CUADERNO DE TRABAJO. AREA DE CIENCIAS NATURALES… · CUADERNO DE TRABAJO. AREA DE CIENCIAS...

CUADERNO DE TRABAJO.AREA DE CIENCIAS NATURALES.

GRADO NOVENO.DOCENTE: Nidia Pedraza Gómez.

2017

Estudiante: ____________________

Notas para empezar.Condiciones para el buen desarrollo de la clase.

1. La bata de mangas largas para el laboratorio es obligatoria.2. Tijeras de punta roma, pegante, esferos de colores y marcadores son obligatorios.3. Se usarán dos cuadernos cuadriculados grandes cocidos uno para ciencias y el otro para físico química.

y diccionario obligatorio.4. El estudiante bebe asumir la responsabilidad de las actividades, dentro y fuera de la clase.5. Cada estudiante debe sacar la fotocopia del cuaderno de trabajo y empastarla para desarrollarlas en

clase.6. Cada estudiante tendrá un correo electrónico en gmail, que inicie con el curso, nombre y apellido, que

debe ser enviado al correo de la docente: [email protected]. Algunas actividades estarán en la página: www.cienciasaludables.wordpress.com a la que estarán

adscritos y tendrán acceso todos los estudiantes de noveno.8. Todas las actividades deben iniciar con el título correspondiente y la fecha, sin los cuales no será

calificado.9. Las actividades deben ser entregadas en la fecha indicada, sin derecho a ser prorrogado ningún plazo.10. Los informes de laboratorio y las actividades de talleres que se necesiten deben ser desarrollados en el

cuaderno.11. Cada estudiante deberá dejar una hoja después de marcar el cuaderno, (Hoja de evaluaciones) donde

irá consignando cada una de las notas y la valoración correspondiente, como una forma de control porparte del padre de familia.

12. Se privilegiará el trabajo grupal.13. Los informes de laboratorio deben tener: Título, objetivos, marco teórico, hipótesis por cada

procedimiento, datos, análisis de datos y conclusiones. Los primeros 4 ítems deben ser desarrolladospreviamente al laboratorio.

14. Las notas por periodo se tomarán así:Hacer: de los sellos adquiridos en las actividades en clase.Saber: del promedio de las evaluaciones, del promedio de las notas de los talleres y laboratorio, Ser: deseis notas que evalúan: la puntualidad, la responsabilidad, uniforme, el uso de los elementos del colegio,el trabajo en grupo y de la autoevaluación.

15. Las notas serán subidas a la página, para que los estudiantes y padres tengan tiempo suficiente paracompararlas con las consignadas por el estudiante en la hoja de evaluaciones, durante la siguiente clasese tiene el derecho de hacer reclamaciones debidamente sustentadas, de lo contrario se asume laaceptación de los datos.

Agradezco su colaboración.

Docente de Ciencias Naturales.

____________________ ______________________Firma del estudiante. Firma del acudiente.

GENETICA MOLECULAR.Actividad 1. LA INFORMACIÓN HEREDITARIA.

1. ¿Qué es herencia?2. Tome una foto suya y una de cada uno de sus padres, en una hoja pegue la mitad de la cara de su papá y la

mitad de su cara para completar la foto, haga lo mismo con la foto del otro padre.3. Identifique las características que le son comunes con cada uno de sus padres.

Actividad 2. ¿De dónde salió la información?1. Realice un resumen de la siguiente lectura.

La información hereditaria, es aquella que se requiere para fabricar un organismo, Para Gregorio Mendel, padrede la genética la trasmisión era evidente observando los rasgos paternos en generaciones posteriores. La causaera la existencia de los factores hereditarios, posteriores investigaciones determinaron la presencia de genesque los determinaban.

Los genes son los constituyentes esenciales de los cromosomas presentes en las células y están formados porlos ácidos nucleicos: el ADN o ácido desoxirribonucleico y el ácido ribonucleico o ARN.

Estructura de los ácidos nucleicos.

Son biomoléculas formadas por la unión de unidades químicas llamadas nucleótidos. Es una unidad simpleformada por un grupo fosfato, un azúcar de cinco carbonos y una base nitrogenada.

2. Traiga dos tiras de cartulina de 3cm de ancho por 30 de largo, copie y recorte 20 gráficos de cada una delas figuras de los nucleótidos.

3. Pegue las figuras armando la estructura del ADN.4. ¿Qué forma toma esta estructura?

El ADN es una molécula polimérica formada por repeticiones de azúcar desoxirribosa, fosfato y una basenitrogenada que puede ser purina (Adenina, Guanina) o pirimidina (Citosina, Timina, Uracilo); la unión de basesnitrogenadas con el azúcar lo hacen mediante un enlace N−glicosídico, dependiendo de si la base es pirimidinicase une el N1 con el carbono 1 del azúcar, o si es purinica quien se une es el N9 con el carbono 1. El P siempreestá en el carbono 5 del azúcar, y la unión del nucleosido más el fosfato es conocido como nucleótido; todos losnucleótidos de la misma cadena están orientados de la misma forma y se une el 3' de un nucleótido con el 5'del siguiente. Al principio siempre habrá un P libre (5') y al final un OH (3'). Todo el genoma humano contieneaproximadamente 3 mil millones de bases y unos 20.000 genes.

5. ¿Cómo se unen entre sí las partes?, Por qué?6. Observe el modelo de las moléculas que forman parte del nucleótido identifique los puntos de unión

que se indican en el párrafo.7. Determine cuáles son las diferencias entre el ADN y el ARN. ¿Por qué cree que ocurre esa diferencia?

8. En que organelo de la célula ocurre este proceso. Sustente su respuesta.

Actividad 3. Replicación del ADN.

Observe el video y recorte el anexo correspondiente para completar y explicar el proceso mediante un texto.Traer un libro donde explique el proceso de síntesis de proteínas. Elabore la lectura, comente el proceso consus compañeros. Elabore un resumen de lo que entendió.

Actividad 4. Síntesis de proteínas.1. Realizar el proceso mediante los modelos, tener en cuenta el siguiente orden.

1. Solucione el siguiente anagrama

Materiales próxima clase: Traer el modelo de ADN elaborado y volver a copiar 20 los gráficos delos nucleótidos, cambiando la timina por el uracilo y la tira de cartulina, Hacer el modelo del ribosomay de ARN mensajero, hojas de post-it de colores, tijeras, 10 círculos con diferentes aminoácidos.

2. Escriba un texto de la relación entre la síntesis de proteínas y la reproducción.3. Indique los nombres de los pasos del proceso de síntesis de proteínas. Determine las características

de cada uno de ellos.4. Cuáles son las diferencias entre la Transcripción y la transducción.

Actividad 5. Estructuralidad.1. La estructura del ADNIndicar qué es lo que se observa en la figura y cómo se llaman las partes numeradas.

2. Del ADN a la proteínaa. Completar los recuadros blancos del dibujo con los siguientes rótulos: ADN, ARNm, RIBOSOMA, PROTEÍNA,TRADUCCIÓN, REPLICACIÓN, TRANSCRIPCIÓN.

b. Completar los espacios en blanco:La información genética se encuentra codificada en el _____1. Esta molécula de gran tamaño se encuentra enel ________________2 de las células _____________3 (como plantas, hongos y animales). La forma en que lainformación se encuentra codificada es igual en todos los organismos, por eso se dice que el código genéticoes _____________4.Cuando una célula debe dividirse para reproducirse (tanto por mitosis como por meiosis) el ADN previamentese ______________5.Cuando una molécula de ADN se superenrolla durante la mitosis o meiosis, puede ser vista a microscopioóptico con forma de X, esta estructura se denomina _______________6En cada molécula de ADN se encuentran muchos genes. En términos generales, se define gen como la porciónde ADN que codifica para una ______________7Para que cada gen se exprese, deben ocurrir dos procesos: el primero consiste en la síntesis del ______8 quellevará el mensaje del ADN; este proceso se denomina ________________9. El segundo proceso consiste en lasíntesis de la _____________10 respectiva en los _________11 , proceso en el cual interviene también otro________12 conocido como _______________13 que tiene un anticodón y el aminoácido correspondiente.Este proceso se denomina _____________14.Un cambio en la secuencia del ADN se denomina _______________15..

