán mediante exocitosis para incorporarse a los capilares.

2

Muchas especies de ballenas se alimentan de krill, un tipo de crustáceos planctónicos que flotan cerca de la superficie del agua, filtrándolo a través de unas estructuras llamadas barbas. ¿Se trata de alimentación activa o pasiva?

parótida

sublingual

Se trata de alimentación activa puesto que la ballena se desplaza en busca del alimento. 3

submaxilar

¿De qué manera facilita la digestión mecánica la digestión química? La fragmentación del alimento en partículas más pequeñas hace que aumente la superficie a través de la cual pueden actuar las enzimas.

Investiga (página 314) Busca información sobre los tipos de aparato bucal de los insectos. Redacta una ficha relacionando cada uno de ellos con el tipo de alimentación para el que están diseñados. Respuesta libre. En la siguiente página web puede encontrarse información amplia sobre los aparatos bucales de los insectos: http://www.bioscripts.net/zoowiki/temas/26A.html 4

¿Qué diferencia hay entre la digestión en las esponjas y la digestión en los cnidarios? La digestión de las esponjas es extracelular. La de los cnidarios es mixta.

5

¿Qué son los cnidocistos? ¿Qué tipo de alimentación crees que tienen los cnidarios? Son unos filamentos urticantes que poseen los cnidarios en unas células llamadas cnidoblastos localizadas en los tentáculos. Estos filamentos se disparan cuando se estimulan por el roce con la superficie de un cuerpo inyectando en la presa una sustancia qua la paraliza o la mata.

287

Alteraciones importantes que puedan afectar a las glándulas salivales son inflamaciones provocadas por infecciones, obstrucción de las glándulas, puede darse incluso ausencia congénita de las glándulas o una enfermedad autoinmune, el síndrome de Sjögren, que las ataca. También se dan casos de cáncer de las glándulas salivales. 7

Observa la figura 14.3. ¿Cuál de las mandíbulas representadas corresponde a un carnívoro y cuál a un herbívoro? Razona la respuesta. Carnívoro, C. Ya que los colmillos (para desgarrar) están muy desarrollados. Herbívoro: A. Muelas y premolares planos.

8

¿Por qué los peces no tienen glándulas salivales? Una de las funciones principales de la saliva es humedecer el alimento. Esa función no es necesaria en los peces, ya que viven en un medio acuático.

9

¿Por qué animales como los ratones, los castores y las ardillas están constantemente royendo alimentos duros u otros objetos? Esos animales, como el resto de los roedores, tienen un crecimiento continuo de los incisivos, por lo que necesitan desgas-

14

Función de nutrición en los animales

tarlos. De no hacerlo, los dientes siguen creciendo hacia fuera o hacia dentro de la cavidad bucal, volviéndose inservibles, dificultando la alimentación o causando daños en la boca.

17 ¿Qué diferencia hay entre la absorción por difusión sim-

ple, difusión facilitada y transporte activo?

La difusión simple consiste en el paso de sustancias a través de la membrana a favor de gradiente de concentración. Así se absorben las sales minerales y las vitaminas liposolubles.

10 El estómago de los reptiles es muy dilatable. ¿Qué ven-

taja tiene esto?

Los reptiles carecen de dientes trituradores, por lo que deben tragar a sus presas enteras. Un estómago dilatable permite que puedan engullir animales de gran tamaño.

La difusión facilitada consiste en el paso de moléculas a través de proteínas transportadoras a favor de gradiente. Así se absorbe la fructosa.

11 Algunas aves granívoras ingieren de vez en cuando gra-

El transporte activo es el paso de moléculas a través de proteínas transportadoras en contra de gradiente, por lo que se realiza con gasto de energía.

nos de arena. ¿Con qué finalidad lo hacen?

Para ayudar a triturar el alimento. 12 ¿Por qué es tan complicado el estómago de los rumiantes?

Los rumiantes se alimentan de hierba y necesitan mucho tiempo para digerir la celulosa y mientras comen son presa fácil de numerosos depredadores. Por eso se alimentan en dos etapas: primero ingieren el alimento y lo almacenan en la panza.

18 La hemoglobina es el pigmento respiratorio propio de

los vertebrados. ¿Qué metal participa en el transporte del oxígeno?

El hierro. 19 ¿Cuáles son las funciones de las células de la sangre?

Cuando han terminado se refugian en un lugar más protegido y devuelven el alimento a la boca para triturarlo convenientemente con el fin de facilitar la digestión. Para ello necesitan diferentes compartimentos donde tienen lugar las distintas fases del proceso.

Investiga (página 319) La necesidad de una amplia superficie de absorción en el intestino ha dado lugar a diferentes adaptaciones a lo largo de la evolución. Busca información acerca de la función de la válvula espiral en los tiburones y de los ciegos intestinales en los peces óseos y representa ambas estructuras con un dibujo esquemático. La válvula espiral es una sección del intestino delgado muy replegada en relación con el resto del intestino. Los ciegos intestinales de los osteíctios son prolongaciones sin salida del tubo digestivo. Ambas estructuras sirven para ralentizar el paso de los nutrientes por el tracto digestivo y maximizar la eficacia de la absorción de estos.

Los glóbulos rojos transportan el oxígeno por medio de la hemoglobina que contienen. Los distintos tipos de glóbulos blancos participan en la defensa del organismo frente a los patógenos. Las plaquetas son fragmentos celulares que participan en la coagulación de la sangre. 20 La capa muscular de los vasos sanguíneos está formada

por tejido muscular liso. ¿Cómo se lleva a cabo la contracción de este tejido?

El tejido muscular liso está inervado por el sistema nervioso autónomo y su contracción es involuntaria. 21 A la vista de la figura 14.7, ¿qué diferencias observas

entre venas y arterias?

Las arterias tienen una capa elástica y muscular más gruesa que las venas. Las venas poseen válvulas y las arterias no. 22 ¿Qué es la hemeritrina? Busca información sobre ella y

explica brevemente en qué organismos aparece y qué la caracteriza.

13 ¿Qué diferencia hay entre el quimo y el quilo?

El quimo es el resultado de la mezcla del bolo alimenticio con los jugos gástricos del estómago. Gracias a la acción de la pepsina, cuando el quimo sale del estómago las proteínas estarán parcialmente digeridas. El quilo es el resultado de la acción de los jugos intestinal, pancreático y bilis sobre el quimo. Tras la actividad de estos jugos sobre el quimo, la mayoría de las macromoléculas (glúcidos, polipéptidos y lípidos) estarán digeridas. 14 ¿Qué papel cumple la bilis en el proceso digestivo y

Es una proteína transportadora del oxígeno en algunos invertebrados marinos como Braquiópodos o Priapúlidos. Presenta hierro como átomo que une el oxígeno pero no en forma de grupo hemo. 23 ¿Qué función tienen los corazones branquiales?

Facilitan el regreso de la sangre desde las branquias al corazón, ya que la sangre pierde presión en la capilarización branquial. 24 ¿Cuál es el pigmento respiratorio de los moluscos? ¿Y

de los insectos? El de los moluscos es la hemocianina. Los insectos son artrópodos terrestres con sistema respiratorio traqueal, por lo que no tienen pigmentos respiratorios.

dónde actúa?

La bilis produce la emulsión de las grasas favoreciendo el ataque de las lipasas. 15 ¿Por qué es necesario neutralizar la acidez del quimo

cuando llega al intestino?

25 ¿Cuál es la principal diferencia entre un aparato circula-

torio abierto y uno cerrado?

Porque las enzimas de los jugos intestinal y pancreático no son capaces de actuar en un medio con pH ácido.

El aparato circulatorio consta de una bomba impulsora y una serie de vasos que se abren a la cavidad general del cuerpo. En el aparato circulatorio cerrado los vasos están conectados formando un circuito.

16 ¿Qué enzimas son responsables de la obtención de glucosa?

Las amilasas y las disacaridasas.

288

Función de nutrición en los animales

26 ¿Qué adaptaciones, en relación con el aparato circula-

torio, fueron necesarias como consecuencia del paso de la vida acuática a la vida terrestre?

El sistema circulatorio se hace doble para que la sangre pueda pasar por los pulmones y oxigenarse. En los peces esto no es necesario porque el oxígeno pasa directamente a la sangre en las branquias, por eso su sistema circulatorio es simple. 27 ¿Por qué decimos que el sistema linfático tiene función

de drenaje? Porque una de sus funciones principales es recuperar el fluido extracelular filtrado desde los capilares y que podría acumularse en los tejidos.

28 ¿Qué diferencia hay entre la linfa y el plasma sanguí-

neo?

La linfa tiene menos proteínas y lípidos que la sangre y carece de glóbulos rojos y plaquetas. 29 ¿De qué depende que un organismo, como los cnida-

rios, pueda incorporar oxígeno al medio interno?

Los cnidarios toman el oxígeno por difusión, por lo tanto la incorporación del oxígeno depende de que su concentración en el medio externo sea mayor que en el medio interno. 30 ¿Por qué la superficie corporal de los anélidos es tan

grande en comparación con el tamaño del animal?

Los anélidos tienen respiración cutánea. La existencia de un gran número de capilares bajo la piel garantiza que el oxígeno que difunde a través de esta pueda ser transportando por la sangre y, de la misma manera, que el dióxido de carbono pueda eliminarse con facilidad hacia el medio externo. Al no tener estructuras respiratorias, la piel actúa como superficie de intercambio y los capilares sanguíneos la recorren en su totalidad para incrementar la eficiencia.

Investiga (página 327)

14

marinas) o el mantenimiento del calor corporal (en las patas de los zorros de climas fríos, tortugas marinas, etc.). 31 ¿Cómo llevan a cabo la ventilación los peces óseos?

El agua entra por la boca mientras el opérculo está cerrado. A continuación cierran la boca e impulsan el agua hacia las branquias, abriendo el opérculo para que pueda salir. 32 ¿Por qué las tráqueas de los insectos están reforzadas

con quitina?

Para impedir que se colapsen. 33 ¿Por qué los pulmones de los mamíferos tienen mayor

superficie respiratoria que los de los reptiles?

Porque tienen un metabolismo más activo que requiere mayor producción de energía, para lo que se requiere mayor aporte de oxígeno. 34 ¿Qué diferencia hay entre excreción y egestión?

La excreción comprende la eliminación de productos resultantes del metabolismo celular y en este proceso intervienen diversos órganos, mientras que la egestión es la eliminación de las sustancias no asimiladas a través del aparato digestivo. 35 ¿De qué compuestos orgánicos proceden productos ni-

trogenados? ¿Y el CO2?

Los productos nitrogenados provienen del metabolismo de las proteínas y los ácidos nucleicos. El CO2 proviene del metabolismo de glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. 36 ¿Qué ventajas tiene para los animales terrestres la ex-

creción de ácido úrico frente otras formas de productos nitrogenados?

Supone un ahorro de agua, ya que se expulsa en forma semisólida. 37 El filtrado glomerular contiene, entre otros productos,

La sangre circula por las branquias mediante un mecanismo contracorriente. Investiga en qué consiste dicho mecanismo y descríbelo apoyándote en un dibujo.

agua, sales minerales, glucosa, aminoácidos, vitaminas, urea y ácido úrico. ¿Cuáles de estos deben ser reabsorbidos y cuáles son sustancias de desecho?

El mecanismo en contracorriente se basa en que la sangre oxigenada y la desoxigenada circulan en paralelo y en sentidos opuestos. Esto permite que el sistema pueda mantener un gradiente constante entre ellos a lo largo de esa ruta de movimiento, lo que facilita el intercambio gaseoso. Si el flujo fuese directo (es decir, ambos fluidos moviéndose en el mismo sentido) el intercambio sería de tan solo el 20 %.

Deben ser absorbidos el agua, las sales minerales, la glucosa, los aminoácidos, y las vitaminas.

Se puede decir que este mismo mecanismo se aprovecha en otras funciones biológicas como la destilación del agua (las aves

289

Deben eliminarse la urea y el ácido úrico. 38 Las sustancias aprovechables solo pueden ser absorbidas

en cierta cantidad y el excedente se elimina por la orina. ¿Qué nos indica la aparición de glucosa en la orina?