ACTIVIDAD 3. Diseño de una Red conceptualEsta actividad consiste en dar una lista de conceptos principales y unirlos en una red que debe seguir ciertasreglas:

1. Se debe unir de a dos conceptos por vez. Es decir que al terminar la red se pueden aislar dos conceptos ydeben formar una frase coherente, que se inicia en uno de los conceptos y termina en el otro, siguiendo ladirección que indica la flecha.2. Todos los conceptos deben formar parte de la red (no pueden quedar conceptos sueltos), y de cadaconcepto pueden salir o entrar más de una flecha.

3. En las frases empleadas para unir conceptos no se pueden repetir los conceptos principales dados por eldocente. Tampoco usar expresiones como “el mismo” ya que es una forma de reiterar un concepto.4. No se puede usar la negación (“no”) en las frases que unen conceptos ya que la idea es demostrarconocimientos mediante la afirmación.5. Evitar en las frases que unen conceptos el empleo reiterado de términos tales como “es”, “tiene”, “está”.Aunque estos términos pueden ser correctos, se pretende de los alumnos que puedan redactar una frasebreve y más precisa, que manifieste ideas más exactas.

A continuación, se presenta una lista de conceptos y se muestra un modelo de red conceptual que se podríadiseñar a partir de estos conceptos:MUTACIONES - BIODIVERSIDAD - SERES VIVOS - ADN - EUCARIOTAS - NUCLEÓTIDOS TRANSCRIPCIÓN – GEN– ADENINA – PROTEÍNA – RIBOSOMAS – AMINOÁCIDOS, BIOTECNOLOGÍA MODERNA.Se sugiere armar una red conceptual con los alumnos y luego dar otra lista de conceptos y dejar que lo hagande forma autónoma. Luego hacer una puesta en común para analizar las diferentes redes que surgieron en laclase, y que los mismos alumnos puedan evaluar las redes diseñadas por sus compañeros.

Actividad 6. Huella genética: una mirada al interior.1. Elabore un resumen de la lectura.

Sara Müller, Heike Göllner-Heibült

La idea de distinguir personas por sus características genéticas no es nueva. El descubrimiento en 1900, de lostipos sanguíneos ABO por Karl Landsteinerw1 fue el primer marcador genético en ser usado en ciencia forense,complementado más tarde con los grupos sanguíneos MN (1927) y el factor Rhesus (1937).

Incluso cuando analizamos los tres grupos sanguíneos simultáneamente, aun así, una de cada diez personas daresultados idénticos; esto hace que las transfusiones de sangre sean posibles. Para fines forenses, sin embargo,es una desventaja, los resultados pueden decir que la muestra de sangre no viene del sospechoso X, pero nopueden indicar con algún nivel aceptable de certeza que viene del sospecho Y.

Los avances que fueron realizados en los 70 y 80, con el análisis de diferentes formas de enzimas (isoenzimas)en glóbulos rojos y en suero sanguíneo. La certeza que la muestra realmente viniera del sospechoso dependíadel número de proteínas analizadas (habitualmente cuatro); se denomina a dicha certeza poder dediscriminación. El poder de discriminación que estas técnicas combinadas ofreció era todavía sólo de 1:10.000,mejor que el 1:10 del análisis de grupos sanguíneos, pero todavía no lo suficiente bueno. Para conseguir unpoder mejor, necesitábamos echar un vistazo más de cerca en nuestra composición genética.

Nuestra composición genética – que somos

El genoma humano consiste en 46 pares de cromosomas: 23 de nuestra madre, 23 de nuestro padre. Por lotanto, tenemos dos de cada cromosoma (excepto – en el caso de los hombres – del cromosoma sexual) y asídos copias de cada gen.

El componente principal de los cromosomas es el ácido desoxirribonucleico (ADN), la mayoría es idéntico, conla variabilidad encontrada principalmente en estas secuencias repetitivas.

Diferentes personas pueden tener diferentes números de repeticiones de estas secuencias: una persona puedetener cinco repeticiones en un locus de ADN específico (sitio); otra persona puede tener siete. Utilizandomuestras, por ejemplo, de sangre o semen, podemos analizar las secuencias repetitivas en varios loci de ADN;este análisis se denomina huella genética. Como las huellas dactilares, las huellas genéticas pueden usarse paradistinguir individuos, abarca dos técnicas muy diferentes, sólo una de las cuales se utiliza comúnmente en laciencia forense en la actualidad.

La huella genética temprana: Polimorfismos de longitud de fragmentos de restricción

El primer método de huella genética fue inventado en 1984 por Alec Jeffreysw2, quién utilizó secuencias de ADNrepetido denominadas Número variable de repeticiones en tándem. Estas secuencias, de 10-100 bp porrepetición, pueden ser investigadas usando enzimas de restricción, los cuales trabajan como tijeras molecularespara cortar el ADN en secuencias definidas (secuencias de reconocimiento). En nuestro genoma completo, unasecuencia de reconocimiento de 6bp tendrá lugar alrededor de 730.000 veces.

Esto significa que si cortas el genoma con una enzima de restricción particular, conseguirás alrededor de 730.000fragmentos de restricción de longitudes variables.

Figura 1: Visión general sobre dos VNTR de dos individuos diferentes. Los sitios cortados por enzimas derestricción (tijeras moleculares) están indicados por una flecha. Dependiendo en el número de repeticiones

VNTR, los fragmentos de ADN de diferentes tamaños son generados (ver también la Figura 2, Paso 4)Imagen cortesía de Sara Müller

La actual técnica: PCR basada en huella genética

La invención de Kary Mullis, en 1983, de la reacción en cadena de la polimerasa (Polymerase Chain Reaction oPCR) le hizo ganar el premio Nobel en Química.

La PCR habilita para que un locus de ADN de interés, sea amplificado exponencialmente, generando milmillones de copias de una sola molécula de ADN en pocas horas. Para los científicos forenses, esto tiene laventaja de hacer el análisis de incluso muestras muy minúsculas – tan sólo 30 células.

Para análisis de PCR, necesitamos STR flanqueados por secuencias que sean idénticas en todos los sereshumanos (decimos que estas secuencias están conservadas).

Tenemos dos copias de cada cromosoma, si, para cada copia del STR, alguien tiene el mismo número derepeticiones (por ejemplo, el mismo alelo), el análisis de PCR revela sólo una medida del fragmento de ADN: lapersona es homocigota para este alelo STR (flechas verdes en la Figura). Si los dos cromosomas llevan alelosno idénticos para este STR, vemos dos medidas del fragmento y decimos que la persona es heterocigota(flechas rojas en la Figura).

Figura: Huella genética del locus D1S80 generada por estudiantes de secundaria.El individuo indicado con la flecha verde es homocigoto para el locus D1S80 (sólo una banda es visible). El

individuo marcado por la flecha roja es heterocigoto (dos bandas). Las flechas azules indican dosestudiantes que son heterocigotos y tienen el mismo número de repeticiones para cada alelo en el locus

D1S80; lo que significa que no pueden ser distinguidos por esta huella. Pueden ser gemelos, pero estambién probable que dos personas no relacionadas tengan el mismo número de repeticiones si sólo un STR

es analizado.

Ahora sabemos qué es una huella genética, pero, ¿Cómo se utiliza? La huella genética basada en PCR esampliamente aplicada en las investigaciones forenses: permite a la policía excluir o identificar sospechosos enbase a material genético como un folículo capilar, piel, semen, saliva o sangre. Una huella genética sola, sinembargo, no es suficiente evidencia para una condena, dado que parientes cercanos pueden tener huellas muysimilares (y los gemelos homocigóticos normalmente los tienen idénticos).