Significa que hay un exceso de glucosa en la sangre, síntoma de la diabetes.

14

Función de nutrición en los animales

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES CIENCIA, TECNOLOGÍA Y SOCIEDAD (página 334) Análisis 1.

¿Cuál es el gas que emiten las vacas a través de las flatulencias?

denomina anaerobia porque en este proceso no interviene el oxígeno. 5.

Metano (CH4). 2.

La fermentación anaerobia tiene lugar en el estómago de los rumiantes debido a una gran cantidad de bacterias que viven en simbiosis con estos animales. Los rumiantes carecen de enzimas capaces de digerir la celulosa, que constituye un parte importante de su dieta. Las bacterias simbióticas digieren la celulosa, liberando nutrientes que sí pueden ser aprovechados por los rumiantes. En este proceso se originan, también, grandes cantidades de metano.

¿Qué es un biocombustible? Son diversas sustancias orgánicas que se utilizan como fuente de energía. Proceden de la biomasa o de materia orgánica originada en un proceso biológico.

3.

¿En qué consiste el efecto invernadero? El efecto invernadero es el fenómeno por el cual determinados gases retienen parte de la energía que la superficie terrestre emite por haber sido calentada por la radiación solar. El incremento de gases de efecto invernadero produciría una mayor retención de esta energía y el consiguiente calentamiento de la atmósfera.

4.

¿Qué papel tiene la fermentación anaeróbica en el proceso digestivo de los rumiantes?

Propuesta de investigación 6.

En el texto se señala la relación entre el metano producido por las vacas y el efecto invernadero. Redacta un breve informe explicando el origen de los principales gases de efecto invernadero y la importancia relativa de cada uno de ellos en este fenómeno.

¿Qué significa fermentación anaerobia? La fermentación es un proceso metabólico realizado por algunas células que consiste en la obtención de energía de las moléculas orgánicas a partir su oxidación incompleta. Se

Respuesta libre.

SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES CIENCIA, TECNOLOGÍA Y SOCIEDAD (página 335) Análisis de resultados La fenolftaleína es un indicador que se vuelve de color rosa en medios básicos. Cuando la solución se vuelve transparente es porque el pH ha bajado como consecuencia del aporte de CO2. En ese momento asumimos que la reacción está en equilibrio. La masa molar del NaOH es 40. Suponiendo que una lenteja pese 1,2 g obtendríamos:

N.º moles =

Cantidad de CO2 por minuto =

40 g/mol

= 0,03 moles

Según puede verse en la reacción, el equilibrio se alcanza con el doble de moles de NaOH que de H2CO3, luego en el momento en que la solución se vuelve transparente hemos espirado 0,015 moles de CO2. Aplicando el mismo cálculo y sabiendo que la masa molar del CO2 es podemos averiguar ahora a cuántos gramos equivalen 0,015 moles de CO2:

0,66 g 15 min

= 0,044 g/min

Cuestiones 1.

1,2 g

0,015 moles =

Suponiendo que un alumno tarde 15 min. en neutralizar la reacción, la cantidad de CO2 producida por minuto será:

¿Por qué se pone de color rosa la solución de NaOH? La fenolftaleína es un indicador que vira a color rosa en medios alcalinos y se vuelve transparente a pH 7 o inferior.

2.

¿Por qué pierde el color al cabo de un tiempo de respirar a través de la pajita? Porque el CO2 espirado, al combinarse con el agua, se convierte en ácido carbónico que va poco a poco acidificando el medio hasta que lo neutraliza.

3.

masa CO2

A menudo los resultados que se obtienen en esta actividad son ligeramente inferiores a la cantidad de CO2 que realmente producimos. ¿A qué se debe este resultado? Cuando soplamos por la pajita no introducimos todo el aire en el agua, sino que parte se escapa por el burbujeo de agua. Esto hace que, normalmente, los resultados sean algo inferiores a los obtenidos por otros cálculos.

44 g/mol

Masa CO2 = 0,015 moles x 44 g/mol = 0,66 g

290

Función de nutrición en los animales

SOLUCIONES DE ACTIVIDADES Y TAREAS La digestión en los animales 1

(páginas 337-338)

b) Digestión mecánica. En la boca y el estómago.

¿Qué diferencia hay entre digestión intracelular y digestión extracelular? La digestión intracelular tiene lugar, como su nombre indica, en el interior de las células en animales que no disponen de órganos ni sistemas especializados en la función de nutrición, como los poríferos. La digestión extracelular, por el contrario, es la que tiene lugar en el exterior de las células, en un tubo digestivo en el que se vierten las enzimas digestivas.

2

14

c) Absorción. En el intestino delgado y en el grueso (agua). 11 Señala qué camino, A o B, seguirán las siguientes molécu-

las: aminoácido, ácido graso, glucosa. Razona la respuesta.

¿Cuáles son las fases del proceso digestivo? Ingestión, digestión, absorción y egestión.

3

Pon un ejemplo de animales que tengan: a) Digestión intracelular: esponjas. b) Digestión extracelular: mamíferos. c) Digestión mixta: cnidarios.

4

¿Qué papel desempeñan las enzimas digestivas? Las enzimas digestivas son un tipo de proteínas que actúan sobre las moléculas orgánicas rompiendo sus enlaces y liberando sus constituyentes fundamentales. Es decir, transforman las grandes moléculas orgánicas en otras más sencillas que puedan ser absorbidas por las células.

5

6

Relaciona los siguientes términos: Cnidoblastos

Cnidarios

Rádula

Moluscos

Coanocitos

Poríferos

Linterna de Aristóteles

Equinodermos

Glándulas salivales

Artrópodos

Los ácidos grasos son apolares y demasiado grandes para atravesar el endotelio de los capilares sanguíneos, por lo que seguirán el camino B, es decir serán absorbidos por los capilares linfáticos. 12 Algunos parásitos que viven en el interior del intestino

Indica tres órganos de los aparatos digestivos de los invertebrados que tengan función trituradora. La rádula, la linterna de Aristóteles y la molleja.

7

8

¿Por qué los pájaros tienen molleja y, sin embargo, los mamíferos no?

de otros animales no tienen aparato digestivo. ¿Cuál es la razón?

Estos parásitos no necesitan aparato digestivo porque se alimentan de las partículas ya digeridas del hospedador. Generalmente son capaces de absorber los nutrientes directamente a través de la piel.

En las aves, al carecer de dientes, la molleja realiza las función de trituración del alimento gracias a su pared musculosa y con la ayuda de pequeños granos de arena que tragan. Las contracciones de la molleja hacen que el alimento de desmenuce mediante el roce con los granos de arena. Los mamíferos tienen dientes para realizar esa función.

13 Algunos invertebrados, como los bivalvos, son animales

Indica cuáles son los componentes de la saliva.

14 Relaciona los picos de las siguientes aves con su hábito

La saliva está compuesta principalmente por agua, mucina, amilasa y lisozima. 9

Los aminoácidos y la glucosa seguirán el camino A, es decir se absorberán por los capilares sanguíneos, ya que son moléculas pequeñas y polares que pueden atravesar el endotelio de estos vasos.

Describe el recorrido que hace el alimento en el tubo digestivo de un rumiante. Boca, panza, redecilla, boca, libro (omaso), cuajar (abomaso), intestino medio, intestino posterior, ano.

10 ¿Dónde llevan a cabo los mamíferos los siguientes pro-

cesos digestivos?

a) Digestión química. En la boca, el estómago y el intestino delgado.

291

filtradores ¿Qué significa esto?

Son animales que filtran el agua para recoger e ingerir pequeños organismos. Además de los bivalvos son filtradores los percebes, diversos anélidos poliquetos tubícolas o vertebrados como las ballenas. alimentario:

14

Función de nutrición en los animales

De izquierda a derecha y de arriba abajo: pescador, filtrador, frugívoro, insectívoro, granívoro, cazador.

20 Explica las diferencias entre los siguientes términos re-

15 Indica el nombre de las glándulas salivales representa-

a) Simple/doble: La circulación simple consta de un único circuito circulatorio, es decir, la sangre pasa una sola vez por el corazón para hacer un recorrido completo. La circulación doble consta de dos circuitos y la sangre pasa dos veces por el corazón para hacer el recorrido completo.

feridos a la circulación en los animales:

das en el dibujo.

b) Completa/Incompleta: La circulación se considera completa cuando no hay mezcla de sangre oxigenada y no oxigenada. La circulación se considera incompleta cuando la sangre oxigenada y no oxigenada se mezclan en un único ventrículo.

parótida

21 ¿Qué sistema de circulación presentan los siguientes

animales?

sublingual

submaxilar

Anélidos Moluscos Equinodermos Cefalópodos

Artrópodos

Cerrado

Abierto

Abierto

Abierto

Cerrado

22 ¿Qué es el hemocele?

Es el celoma o cavidad del cuerpo que, en los animales de sistema circulatorio abierto, constituye un sistema lagunar que se encuentra bañado de hemolinfa. 23 Pon los nombres que corresponden a las estructuras se-

ñaladas e indica a qué grupo de vertebrados corresponde cada modelo:

16 Completa la siguiente tabla indicando las enzimas res-

ponsables de la digestión de cada molécula:

Enzimas Polisacáridos

Amilasa

Disacáridos

Disacaridasas

Proteínas

Pepsina

Polipéptidos

Peptidasas

Ácidos nucleicos

Nucleasas

1 2 3 1. Vaso sanguíneo. 2 Ventrículos. 3 Aurículas.

La circulación y el transporte en los animales

Pertenece a los mamíferos. 24 ¿Cuáles son las funciones de la linfa?

17 ¿Qué diferencia hay entre líquido intersticial y líquido

❚ Función inmunitaria, ya que posee glóbulos blancos.

circulante?

El líquido intersticial es el líquido que baña los tejidos del organismo y se encuentra en los intersticios o espacios intercelulares. El líquido circulante es el fluido que discurre por el interior de los vasos del aparato circulatorio.

❚ Recuperar parte del fluido extracelular filtrado desde los capilares sanguíneos. ❚ Absorber las grasas en el intestino delgado. 25 ¿Qué diferencia hay entre la sangre y la linfa?

Las diferencias son numerosas. La linfa es un líquido claro pobre en proteínas y rico en lípidos y las únicas células que contiene son los glóbulos blancos. La linfa es más abundante que la sangre. La sangre es un tejido conectivo rico en proteínas y con diferentes tipos celulares, entre ellos los hematíes, de los que la linfa carece.

18 Indica el fluido circulante característico de los siguien-

tes animales: equinodermos, moluscos, artrópodos, vertebrados. Fluido Equinodermos

Hidrolinfa

Moluscos

Hemolinfa

Artrópodos

Hemolinfa

Vertebrados

Sangre

Las funciones de ambos líquidos son también diferentes. La linfa cumple un papel defensivo, mientras que la sangre transporta oxígeno y nutrientes hasta las células y recoge el CO2 y los productos de desecho del metabolismo celular para expulsarlos al exterior.

19 ¿Qué función tienen los pigmentos respiratorios en los

26 ¿Qué recorrido realizará un glóbulo rojo de un mamífe-

Transportar el oxígeno, que tiene una baja solubilidad en el plasma sanguíneo. La acción de los pigmentos respiratorios aumenta la eficiencia del transporte.

Venas cavas → Aurícula derecha → Ventrículo derecho → Arteria pulmonar → Capilares pulmonares → Venas pulmonares → Aurícula izquierda → Ventrículo izquierdo → Arteria aorta

animales?

ro desde las venas cavas hasta la aorta?

292

Función de nutrición en los animales

14

27 ¿Qué relación hay entre el aparato circulatorio sanguí-

33 ¿Qué diferencia hay entre difusión y respiración cutá-

Desde los capilares sanguíneos se filtra el plasma hacia los tejidos, renovando así el líquido intersticial. La función de los capilares linfáticos es recuperar parte del fluido extracelular filtrado desde los capilares sanguíneos y devolverlo al torrente circulatorio sanguíneo al que desemboca la linfa.