Y para complicar las investigaciones forenses internacionales, a pesar de que hay una recomendación europeapara analizar 16 STR, cada país puede decidir cuáles STR analizar, lo cual hace las comparaciones difíciles.

Zarina Alexandra y sus cuatro hijas. Tras la revolución rusa, toda lafamilia fue asesinada en julio de 1918. Sus cuerpos, encontrados en 1979(el zar, la zarina y sus tres hijas) y en 2007 (el zarévich y la hija restante,María) fueron identificados por las huellas genéticas.

El método basado en PCR es también utilizado en humanos para los testde paternidad, diagnóstico de muchas enfermedades genéticas (por

ejemplo, la enfermedad de Huntingdon), identificación de víctimas de desastres, seguimiento de árbolesfamiliares, localización de personas desaparecidas e investigación de figuras históricas (por ejemplo, el últimoZar de Rusia y su familia). En otros organismos, puede usarse con propósitos de conservación (por ejemplo,para analizar el marfil confiscado), en investigaciones de fármacos (por ejemplo, para analizar plantas decannabis incautadas), para control alimentario o de calidad de agua (por ejemplo, para identificación demicrobios contaminantes), en medicina (por ejemplo, para detectar infecciones virales como VIH, hepatitis ogripe) y en investigaciones de bioterrorismo (por ejemplo, para identificar cepas microbianas).

La huella genética basada en RFLP, aunque en gran parte obsoleta debido a las muchas ventajas del métodoPCR, es todavía usada para clasificación de plantas y animales en investigación básica. Es particularmente útilcuando hay información insuficiente sobre el genoma de la especie – recordar que para el método de PCR,necesitamos regiones que varían ampliamente entre individuos y estén flanqueadas por regiones conservadasde secuencia conocida.

Agradecimientos

A las autoras les gustaría agradecer a Wolfgang Nellen sus ideas sobre el artículo y por dejar las instruccionesde Science Bridge disponibles gratis.

Además, agradecer a Shelley Goodman por su asesoramiento en el uso de kits comerciales en la escuela.

Actividad 7. Caracteristicas genéticas.

1. Elabore un recorte de una foto suya con sus padres, determine las características heredadas de cada unode ellos.

2. A partir de las siguientes gráficas identifique los fenotipos de cada fotografía por aparte:

3. Tomando en cuenta las siguientes características (capacidad de plegar la lengua en U, Color del pelo,Color de ojos, Lóbulo de la oreja pegado o separado, Lunares en la piel, Factor RH, Tamaño de los labios,Linea frontal del pelo en V o recta, vello en las falanges de los dedos) tomar 6 miembros de su familia,elabore un cuadro basado en el ejemplo:

Persona CaracteristicasA B C D E F G H

Mamá4. De acuerdo a las características observadas responder las siguientes preguntas:

a. Cuales son los más frecuentes en su familia?b. Con estos datos determine cuales son dominantes y cuales recesivos para su familia.c. Qué características heredó de su familia?d. Para qué le sirve eta clase de investigaciones a la ciencia?e. Sepueden hacer esta clase de análisis en las plantas o animales?.f. Justifique adecuadamente sus respuestas.

5. Ahora realice las mismas observaciones en 15 de sus compañeros de clase y realice el mismo cuadro delpunto 3 y responda las preguntas A y B del punto 4.

6. Saque conclusiones correspondientes.

Actividad 8. Repasando.1. Defina:

A. Fenotipo.B. Genotipo.C. Generación filial.D. ParentalE. Alelo

2. Explique el esquema:Fenotipo = Genotipo + Ambiente

3. Lea el siguiente textoLa característica del color del pelaje en los ratones está determinada por un gen cuyo alelo dominante es elnegro (B) y el recesivo es el café (b). Un investigador cruzo dos ratones negros y en la primera generaciónobtuvo ratones negros y cafés.Responder las siguientes preguntas a partir con la anterior información:

a. ¿Cuál es el genotipo de los ratones cafés de la primera generación?b. ¿Cuál es el genotipo de los ratones de la primera generación?c. ¿Cuáles son los genotipos de los padres?

4. Resuelva l siguiente criptograma

5. Observe los siguientes cariotipos, indique la cantidad de cromosomas para cada especie, y cuantoscromosomas habrá en los espermatozoides, elabore un cuadro donde coloque los resultados.

CARIOTIPO DE RATÓN

Defina cariotipo.De la primera figura:

a. ¿Qué características diferencian el macho de la hembra?b. Determine las diferencias en cuanto a los cromosomas.

6. Completar el siguiente cuadro:Mn mn

MMNN MmNNMn

Mmnn

MmNnmn

7. Resuelva los siguientes problemas:A. Si una planta homocigótica de tallo alto (AA) se cruza con una homocigótica de tallo enano (aa), sabiendo

que el tallo alto es dominante sobre el tallo enano, ¿Cómo serán los genotipos y fenotipos de la F1 y de laF2?.

B. Al cruzar dos moscas negras se obtiene una descendencia formada por 216 moscas negras y 72 blancas.Representando por NN el color negro y por nn el color blanco, razónese el cruzamiento y cuál será elgenotipo de las moscas que se cruzan y de la descendencia obtenida.

C. El pelo rizado en los perros domina sobre el pelo liso. Una pareja de pelo rizado tuvo un cachorro de pelotambién rizado y del que se quiere saber si es heterocigótico. ¿Con qué tipo de hembras tendrá quecruzarse? Razónese dicho cruzamiento.

D. Una mariposa de alas grises se cruza con una de alas negras y se obtiene una descendencia formada por116 mariposas de alas negras y 115 mariposas de alas grises. Si la mariposa de alas grises se cruza con unade alas blancas se obtienen 93 mariposas de alas blancas y 94 mariposas de alas grises. Razona amboscruzamientos indicando cómo son los genotipos de las mariposas que se cruzan y de la descendencia.

E. Un ratón A de pelo blanco se cruza con uno de pelo negro y toda la descendencia obtenida es de peloblanco. Otro ratón B también de pelo blanco se cruza también con uno de pelo negro y se obtiene unadescendencia formada por 5 ratones de pelo blanco y 5 de pelo negro. ¿Cuál de los ratones A o B seráhomocigótico y cuál heterocigótico? Razona la respuesta.

F. Se cruzan dos plantas de flores color naranja y se obtiene una descendencia formada por 30 plantas deflores rojas, 60 de flores naranja y 30 de flores amarillas. ¿Qué descendencia se obtendrá al cruzar lasplantas de flores naranjas obtenidas, con las rojas y con las amarillas también obtenidas? Razona los trescruzamientos.

Actividad 9. ¿QUÉ ES LA BIOTECNOLOGÍA?

El término “biotecnología” puede parecer nuevo para el público amplio, pero, la biotecnología está presenteen la vida cotidiana hace mucho tiempo. De hecho, la biotecnología es una actividad antigua, que comenzóhace miles de años cuando el hombre descubrió que al fermentar las uvas se obtenía un producto como elvino. También es biotecnología la fabricación de cerveza a partir de la fermentación de cereales que el hombreempezó a elaborar hace 4.000 años, y la fermentación de jugo de manzanas para la fabricación de sidra. Enestos procesos intervienen microorganismos que transforman componentes del jugo de frutas o de cerealesen alcohol.

También es biotecnología la fabricación de pan mediante el uso de levaduras, la elaboración de quesosmediante el agregado de bacterias, y también de salames. El yogurt también es un producto que se obtiene

mediante procesos biotecnológicos desde la antigüedad. Aunque en ese entonces los hombres no entendíancómo ocurrían estos procesos, ni conocían la existencia de microorganismos, podían utilizarlos para subeneficio. Estas aplicaciones constituyen lo que se conoce como biotecnología tradicional y se basa en laobtención y utilización de los productos del metabolismo de ciertos microorganismos. Se puede definir labiotecnología tradicional como “la utilización de organismos vivos para la obtención de un bien o servicio útilpara el hombre”.