En el caso de la difusión no hacen falta tejidos especializados para captar el oxígeno, pues este pasa a través de un gradiente de concentración directamente al interior de las células, como en los cnidarios. En la respiración cutánea el oxígeno no pasa directamente al interior de las células sino que pasa a través de la piel y el intercambio de gases se realiza en los capilares, que después conducirán el oxígeno hacia las células del organismo.

neo y el linfático de un mamífero?

28 Busca información sobre la secuencia de acontecimien-

tos que tienen lugar durante el latido cardíaco y represéntalo mediante dibujos secuenciales. ¿Qué son las células marcapasos? ¿Cuál es su función? ❚ Sístole auricular: las aurículas se contraen y la sangre es impulsada a los ventrículos a través de las válvulas aurículoventriculares, que se abren. ❚ Sístole ventricular: los ventrículos se contraen, las válvulas sigmoideas se abren y la sangre contenida en ellos sale por las arterias pulmonar y aorta. Simultáneamente, las válvulas que comunican los ventrículos con las aurículas se cierran. ❚ Diástole: el corazón se relaja y succiona la sangre procedente de las venas cavas y pulmonares, que entra así en las aurículas. La sangre impulsada hacia las arterias en la sístole ventricular no regresa a los ventrículos gracias a que las válvulas sigmoideas, localizadas en el comienzo de las grandes arterias, se cierran e impiden el retroceso de la sangre al corazón.

Las células marcapasos, alojadas en el nódulo sinusal (aunque también en otras regiones del corazón), son capaces de generar potenciales de acción de forma automática, lo que permite que el corazón pueda mantener su capacidad de contracción sin necesidad de recibir señales externas a él. A esta capacidad de generar potenciales de acción por sí mismo se le denomina automatismo.

La respiración en los animales 29 ¿Qué características deben tener las superficies respira-

torias para el intercambio de gases?

Deben tener una superficie de intercambio amplia y húmeda con paredes delgadas que favorezcan la difusión. Además deben tener una gran capilarización interna. 30 ¿A qué estructuras respiratorias corresponden las siguien-

tes imágenes? ¿Qué tipo de animales las presentan?

A: tráqueas. Son propias de los insectos; B: pulmones de difusión (en libro). Son propias de los arácnidos. 31 ¿Por qué los insectos no tienen pigmentos respiratorios?

Porque su sistema respiratorio está constituido por vasos que se ramifican cada vez hasta convertirse en finos capilares que distribuyen directamente el oxígeno hasta los tejidos sin la participación del sistema circulatorio. 32 ¿Cuál es la función de los sacos aéreos en las aves?

Los sacos aéreos se alojan en distintas zonas del cuerpo actuando como reserva de aire, ya que las aves tienen una alta demanda energética en vuelo. Un mecanismo interno de circulación del aire a través de los parabronquios hace que el aire oxigenado pase continuamente a través de ellos, tanto durante la inspiración como durante la espiración, aumentando la eficiencia respiratoria. Los sacos aéreos también contribuyen a disminuir el peso del cuerpo de las aves.

293

nea?

34 ¿Qué ventajas suponen las branquias internas frente a

las externas?

Las branquias externas dificultan el desplazamiento de los animales y pueden dañarse con facilidad al estar desprotegidas. Además carecen de sistemas de ventilación, lo que obliga al animal a moverse constantemente o batirlas para renovar el medio. La aparición de las branquias internas supuso una ventaja, ya que las branquias están protegidas dentro de una cavidad y el medio se renueva mediante diversos mecanismos de ventilación. 35 La siguiente imagen representa el intercambio de gases

en los alvéolos pulmonares y en los tejidos. Señala con flechas el sentido en que difunden el oxígeno y el CO2 en cada caso. Tejidos

Capilar sanguíneo

Células O2 CO2

O2 CO2

Pulmones Alveolos pulmonares O2 CO2

36 ¿Qué diferencia hay entre la respiración branquial de

los peces cartilaginosos y los óseos?

En los peces cartilaginosos las branquias comunican con el medio externo por medio de hendiduras branquiales y carecen de opérculo y de mecanismos de ventilación. Los peces óseos tiene las branquias protegidas por un opérculo óseo con el que realizan movimientos de ventilación para la renovación del medio.

La excreción en los animales 37 ¿Qué función cumplen los órganos de excreción en los

animales?

Eliminar las sustancias de desecho, producto del metabolismo celular y participar en la homeostasis regulando el volumen y la concentración de los fluidos que componen el medio interno. 38 ¿Cuáles son los principales productos de desecho que

deben excretarse?

Dióxido de carbono, productos nitrogenados y agua y sales minerales cuando están en exceso. 39 ¿Cómo eliminan los productos de desecho los cnidarios?

Vierten sus productos de desecho directamente al agua por difusión.

14

Función de nutrición en los animales

40 Completa la siguiente tabla indicando el tipo de apara-

to excretor de los siguientes animales: Platelmintos

Insectos

Anélidos

Moluscos

Crustáceos

Protonefridios

Tubos de Malpighi

Metanefridios

Metanefridios

Gándulas verdes

41 ¿Por dónde vierten al exterior los insectos sus productos

44 ¿Cuál es el origen de los siguientes productos de excreción? Dióxido de carbono

Productos El metabolismo de proteínas y ácidos nucleicos. nitrogenados

45 ¿Qué característica deben cumplir los animales amonio-

télicos? ¿Por qué?

de desecho? ¿Y los crustáceos?

Deben se animales acuáticos con gran disponibilidad de agua, como peces, crustáceos, moluscos y otros invertebrados acuáticos. Esto se debe a que el amoníaco es un producto muy tóxico y se requieren grandes cantidades de agua para diluirlo.

Los insectos los vierten al intestino y los expulsan con el resto de los residuos de la digestión por el ano. Los crustáceos almacenan los residuos en una vejiga y los expulsan a través de unos poros situados en la base de las antenas.

46 ¿Qué diferencia hay entre el aparato excretor de un ave

y de un mamífero?

Las aves carecen de vejiga urinaria, por lo que los uréteres vierten directamente a la cloaca para salir al exterior junto con el resto de los residuos de la digestión.

42 Indica dónde tienen lugar los siguientes procesos rela-

cionados con la excreción:

a) Filtración de la sangre: glomérulo renal.