Biotecnología tradicional aplicada a la industria

La biotecnología se aplica a diferentes ramas de la industria: alimenticia, textil, detergentes, combustibles,plásticos, papel, farmacéutica. En general lo que se usa son productos del metabolismo de losmicroorganismos. Por ejemplo, algunas de las aplicaciones de la biotecnología tradicional a la industria son:El alcohol que se puede usar para la industria alimenticia o farmacéutica, pero también se puede usar comocombustible (en Brasil se produce alconafta a partir de la caña de azúcar).Producción de yogures probióticos en los que se usa el microorganismo entero que está presente en el productofinal.A partir de microorganismos se pueden fabricar ácidos orgánicos para diferentes aplicaciones, como el ácidocítrico para endulzar gaseosas y golosinas.Muchos antibióticos son fabricados por microorganismos, como la penicilina que la fábrica un hongo de lafamilia penicillium.Los plásticos son polímeros de diferentes estructuras químicas. La mayoría de ellos se producen a partir dederivados de petróleo. Pero hay microorganismos que fabrican polímeros que son biodegradables.En la industria alimenticia también se usan enzimas. Por ejemplo en la etapa final de la fabricación de jugoscuando hay que sacar los restos de pepitas de frutas antes de la pasteurización, se emplea laenzima pectinasa que degrada la pectina, el principal componente de la semillas.Las enzimas también se usan en la industria textil para ablandar los jeans. En este caso se usa celulasa, quedegrada la celulosa que es el principal componente de las células vegetales (entre ellas, las células del algodónque es el principal componente de la tela de jean). Mediante un proceso controlado (temperatura, tiempo,cantidad y tipo de celulasa) se logran diferentes texturas de jean. También se usa la enzima celulasa en laindustria del papel (que está formado por celulosa) para lograr diferentes texturas.

La biotecnología moderna

Actualmente, los científicos comprenden mucho más cómo ocurren los procesos biológicos que permiten lafabricación de productos biotecnológicos. Esto les ha permitido desarrollar nuevas técnicas a fin de modificar oimitar algunos de esos procesos y lograr una variedad mucho más amplia de productos. Los científicos hoysaben, además, que los microorganismos sintetizan compuestos químicos y enzimas que pueden emplearseeficientemente en procesos industriales. Estos conocimientos dieron lugar al desarrollo de la biotecnologíamoderna.

A diferencia de la biotecnología tradicional, la biotecnología moderna surge en la década de los ’80, y utilizatécnicas, denominadas en su conjunto ingeniería genética, para modificar y transferir genes de un organismo aotro. El siguiente esquema resume la definición actual del término biotecnología:

A través de la biotecnología moderna es posible producir insulina humana en bacterias y, consecuentemente,mejorar el tratamiento de la diabetes. Por ingeniería genética también se fabrica la quimosina, enzima clavepara la fabricación del queso y que evita el empleo del cuajo en este proceso. La ingeniería genética también eshoy una herramienta fundamental para el mejoramiento de los cultivos vegetales. Por ejemplo, es posibletransferir un gen proveniente de una bacteria a una planta, tal es el ejemplo del maíz Bt. En este caso, los bacilosdel suelo fabrican una proteína que mata a las larvas de un insecto que normalmente destruyen los cultivos demaíz. Al transferirle el gen correspondiente, ahora el maíz fabrica esta proteína y por lo tanto resulta refractariaal ataque del insecto.

La biotecnología moderna avanza y, en la actualidad, son muchos los países que utilizan las técnicas deingeniería genética para la obtención de diferentes productos que tienen aplicación en la producción dealimentos, de medicamentos, y de productos industriales.

1. Comprensión de conceptos

1. ¿A qué se denomina biotecnología tradicional?2. Aportar ejemplos de productos que se obtiene a través de la biotecnología tradicional, y que se empleanen diferentes industrias.3. Explicar cuál es la función de las enzimas y dar ejemplos de enzimas que se emplean en productosbiotecnológicos.4. ¿Cuál es la principal diferencia entre la biotecnología tradicional y la moderna?5. Enumerar ejemplos de productos obtenidos por biotecnología moderna.2. Novedades de Biotecnlogía

A continuación se reproducen dos artículos publicados recientemente que se sugieren preguntas para suanálisisPapas transgénicas con más carotenoidesPublicado el 25/11/2004

Investigadores del Instituto Escocés de Investigaciones Agrícolas en Invergowrie, Escocia, desarrollaron plantastransgénicas de dos variedades de papa, las llamadas Desiree y Mayan Gold, transformadas genéticamentepara producir niveles mucho más altos de carotenoides. Los resultados fueron publicados recientemente en larevista científica The Journal of Experimental Botany. Los carotenoides son pigmentos que les otorgan a lasfrutas y hortalizas, como la zanahoria, el tomate, los cítricos y los pimientos, sus característicos colores rojo,amarillo y naranja. Además, se cree que estos pigmentos protegen contra el cáncer, las enfermedadescardíacas y el deterioro de la visión en la vejez. Por ejemplo, el licopeno, presente en los tomates, se lo harelacionado con un efecto protector frente al cáncer de próstata. La luteína y la zeaxantina, presentes en las

verduras de hojas oscuras, frutas, maíz y yema de huevo, aparentemente demoran la degeneración macularrelacionada con la edad (enfermedad común del ojo asociada con el envejecimiento, que destruyegradualmente la nitidez de la visión central). Los investigadores introdujeron el gen de la enzima fitoeno-sintasa (crtB) de la bacteria Erwinia uredovora, en las plantas de papa, junto con los elementos genéticosnecesarios para producir la enzima en los tubérculos. Los ensayos demostraron que los tubérculos de lasplantas transformadas efectivamente contenían altos niveles de carotenoides, en particular, violaxantina,luteína, anteraxantina y beta-caroteno. Este trabajo es muy importante ya que la papa es la cuarta fuente decalorías en el mundo, y toda mejora nutricional que se haga en los tubérculos tiene un beneficio potencialenorme.

Petunias transgénicas tolerantes a heladasPublicado el: 23/12/2004

El grupo de investigadores de la Universidad de Toledo (Ohio, Estados Unidos) creó petunias que sobreviven atemperaturas muy bajas. A través de la introducción de un gen proveniente de la planta modelo Arabidopsisthaliana, lograron que las petunias sobrevivieran a 22º grados Fahrenheit (-5º Celsius). “Podríamostransformar genéticamente a cualquier otro cultivo”, señaló R. V. Sairam, miembro del grupo de investigación.La modificación también confiere tolerancia a la sequía y a la salinidad. Las plantas tolerantes a heladas lespermitirían a los productores reducir la temperatura de los invernaderos considerablemente. "Suenainteresante”, declaró Gene Klotz, propietario de Klotz Flower Farm. “Los costos de calefacción hoy constituyenal menos el 35% de los costos totales de la producción”. Las petunias serán ensayadas por el Departamento deAgricultura, que además financió el proyecto. Probarán a qué temperatura pueden cultivarse y cómo crecen ycuánto tiempo las petunias transgénicas sobreviven a esa temperatura.

Preguntas para el análisis del texto: ¿A qué tipo de técnica, tradicional o moderna, se refieren estas notas? ¿Dónde se realizan estos desarrollos? ¿Cuál es el organismo modificado en cada caso? ¿Cuál es la modificación practicada? ¿Cuál es el organismo de origen, del cual se obtiene el gen de interés? ¿Cuáles son las ventajas que ofrecería el nuevo producto (al consumidor y/o al productor)?

3. Biotecnología en esquemasEl siguiente esquema representa las técnicas de la biotecnología tradicional y de la biotecnología moderna

empleadas en la obtención de nuevos cultivos. Se formulan preguntas que guían el análisis del esquema porparte de los alumnos.

1. ¿Qué representan las cadenas o hileras de eslabones dibujadas en el esquema?2. ¿Por qué se representan estas cadenas de diferente color?3. ¿Qué representa el eslabón pintado de color rojo?4. Observar las flechas empleadas en cada esquema y su dirección. ¿Qué diferencia hay entre ambosesquemas y a qué se atribuye?5. ¿Cuál es la principal diferencia que se observa entre ambos esquemas en las características de la nuevavariedad obtenida?6. ¿Qué esquema representa las técnicas de biotecnología tradicional y cuál la de biotecnología moderna

Actividad 10. Bioplásticos.En la actualidad resultaría difícil prescindir de los plásticos, no solo por su utilidad sino también por laimportancia económica que tienen estos materiales. Esto se refleja en los índices de crecimiento de estaindustria que, desde principios del siglo pasado, supera a casi todas las demás actividades industriales y gruposde materiales. Los plásticos son baratos y parecen durar indefinidamente. Están presentes en los productosenvasados, en el transporte, en los edificios, en el equipamiento deportivo y en la tecnología médica, entre otrasáreas.

Son sustancias orgánicas que se obtienen mediante reacciones químicas entre diferentes materias primas deorigen sintético o natural y que pueden ser moldeados o procesados en una gran variedad de formas, aplicandocalor y presión. En la actualidad se producen más de 700 tipos de plásticos, entre ellos, poliestireno, nylon,poliuretano, policloruro de vinilo (PVC), baquelita, siliconas, resinas epoxi, y poliamidas. Se dice que sonpolímeros (del latín “poli = muchas” y “meros = partes”) porque están formados por largas cadenas demoléculas (monómeros) unidas entre sí que contienen en su estructura principalmente carbono e hidrógeno.Los polímeros pueden ser naturales o sintéticos.

Se debe distinguir entre los plásticos naturales que son biodegradables, es decir que se descomponen ensustancias simples como dióxido de carbono y agua por la acción de los microorganismos descomponedoresque se alimentan de ellos, y los meramente biodestructibles, constituidos por polímeros sintéticos, derivadosdel petróleo, e incluyen mezclas de almidón. En este caso, lo único que se degrada en el medio ambiente es sucomponente de almidón, pero el polímero sintético queda inalterable ya que los microorganismos no tienen lasenzimas necesarias para degradarlos. El crecimiento en la producción y en el consumo de plásticos, sumado asu durabilidad, se ha convertido en un serio problema para el medio ambiente.

Plásticos Biodegradables

En búsqueda de una solución a los problemas ambientales que originan los plásticos se han desarrolladoplásticos biodegradables a partir de materias primas renovables, derivadas de plantas y bacterias. Estosproductos no son sólo biodegradables, sino también compostables, lo cual significa que se descomponenbiológicamente por la acción de microorganismos y acaban volviendo a la tierra en forma de productos simplesque pueden ser reutilizados por los seres vivos, es decir que reingresan al ciclo de la materia.

Plásticos a partir de polímeros naturales de plantas

El almidón es un polímero natural. Se trata de un tipo de hidrato de carbono constituido por moléculas grandesque la planta sintetiza durante la fotosíntesis y le sirve como reserva de energía, puede ser procesado yconvertido en plástico, pero como es soluble en agua se ablanda y deforma cuando entra en contacto con lahumedad, limitando su uso para algunas aplicaciones. Esto puede ser solucionado modificando químicamenteel almidón que se extrae del maíz, trigo o papa. En presencia de microorganismos el almidón es transformadoen una molécula más pequeña (un monómero), el ácido láctico. Luego, el ácido láctico es tratado químicamente

de manera de formar cadenas o polímeros, los que se unen entre sí para formar un polímero llamado PLA(poliláctido). El PLA puede ser usado para fabricar macetas que se plantan directamente en la tierra y sedegradan con el tiempo, y pañales desechables. Se encuentra disponible en el mercado desde 1990 y algunaspreparaciones han demostrado ser muy buenas en medicina, en particular, en implantes, suturas y cápsulas deremedios, debido a la capacidad del PLA de disolverse al cabo de un tiempo.

Plásticos a partir de bacterias

En respuesta a situaciones de estrés nutricional, muchas bacterias almacenan compuestos que utilizan comofuente de carbón y energía, y que se denominan Polihidroxialcanoatos (PHA), que pueden ser procesados enplásticos biodegradables. Eso se debe a que muchos hongos y bacterias presentes en el ambiente (suelo, agua,aire) pueden utilizar esos polímeros como alimento. Además, estos bioplásticos presentan propiedades físicoquímicas similares a las de los polímeros utilizados comúnmente, ya que pueden ser moldeados, inyectados ylaminados.

Las bacterias pueden producir diferentes tipos de PHA, dependiendo del tipo y cantidad del sustrato (alimento)que se les proporcione. Ello es una gran ventaja, ya que permite a los científicos manipular la producción dePHA, dependiendo del uso que se le vaya a dar al plástico. Por ejemplo, se pueden producir plásticos rígidos omaleables, plásticos resistentes a temperaturas altas, ácidos o bases, plásticos cristalinos, impermeables aloxígeno, y hasta fibras plásticas para suturar heridas o tejidos internos.

Una forma de obtener estos bioplásticos es a partir de células de Azotobacter, para su fabricación se utilizamelaza de caña de azúcar, que resulta barato en relación con otras fuentes carbonadas, las bacterias se crecenen fermentadores. Cuando disminuye la cantidad de nitrógeno en los tanques de fermentación (situación deestrés), comienzan a acumular plástico como reserva dentro de su célula, de un modo análogo a como losmamíferos almacenan grasas o los vegetales, como la papa, guarda almidón. A los pocos días de fermentación,producen el equivalente al 80% de su peso seco en plástico (o polímero). Luego, se centrifugan y se rompenpara extraer el poliéster.

Plásticos a partir de plantas modificadas genéticamente (Biofactorías)

En ocasiones los costos de producción de bioplásticos en bacterias son altos debido a que los ingredientes querequieren las bacterias para nutrirse y producir los polímeros son caros. Los costos se elevan aún más al incluirel gasto de las instalaciones y el equipo necesarios para mantener los cultivos bacterianos, poniendo en marchadistintos proyectos de investigación en plantas, los genes de las bacterias que llevan la información para fabricarPHA se los transfirió a distintas plantas mediante técnicas de ingeniería genética. Estas plantas produciríanbioplásticos en grandes volúmenes, a partir de su propia fuente de nutrientes (como almidón y ácidos grasos),lo que reduciría significativamente los costos.

En este caso, se observó que la producción de bioplástico no afectó a las plantas en su crecimiento, ni en otrascaracterísticas o funciones (contenido de clorofila, presencia de flores, etcétera). Se realizaron ensayos en soja,canola, maíz, algodón, alfalfa y tabaco. Los resultados demuestran la posibilidad de producir PHA en plantas envolúmenes atractivos para la industria, sin requerir instalaciones especiales, y sin generar efectos nocivos en losvegetales. Se espera que, en el futuro, una misma planta de colza pueda producir plástico, alimento y aceite.

Desafortunadamente, la producción de bioplásticos, como el PHA y el PLA aún es más cara que la obtención delos plásticos convencionales y por eso no se ha generalizado su uso. Pero los bajos precios de los plásticostradicionales no reflejan su verdadero costo si se considera el impacto que tienen sobre el medio ambiente.