Los mamíferos almacenan la orina en una vejiga urinaria que se vacía periódicamente a través de la uretra.

b) Secreción de iones: túbulo contorneado distal. c) Almacenamiento de orina: vejiga urianaria. d) Reabsorción de sustancias: Túbulos contorneado proximal y distal, asa de Henle.

La respiración celular de las biomoléculas orgánicas: glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.

47 ¿Cómo regulan el volumen del plasma los peces de

agua dulce? ¿Y los de agua salada?

Los peces de agua dulce eliminan una orina muy diluida para eliminar el exceso de agua que les entra por ósmosis.

43 ¿Qué función tienen las glándulas de la sal?

Los animales marinos usan las glándulas de la sal para eliminar el exceso que inevitablemente toman con el agua.

Los peces que viven en agua salada excretan una orina muy concentrada y reabsorben la mayor parte de agua.

294

Función de nutrición en los animales

SOLUCIONES DE LA EVALUACIÓN 1.

Relaciona los siguientes términos con el aparato del que forman parte y el grupo de invertebrados al que pertenecen. Aparato Rádula

2.

Digestivo

Grupo Insectos

Ostiolos

Circulatorio

Insectos

Glándulas verdes

Excretor

Crustáceos

Hemocele

Circulatorio

Moluscos

Linterna de Aristóteles

Digestivo

Equinodermos

Espiráculos

Respiratorio

Insectos

4.

Identifica las partes señaladas en el siguiente esquema:

5

4

2

3

¿Cuáles son los componentes de la saliva? ¿Qué función cumplen? Los vertebrados terrestres presentan glándulas salivales que segregan saliva formada, principalmente por agua, mucina, amilasa y lisozima. El agua y la mucina humedecen y lubrican el alimento para facilitar su deglución. La amilasa es una enzima que inicia la digestión del almidón. La lisozima es una enzima que destruye las bacterias actuando como defensa contra las infecciones.

3.

(página 339)

1

Gasterópodos

Tubos de Malpighi Excretor

5.

14

1. Arteria renal 2. Vena renal 3. Cápsula renal 4. Médula renal 5. Pelvis renal. ACTIVIDADES DE REFUERZO

Explica brevemente cómo es el aparato circulatorio de los artrópodos terrestres.

Batería de actividades de refuerzo que presentan diferentes tipologías.

En los artrópodos el corazón se encuentra en la cavidad pericárdica y constituye un engrosamiento tubular del vaso dorsal. Está tabicado en varias cámaras de las que salen pares de arterias que llevan la hemolinfa hasta los espacios tisulares. Después regresa al corazón a través unos pequeños orificios llamados ostiolos.

ACTIVIDADES DE AMPLIACIÓN

¿Qué es un pigmento respiratorio? Indica el pigmento respiratorio presente en los siguientes animales. Son complejos proteicos cuya función es transportar el oxígeno, que es muy poco soluble en el plasma. a) Insectos: No tienen b) Moluscos: Hemocianina c) Mamíferos: Hemoglobina

295

Batería de actividades de refuerzo que presentan diferentes tipologías.

PRUEBAS DE EVALUACIÓN Permiten evaluar los estándares de aprendizaje que desarrolla la unidad.

4, 5, 6, AF 5, 6, 13

10, 11, 12

2.1. Reconoce y diferencia los aparatos digestivos de los invertebrados.

3.1. Reconoce y diferencia los aparatos digestivos de los vertebrados

296

Técnicas de trabajo y experimentación

AF 29

29, 30 y establece sus funciones correctamente.

Diferencia los conceptos y establece sus funciones cometiendo pocos errores.

Relaciona los conceptos con sus ventajas e inconvenientes cometiendo pocos errores.

Diferencia los conceptos

Relaciona los conceptos con sus ventajas e inconvenientes correctamente.

Aporta suficientes ejemplos.

8.1. Diferencia respiración celular y respiración, explicando el significado biológico de la respiración celular.

19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 AF 17, 18, 20, 21, 22, 23, 26, 28

6.1. Relaciona circulación abierta y cerrada con los animales que la presentan, sus ventajas e inconvenientes.

Aporta todos los ejemplos explicados.

Identifica de forma válida, aunque con algunos errores, los elementos principales y sus funciones.

18 AF 19

5.1. Reconoce la existencia de pigmentos respiratorios en los animales

Identifica de forma válida aunque cometiendo algunos errores, los elementos principales y las relaciones entre ellos.

Identifica correctamente los elementos principales y las relaciones entre ellos.

Identifica correctamente los elementos principales y sus funciones.

15, 17 AF 11

4.2. Describe la absorción en el intestino

Identifica de forma válida, aunque con algunos errores, los órganos y sus funciones.

Identifica los diferentes aparatos cometiendo pocos errores.

Identifica los diferentes aparatos cometiendo pocos errores.

Conoce los conceptos básicos y distingue sus tipos principales, cometiendo pocos errores.

Satisfactorio 2

Identifica correctamente los órgano y sus funciones.

Identifica los diferentes aparatos sin errores.

Identifica los diferentes aparatos sin errores.

Conoce los conceptos básicos y distingue sus tipos principales correctamente

Excelente 3

7.1. Indica la composición 27, 28 de la linfa reconociendo sus AF 24, 25, 27 principales funciones.

7, 8, 9, 13, 14, 16, AF 8, 10, 15, 16

4.1. Relaciona cada órgano del aparato digestivo con la función que realiza.

AF 7, 9, 12, 14

1, 2, 3 AF 1, 2, 3, 4

Herramientas de evaluación (actividades del LA*)

1.1. Conoce las características de la nutrición heterótrofa, distinguiendo los tipos principales.

Estándar de aprendizaje evaluable

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

No logrado 0

Diferencia los conceptos y establece sus funciones cometiendo muchos errores.

Identifica los elementos principales y sus funciones cometiendo muchos errores.

Relaciona los conceptos con sus ventajas e inconvenientes cometiendo muchos errores.

Aporta pocos ejemplos

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Identifica los elementos Responde de manera principales y las relaciones totalmente errónea o no entre ellos cometiendo responde. muchos errores.