1. Comprensión de texto

a. ¿Cuál es la desventaja del empleo del petróleo para la producción de plásticos sintéticos?b. Explicar la siguiente frase del texto: “...los bajos precios de los plásticos tradicionales no reflejan suverdadero costo si se considera el impacto que tienen sobre el medio ambiente”.c. ¿A qué se denominan plásticos biodegradables? ¿Cuáles son los organismos que los originan de maneranatural en su organismo?d. ¿En qué se diferencian los polímeros biodegradables de los biodestructibles?e. El plástico producido a partir del almidón se ablanda y deforma en un medio húmedo. ¿En qué casosresulta útil aplicar este tipo de polímero?f. Explicar el proceso por el cual las bacterias de tipo Azotobacter fabrican bioplásticos.g. ¿Cuál es la desventaja de la producción de bioplásticos en bacterias?h. ¿Cuál es la fuente de energía que emplean las plantas? ¿Por qué representa una ventaja respecto de lafuente de energía que requieren las bacterias?i. Explicar el método de ingeniería genética empleado para producir plásticos de bacterias enplantas. ¿Qué ventajas tiene la aplicación de este método?

2. En esta actividad se presentan dos esquemas que representan los posibles destinos del plástico que sedesecha.Esquema 1

Esquema 2

Los esquemas fueron extraídos del sitiohttp://www.plastivida.com.ar/valorizacion.htm

a. Analizar en cada esquema, cuál es el destino del plástico en cada caso, cuál es la utilidad que se encuentra aestos desechos, y buscar más información de estos procesos y las etapas que involucran.b. Indicar si los plásticos a los que hacen referencia estos esquemas son polímeros naturales o sintéticos.Justificar la respuesta e indicar cuál es la diferencia entre estos tipos de materiales desde el punto de vista de

su estructura y de su destino en la naturaleza (si son biodegradables o biodestructibles).c. Explicar cuál es la importancia de realizar estos procesos de reciclaje para el cuidado del ambiente, yanalizar cuál sería el destino de los plásticos en caso de no utilizar estos métodos.d. Explicar por qué estos procesos no serían necesarios en caso de utilizar bioplásticos.

3. Una el plástico con su bacteria generadora.

Actividad 11. Mutaciones genéticas.

A. A partir de las explicaciones y de la presentación haga un resumen de que es y cómo se clasifican lasmutaciones.

B. A partir de las explicaciones coloque el nombre a las siguientes mutaciones.

C. Responda:Las figuras A y B representan células en metafase de dos individuos de la misma especie. El cariotipo dela figura A es normal. El que aparece en la figura B presenta una mutación cromosómica obtenida tras

un tratamiento con rayos X. Se trata de una translocación recíproca. ¿Qué cromosomas delcomplemento aparecen afectados por la mutación? Explica con un esquema, en qué consiste estamutación.

D. Sobre las siguientes imágenes determinar donde se presenta la mutación, proponga que clase es y elsexo del dueño del cariotipo:

E. Establezca diferencia entre las mutaciones que afect6an a las células sexuales y a las somáticas.F. Definir:

Delección. Acrocéntrico. Biodiversidad. Código genético. Cariotipo

Actividad 12. Alteraciones numéricas

A partir de la lectura “Enfermedades por alteraciones numéricas” que se encuentra en la página, escogerUna de las enfermedades, identificando las características, causas, síntomas. Organizar una explicación lo másdinámica posible para presentar a sus compañeras.

Ingrese a la siguiente página y averigüe las Enfermedades de los cromosomas.http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/4esobiologia/4quincena7/imagenes7/mapagenetico.swf.Elabore una lista de 10 enfermedades, averigüe, sus síntomas y características. Escoja una, pre4pare unasustentación creativa.Presente la exposición del tema escogido a sus compañeros.

EVOLUCIÓN

Actividad 13. Evolución.

A. Observe la película “Evolucion”, en las siguientes páginas:http://www.locopelis.com/pelicula/5426/evolucion.htmlhttp://www.cinetux.net/pelicula/ver-pelicula-evolucion-evolution-online/

B. Mediante dibujos, represente la secuencia como la película representa la aparición de los seres vivos.C. Que teoría cree que sustenta esta película, explique en un texto.D. Lea el génesis capítulo 1 y 2 del antiguo testamento.E. ¿Desde su punto de vista como aparecieron los seres en nuestra tierra? Explique y sustente sus respuestas.

Actividad 14. Teorías del origen.Hasta el momento actual la ciencia no ha sido capaz de dar una explicación sobre lo que es la vida, aparte deestudiar sus características y sus manifestaciones. Además de explicar lo que es la vida, ha habido otro problemaque ha preocupado al hombre desde siempre, y es el origen de la vida, ¿de dónde viene?, ¿cómo se ha formado?Las teorías que han tratado de explicar este origen dependen de los adelantos tecnológicos presentes en laépoca, además de aspectos culturales y religiosos. A continuación, se presentarán algunas de ellas:

La generación espontánea

Los primeros pensadores fueron los de la antigua Grecia, entre los que destaca Aristóteles, sostenía la ideasegún la cual los seres vivos provenían directamente del barro, del estiércol y de otras materias inertes sin sufrirningún tipo de proceso previo, simplemente aparecían. Aunque esta idea pueda parecer muy infantil semantuvo durante muchos siglos hasta el final de la Edad Media, podemos destacar los trabajos de algunos

Materiales próxima clase: 6 tubos de ensayo, un banano, un caldo de carne, 1 bolsita de gelatinasin sabor, fósforo, alcohol industrial, mecha para mechero, jabón para losa, toalla, esponjilla,marcador, corchos para tubo de ensayo.

pensadores como Van Helmont (1577-1644), que realizó muchos experimentos sobre aspectos tales como elorigen de los seres vivos, la alimentación de las plantas, etc.

En la edad Media también coexistía la teoría creacionista que determinaba que el universo y la tierra fueroncreados por un ser inteligente, una de estas ramas es el creacionismo religioso, en la cual existe una deidadtodopoderosa generadora de la vida: para los cristianos es Dios o Yahvé y para los islámicos es Qu-ran, para losancestros latinoamericanos según la cultura tomaba muchos nombres Ometecuhtli, los Maestros gigantes,Viracocha, Yuche, Chiminigagua rntre otros.

Fue a finales del s. XVII cuando comenzó a cuestionarse la idea de la generación espontánea, especialmente apartir de los trabajos de Francesco Redi (1626-1698), que ideó un experimento sencillo y concluyente queconsistió en meter trozos de carne en frascos cerrados, y otros en frascos abiertos, viendo que la carne de losfrascos cerrados no desarrollaba gusanos.

La fabricación del primer microscopio por Anton van Leeuwenhoek (1632-1723) permitió descubrir los"animáculos" o seres microscópicos, que fueron al final los que ayudaron a rechazar la idea de la generación

espontánea, gracias a los experimentosdemostró, por un lado, que los

microorganismos se encontraban por todaspartes y provocaban la descomposición de losalimentos y muchas enfermedades humanas, y

por otro lado demostró que la generaciónespontánea no existía; para ello realizó el

siguiente experimento:

Pasteur preparó una serie de matraces para queningún tipo de ser vivo pudiera entrar en su interior "...Yo pongo en un frasco de vidrio uno de los siguienteslíquidos, todos ellos muy alterables en contacto con el aire ordinario: agua de levadura de cerveza a la que seha añadido azúcar, orina, jugo de remolacha, agua de pimiento. A continuación, doblo el cuello del frasco, deforma que quede curvado en varias partes. Luego pongo a hervir el líquido durante varios minutos hasta queempieza a salir vapor por el extremo abierto; luego dejo enfriar el líquido. He de señalar que aún a pesar desorprender a todos los que se ocupan de los delicados experimentos relacionados con la llamada generaciónespontánea, el líquido del frasco permanece inalterado definitivamente..."

Copiemos el experimento de Spallanzani. Marcar los frascos con los números 1 a 2, divida la gelatina sin sabor exactamente en dos porciones. Aplique agua caliente a la gelatina en recipientes separados, mezcle hasta que se diluya sin dejar formar

grumos o espuma, en este punto aplicar a una porción el banano hecho puré.

A la otra porción aplicar la mitad del caldo de carne, mezclar hasta homogenizar. Aún caliente dividirla mezcla del banano en dos tubos de ensayo marcados con 1 y 2 respectivamente.