Identifica los órganos y Responde de manera sus funciones cometiendo totalmente errónea o no muchos errores. responde.

Identifica los diferentes aparatos cometiendo muchos errores.

Identifica los diferentes aparatos cometiendo muchos errores.

Conoce los conceptos básicos y distingue sus tipos principales, cometiendo muchos errores.

En proceso 1 Puntos

14 Función de nutrición en los animales

RÚBRICA DE ESTÁNDARES DE APRENDIZAJE

297

* LA: Libro del Alumno.

14.1. Identifica los mecanismos específicos o singulares de excreción de los vertebrados.

13.1. Explica el proceso de formación de la orina.

12.1. Describe los principales aparatos excretores de los animales, reconociendo las principales estructuras de ellos a partir de representaciones esquemáticas.

11.1. Enumera los principales productos de excreción, clasificando los grupos de animales según los productos de excreción.

10.1. Define y explica el proceso de la excreción.

9.1. Asocia los diferentes aparatos respiratorios con los grupos a los que pertenecen, reconociéndolos en representaciones esquemáticas.

Estándar de aprendizaje evaluable

AF 43, 46, 47

AF 42

37, 38

AF 40, 41

Ciencia, Tecnología y Sociedad

AF 38, 39, 44, 45

35, 36

AF 37

34

35, 36

AF 30, 31, 32, 33, 34,

31, 32, 33

Herramientas de evaluación (actividades del LA*)

Propone muchos ejemplos válidos.

Explica el proceso sin cometer errores.

Resuelve las actividades correctamente.

Enumera y clasifica correctamente los elementos.

Identifica correctamente los elementos principales y sus funciones.

Resuelve las actividades correctamente.

Excelente 3

Propone suficientes ejemplos válidos.

Explica el proceso de forma válida pero cometiendo algunos errores.

Resuelve las actividades cometiendo pocos errores.

Enumera y clasifica de forma válida, aunque con errores, los elementos.

Identifica de forma válida, aunque con algunos errores, los elementos principales y sus funciones.

Resuelve las actividades cometiendo pocos errores.

Satisfactorio 2

Propone pocos ejemplos válidos.

Explica el proceso cometiendo muchos errores.

Resuelve las actividades cometiendo muchos errores.

Enumera y clasifica los elementos cometiendo muchos errores.

Identifica los elementos principales y sus funciones cometiendo muchos errores.

Resuelve las actividades cometiendo muchos errores.

En proceso 1

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

Responde de manera totalmente errónea o no responde

Responde de manera totalmente errónea o no responde

Responde de manera totalmente errónea o no responde.

No logrado 0 Puntos

Función de nutrición en los animales

RÚBRICA DE ESTÁNDARES DE APRENDIZAJE

14

14

Función de nutrición en los animales

PRUEBA DE EVALUACIÓN A Test (0,5 puntos cada una = 3 puntos) 1.

2.

¿Qué tipo de digestión presentan los cnidarios?

Jugo digestivo

a) Intracelular.

Gástrico

b) Extracelular.

2.

Completa la siguiente tabla:

Tripsina

Respuesta correcta: c.

Amilasas

Pancreático

¿Qué grupo de animales tienen rádula?

c) Crustáceos.

Intestinal

Respuesta correcta: b. ¿Qué fluido circulante es exclusivo de vertebrados? a) Hemolinfa.

3.

b) Sangre.

¿Cómo es la circulación de los peces?

4.

5.

5.

¿Cómo es la respiración en los saltamontes? b) Traqueal. c) Cutánea Respuesta correcta: b. ¿Qué animal es amoniotélico? a) Merluza. b) Tortuga. c) Jirafa.

Preguntas (1 punto cada una = 7 puntos) ¿Qué diferencia hay entre digestión intracelular y extracelular? ¿Qué tipo de animales presenta cada uno de estos tipos? La digestión intracelular se realiza en el interior de las células. El alimento entra en la célula por medio de una vacuola digestiva a la que los lisosomas vierten su contenido enzimático. Tras la digestión, los nutrientes se incorporan al citoplasma. Es propia de animales sencillos como los poríferos. La digestión extracelular se lleva a cabo fuera de las células, en un tubo digestivo al que vierten las enzimas digestivas. Tras la digestión los nutrientes son absorbidos a través de la pared del tubo digestivo y transportados a todos los tejidos del organismo. La presentan la mayoría de los invertebrados y todos los vertebrados.

Ácidos nucleicos

Oligosacáridos/ disacáridos Nucleótidos

Grasas

Ácidos grasos/ glicerina

Disacaridasas

Disacáridos

Monosacáridos

Peptidasas

Polipéptidos

Aminoácidos

¿Cómo viajara un glóbulo rojo de un mamífero desde la vena cava hasta la aorta?

Indica dos funciones de los capilares linfáticos.

¿Qué ventaja presentan las branquias internas frente a las externas? Pon un ejemplo de animales que posean cada uno de estos tipos de branquias.

Las branquias de los animales acuáticos han ido replegándose hacia el interior a lo largo de la evolución. Las branquias se encuentran más protegidas y cuentan con un mecanismo de ventilación que hace circular el agua entre las branquias, por lo que pueden renovar el medio externo sin necesidad de un movimiento continuo. Presentan branquias internas la mayoría de los moluscos y crustáceos, así como los peces.

Respuesta correcta: a.

1.

Almidón

Las branquias externas son más primitivas y están formadas por evaginaciones de la superficie corporal. Los animales con branquias externas deben desplazarse constantemente o batirlas para crear corrientes de agua que renueven el medio, ya que carecen de sistema de ventilación. Además las branquias externas están desprotegidas, por lo que pueden dañarse, dificultan el desplazamiento del animal y son muy llamativas para los depredadores. Presentan branquias externas los anélidos marinos, algunos crustáceos y moluscos y las larvas de anfibios.

a) Branquial.

6.

Polipèptidos

Polipéptidos Aminoácidos

❚ Absorción de las grasas en el las vellosidades del intestino delgado.

b) Doble e incompleta. Respuesta correcta: a.

Proteinas

Producto

❚ Drenaje del fluido extracelular filtrado desde los capilares.

a) Simple y completa. c) Doble y completa.

Actúan sobre...