Repetir lo anterior, pero con el caldo de carne. Inmediatamente tapar los dos tubos marcados con el número 2 y taparlo con los corchos. Colocar todos los tubos en la gradilla y llevarlos a una parte del colegio donde deseen. Dejarlos allí por 5

minutos y volver a llevarlos al laboratorio Identificar las características de las sustancias crudas y cocinadas. Dejar los frascos en un lugar donde del sol, observar cada dos días y tomar fotografías durante 14 días. ¿Qué ocurre en cada caso? ¿Determine que teoría demuestra y por qué? Que otras conclusiones puede sacar.

EL ORIGEN QUÍMICO DE LA VIDAExpuesta por el ruso A. Oparin y el inglés Haldane en 1923. Según Oparin, la superficie terrestre estaba ocupadapor un mar caliente, rico en materias químicas y sometido a una gran carga energética, cuando la Tierra se formóhace unos 4.500 millones de años, era una inmensa bola incandescente en la que los distintos elementos secolocaron según su densidad, de forma que los más densos se hundieron hacia el interior de la Tierra y formaronel núcleo, y los más ligeros salieron hacia el exterior formando una capa gaseosa alrededor de la parte sólida, laprotoatmósfera, en la que había gases como el metano, el amoníaco y el vapor de agua.

Estos gases estaban sometidos a intensas radiaciones ultravioletas (UV) provenientes del Sol y a fuertesdescargas eléctricas que se daban en la propia atmósfera, como si fueran gigantescos relámpagos; por efectode estas energías esos gases sencillos empezaron a reaccionar entre sí dando lugar a moléculas cada vez máscomplejas; al mismo tiempo la Tierra empezó a enfriarse, y comenzó a llover de forma torrencial y estas lluviasarrastraron las moléculas de la atmósfera hacia los primitivos mares que se iban formando mares primitivos(CALDO NUTRITIVO o SOPA PRIMORDIAL), este calor hizo que las moléculas siguieran reaccionando entre sí,apareciendo nuevas moléculas cada vez más complejas. Algunas de esas moléculas se unieron constituyendounas asociaciones con forma de pequeñas esferas llamadas COACERVADOS, que todavía no eran células.

Este proceso continuó hasta que apareció una molécula que fue capaz de dejar copias de sí misma, es decir,algo parecido a reproducirse; esta molécula sería algo similar a un ÁCIDO NUCLEICO. Los coacervados que teníanel ácido nucleico empezaron a mantenerse en el medio aislándose para no reaccionar con otras moléculas, yfinalmente empezarían a intercambiar materia y energía con el medio, dando lugar a primitivas células.

Estas primeras células se extenderían por los mares, dando comienzo un proceso que aún sigue funcionandohoy en día, el proceso de EVOLUCIÓN BIOLÓGICA, responsable de que a partir de seres vivos más sencillos vayansurgiendo seres vivos cada vez más complejos, y que es la causa de la gran diversidad de seres vivos que hanpoblado y pueblan actualmente la Tierra, lo que hoy llamamos la BIODIVERSIDAD.

Los seres vivos que han existido y existen en la actualidad son muy diferentes en cuanto a complejidad, aspecto,modo de vida, etc., independientemente de cuál haya sido el origen de la vida; sin embargo, hay una serie derasgos que son comunes a TODOS los seres vivos, extinguidos o vivientes, aunque sean de diferentes ESPECIES;estos rasgos son:

todos los seres vivos están formados por la misma materia, a la que llamamos MATERIA ORGÁNICA todos los seres vivos realizan las mismas funciones, la nutrición, la relación y la reproducción, más o

menos igual todos los seres vivos están formados por una (SERES UNICELULARES) o varias células (SERES

PLURICELULARES).

Teoría de la panspermia.

Las "semillas" o la esencia de la vida prevalecen diseminadas por todo el universo y la vida comenzó en la Tierragracias a la llegada de tales semillas a nuestro planeta en meteoritos que se estrellaron en ella. Estas ideastienen su origen en algunas de las consideraciones del filósofo griego Anaxágoras. El astrónomo Sir Fred Hoyletambién apoyó la idea de la panspermia.

Existen evidencias de bacterias capaces de sobrevivir largos períodos de tiempo incluso en el espacio exterior,lo que apoyaría el mecanismo subyacente de este proceso. Otros han hallado bacterias en la atmósfera aaltitudes de más de 40 km donde, aunque no se espera que se produzcan mezclas con capas inferiores, puedenhaber llegado desde estas. Bacterias Streptococcus mitis que fueron llevadas a la Luna por accidente en laSurveyor 3 en 1967, pudieron ser revividas sin dificultad cuando llegaron de vuelta a la Tierra tres años después.Otra demostración de la panspermia es la extraña lluvia que cayó sobre la provincia de Kerala, India, entre julioy septiembre del año 2001, de color rojo, en algunos casos tenía el aspecto de la sangre, contenía célulasaparentemente sin ADN.

Godfrey Louis, ayudado por sus estudiantes, recolectaron muestras de dicha lluvia y concluyeron que las célulasprovinieron del espacio exterior a través de un cometa. A él se sumó Chandra Wickramasinghe, compañero deFred Hoyle y a quien apoyó en la teoría de la panspermia, el mismo afirma haber encontrado ADN en las célulasde dicha lluvia. Esto es negado por el microbiólogo Milton Wainwrigh, quien no halló rastros de ADN y queafirma que la lluvia roja provino de algas desde el suelo. Sin embargo, dicha hipótesis no es sustentable por lamasa de la lluvia, que se calcula en 50 toneladas.

Una posible consecuencia de la panspermia sería que la vida en todo el universo poseería una base bioquímicasimilar, a menos que hubiera más de una fuente original de vida.

Una objeción a la panspermia es que las bacterias no sobrevivirían a las altísimas temperaturas y las fuerzasinvolucradas en un impacto contra la Tierra, aunque no se ha llegado aún a posiciones concluyentes en estepunto (ni a favor ni en contra), pues se conocen algunas especies de bacterias extremófilas capaces de soportarcondiciones de radiación, temperatura y presión extremas que hacen pensar en que la vida pueda adquirirformas insospechadamente resistentes.

1. Indique cuales son las creencias de la formación de los seres en cinco culturas, explíquelas en su cuaderno2. ¿Cuál fue el objetivo de Redi con su experimento? Se cumplió o no, explique3. ¿Cuáles son las moléculas pilares, fundamentales para que exista y se haya desarrollado vida en la Tierra?

¿Qué átomos las componen? Cuáles fueron las condiciones necesarias para que se produjera la evoluciónquímica de la vida.

4. ¿Cuál sería la capacidad clave para que comenzara la evolución de la vida a partir de estas moléculasorgánicas?

5. De sus opiniones acerca de la teoría de la panspermia, sustente debidamente sus ideas.

Actividad 15. ¿Cómo aparecieron las células?

Averiguar cómo se formaron los primeros organismos, como apareció el proceso de la fotosíntesis, larespiración aerobia, las células procariotas y eucariotas y la evolución de las eucariotas.

Resuelva el siguiente taller.

Actividad 16. Teoría sobre el origen de la vida.

1. Escuchando las exposiciones complete el siguiente cuadro y llenarlo en el cuaderno.

Clase de teoría:

Autor Características.

2. Recorte el cuadro correspondiente, pegue el centro y con las tijeras corte por las líneas sólidas, debajo decada concepto defínalo.

Actividad 17. Laboratorio: ¿Cómo la naturaleza escoge?

Materiales:1 pliego de papel seda blanco.¼ de cartulina blanca¼ de cartulina gris¼ de cartulina roja.¼ de cartulina negra.