Vena cava – aurícula derecha – ventrículo derecho – arteria pulmonar – capilares pulmonares – venas pulmonares – aurícula izquierda – ventrículo izquierdo - aorta

c) Linfa. Respuesta correcta: c.

Nucleasa Lipasas

b) Gasterópodos.

4.

Pepsina

c) Mixta

a) Anélidos.

3.

Enzimas

6.

¿Qué animales sobrevivirán mejor en un ambiente seco, los ureotélicos o los uricotélicos? Razona la respuesta. Sobrevivirán mejor los uricotélicos, ya que excretan ácido úrico que es muy poco tóxico y puede excretarse al exterior con mínimas cantidades de agua. Los ureotélicos excretan urea, sustancia algo más tóxica y que debe diluirse en mayores cantidades de agua para su expulsión.

7.

Explica brevemente el mecanismo de formación de la orina. Filtración glomerular: es el paso de la sangre desde el interior de los capilares del glomérulo de Malpighi a la cápsula de

298

Función de nutrición en los animales

Bowman, producido por la diferencia de presión. El líquido filtrado tiene una composición similar al plasma, pero no contiene células ni moléculas de gran tamaño.

14

glucosa, los aminoácidos, las vitaminas y los iones sodio, cloro, potasio, bicarbonato y fosfato. Secreción tubular: consiste en el paso de ciertos iones desde la sangre al interior de la nefrona, especialmente en el túbulo distal, con el fin de regular el contenido en iones del medio interno.

Reabsorción tubular: la mayor parte del agua del líquido filtrado es reabsorbida durante su recorrido por los túbulos de la nefrona, pasando nuevamente a la sangre a través de la red de capilares que los rodean. Además se reabsorben la

PRUEBA DE EVALUACIÓN B Test (0,5 puntos cada una = 3 puntos)

Preguntas (1 punto cada una = 7 puntos)

1.

1.

¿Qué tipo de digestión presentan los poriferos? a) Intracelular.

En el estómago comienza la digestión de las proteínas gracias a una enzima, la pepsina, que rompe las proteínas en polipéptidos de menor tamaño. La pared del estómago segrega también ácido clorhídrico, que genera un pH ácido que permite la acción de la pepsina y destruye las bacterias que pudieran entrar con el alimento. Tras las transformaciones sufridas en el estómago el bolo alimenticio se transforma en un papilla líquida llamada quimo.

b) Extracelular. c) Mixta. Respuesta correcta: a. 2.

¿Qué grupo de animales tienen molinillo gástrico? a) Anélidos. b) Gasterópodos. 2.

c) Crustáceos. Respuesta correcta: c. 3.

Los ácidos grasos se absorben por difusión y una vez en el interior de las células se combinan de nuevo con la glicerina y forman complejos lipoproteicos llamados quilomicrones, que pasarán a los capilares linfáticos.

b) Tubulares. c) Accesorios. Respuesta correcta: a.

3.

¿Cómo es la circulación de los reptiles? a) Simple y completa.

¿Qué es un sistema circulatorio abierto? ¿Qué animales lo presentan? Un aparato circulatorio abierto es aquel en que los vasos no se conectan entre sí por medio de capilares, por lo que no forman un circuito. El corazón bombea la sangre hacia las arterias, que están abiertas en su extremo terminal. La sangre sale de las arterias al hemocele o cavidad general del cuerpo, baña los órganos y regresa al corazón por las venas o por aberturas de la cavidad pericárdica que lo rodea.

b) Doble e incompleta. c) Doble y completa. Respuesta correcta: b. 5.

Explica las diferencias entre los mecanismos de absorción de la glucosa y los ácidos grasos. Ambas moléculas se absorben en las vellosidades intestinales. La glucosa se absorbe por transporte activo y pasa directamente a los capilares sanguíneos de las vellosidades.

¿Qué corazones están divididos internamente en dos o más cámaras? a) Tabicados.

4.

¿Qué proceso digestivo tiene lugar la digestión en el estómago de los vertebrados?

¿Cómo es la respiración en los arácnidos? a) Branquial.

Es propio de artrópodos y de la mayoría de los moluscos.

b) Traqueal.

4.

c) Pulmonar

Completa el siguiente cuadro relativo al aparato circulatorio de los vertebrados:

Respuesta correcta: c. 6.

N.º aurículas

¿Qué animal es ureotélico? a) Merluza.

Peces

b) Tortuga.

Anfibios

c) Jirafa.

Reptiles

Respuesta correcta: c.

Aves Mamíferos

299

N.º ventrículos

Doble/ simple

Completa/ incompleta

14

5.

Función de nutrición en los animales

Nº aurículas

Nº ventrículos

Doble/ simple

Completa/ incompleta

Peces

1

1

Simple

------------

Anfibios

2

1

Doble

Incompleta

Reptiles

2

1

Doble

Incompleta

Aves

2

2

Doble

Completa

Mamíferos 2

2

Doble

Completa

6.

¿Qué diferencia hay entre pulmones de difusión y pulmones de ventilación? ¿Qué tipo de animales presenta cada uno de estos tipos? Los pulmones de difusión son superficies internas de intercambio gaseoso propias de algunos invertebrados terrestres como gasterópodos o arácnidos. Carecen de sistema de ventilación. Los pulmones de ventilación son propios de vertebrados terrestres y constan de una amplia superficie respiratoria interna y cuentan con un sistema de ventilación que introduce y expulsa el aire de los pulmones.

7.

¿Cómo llevan a cabo la ventilación los peces óseos? En los peces óseos las branquias están protegidas por una placa ósea llamada opérculo, que con sus movimientos de apertura y cierre permite la circulación del agua aunque el pez no esté en movimiento.

¿Por qué los insectos no tienen pigmentos respiratorios? Porque los insectos tienen un sistema de respiración traqueal que distribuye el oxígeno directamente a todos los tejidos mediante finísimas ramificaciones de las tráqueas denominadas traqueolas.

El agua entra por la boca y sale a través de las branquias. La sangre en las branquias circula en sentido contrario al del agua, en un mecanismo de contracorriente que hace que la difusión sea más eficiente.

300

Función de nutrición en los animales

NOTAS

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