Tijeras.Bolsa negra.CompásCronómetro

1. Formar un equipo de cuatro compañeros. Recorte 25 círculos de cartulina de 4 cm de diámetro.2. Depositen los círculos en la bolsa negra. Cierren la bolsa y agítenla.3. Extiendan obre una superficie plana el pliego de seda blanca y vaciar sobre él todos los círculos,

permitiendo la distribución lo más homogéneamente posible.4. Solicite a un compañero del grupo que se coloque a un lado del papel blanco y en el momento que se

le indique recoja uno por uno, todos los círculos que pueda, durante 5 segundos. Tomar el tiempo conel cronómetro.

5. Contabilicen los círculos de acuerdo con el color correspondiente y escriban los resultados e la tabla.6. Repetir los pasos 4 y 5 cuatro veces. Registrar los resultados en la tabla.

Tabla de resultadosColor 5 segundos 10 segundos 15 segundos 20 segundosBlancaGrisRojaNegraNúmero decírculos

Averiguar sobre una de las siguientes teorías: fijismo, lamarkismo, neolamarkismo, darwinismo oneurodarwinismo. Representar estas teorías en un pliego de papel craf para sustentar ante sus compañeros.

7. Elaborar una gráfica de barras.8. Cuál es el color predominante en los círculos que se recogieron?9. Cuál es el color más escaso en los círculos que se recogieron?10. Varían los resultados a medida que e repita el ejercicio. Explique.11. A quién representa el compañero que recogió los círculos durante la situación?12. Según el animal asignado a cada color ¿Cuál es el más susceptible de extinguirse?13. Qué relación hay entre el laboratorio y los conceptos de la clase.14. Explique de que se trata la selección natural.

Actividad 18. Laboratorio: Evidencias dela evolución.1. Coloque debajo de cada gráfico la clase de evidencia correspondiente.2. En el cuaderno indique semejanzas o diferencias.

3. Relaciona cada ejemplo con cada una de las siguientes pruebas:Prueba biomolecuar a) La presencia de cola en los embriones de vertebrados

b) Uniformidad de las rutas metabólicas principales

Prueba embriológica c) Presencia de hendiduras branquiales en animales vertebrados terrestres

d) El establecimiento de la línea evolutiva del caballo

Prueba biogeográfica e) Las diferentes funciones de las extremidades de los vertebrados

f) Diferencias entre mamíferos actuales y marsupiales

Prueba palentológica g) Conservación de regiones del ADN con importantes funciones

h) El descubrimiento de formas intermedias como el Archaeopteryx

Prueba anatómica i) La misma función que realizan estructuras diferentes

j) Especies emparentadas en continentes diferentes como los monos

Actividad 19. Adaptaciones.De cada una de las siguientes clases de adaptaciones indique su definición y las adaptaciones que tienen cada

ser vivo.

1. Adaptaciones bioquímicas y fisiológicas.

2. Adaptaciones etológicas.

ADAPTACIONES MORFOLÓGICAS.

a. Estructurales

b. Coloraciones de advertencia.

c. Mimetismo.

d. Camuflaje.

2. Haga corresponder cada forma de adaptación con su definición correspondiente, relacionando lostérminos de ambas columnas.

Pico afilado y cortante para la caza de pequeños vertebrados

Pico largo para captura de pequeños vertebrados

Pico afilado para la alimentación de invertebrados en suelos fangosos.

Pico grande y fuerte para una dieta de pequeños animales

Pico corto y grueso para remover la tierra

Pico abombado y fuerte para una alimentación omnívora.

Pico ancho y plano para filtrar el agua

Pico muy fuerte y curvo para desgarrar la carne

Actividad 20.La evolución de las poblaciones.

El caso de la mariposa negra de Manchester, o sobre el lepidóptero Biston betulariaEscrito por: Valjean - viernes 9 de enero de 2009

Hoy os hablaré de un ejemplo muy citado en teoría evolutiva por constituir el mejor ejemplo de “evolución enacción”. A mí me interesa porque demuestra el enorme impacto que la acción del ser humano tiene no sólo enel medio ambiente, sino también en las especies animales. Yendo al grano, estoy hablando del caso de lamariposa negra de Manchester o, tal y como lo llamaría un biólogo, el caso del Biston betularia del orden de loslepidópteros.

La Betularia es una mariposa nocturna de color blanquecino con motas negras. Esta coloración, óptima paraconfundirse durante el día sobre la base de los líquenes grisáceos que cubren las ramas y árboles en los que seposa, le ayuda a pasar inadvertida por sus depredadores los pájaros. La pregunta es: ¿qué pasaría si, por culpade la contaminación de la industria pesada, la vegetación de una zona se cubriera de hollín negro? Pues que unamariposa blanca duraría menos que un caramelo en la puerta de un colegio. ¿Y de qué color debería ser lamariposa para no ser detectada por los pájaros? Correcto, de color negro como el hollín. Este fenómeno recibeel nombre de melanismo industrial, un “proceso observado en muchas especies de lepidópteros de zonasurbanas por el que las alas adquieren una tonalidad oscura”, según la Wikipedia, que añade que “en particular,el melanismo industrual de la Biston betularia ha sido muy importante en el desarrollo de la genética depoblaciones y de la evolución en general, considerándose uno de los mejores ejemplos de cambio por selecciónnatural”.

Los hechos. A mediados del s.XIX, en plena revolución industrial basada en la explotación del carbón, empezarona observarse cerca de Manchester, Inglaterra, variantes negras de la betularia. Lo fuerte del caso es que en sólo50 años… ¡representaban ya el 98% del total! Procesos parecidos han afectado a más de 200 especies delepidópteros sólo en el Reino Unido. En muchos de estos casos, ya existían ejemplares melánicos (es decir,oscuros) antes de la revolución industrial. Lo que pasaba es que esta mutación genética no triunfaba porque, aldestacar en exceso sobre la base grisácea de los árboles, las mariposas negras eran devorada por susdepredadores. Al cambiar el medio y ennegrecerse la vegetación que les daba cobijo por efecto de lacontaminación, las pocas mariposas mutadas a negro se vieron beneficiadas, porque ya no era indentificadas ysobrevivían, lo que les permitía reproducirse y extender su gen melánico. Por el contrario, las betularias máshabituales, blancas con motas negras, empezaron a cantar como almejas sobre el hollín y rápidamente fueronextinguiéndose. Apasionante, oye. Si alguien conoce más casos en los que la acción del hombre haya modificadola evolución de alguna especie animal, por favor, no dude en informarnos más abajo en comentarios, queinvestigaremos el tema. Y para que veáis que es de bien nacido el ser agradecido, muchas gracias a mi amigaClara por ponerme tras la pista de este tema.

1. Determine cuales fueron las razones del cambio en las mariposas de Manchester.2. Que tiene que ver la lectura con la selección natural.3. Cuales fueron las ventajas o desventajas para los seres del proceso?4. Emitan hipótesis que les permitan comprender el fenómeno ocurrido.5. ¿Qué diferencia tiene la adaptación a la acomodación?. Explique6. ¿Cuál es el efecto del ambiente en el cambio de las mariposas?

7. ¿Los cambios de las mariposas son positivos o negativos?. Explique8. Esta lectura con qué actividad anterior se puede coimparar?. Explique.9. Elabore una secuencia del proceso de cambio en este caso.10.

TAXONOMÍAActividad 21. Fuentes de variabilidad.

1. Observe la pelicula Skin que se encuentra en la página.2. Explique las razones por las cuales se presenta ese grado de variabilidad en la piel humana.3. Esacoja una clase de ser vivo que presente diferentes formas de variabilidad, determine las causas que

permitieron el cambio. Explique.4. Observe la siguientes caricaturas, explique:

a) A que clase de teoría se refiere.b) Cual es la crítica que hace el autor a los humanos.c) Cuales pueden ser las consecuiencias futuras si se mantiene esa actitud?

5. Cual cree que es el futuro de la evolución si el hombre ha generado cambios extremos en elambiente?. Sustentre su respuesta usando los temas vistos anteriormente.

Actividad 22. Que es una especie?.1. Observe las siguientes seres, elabore un cuadro donde se invente el nombre de ese ser vivo y los

posibles padres.

2. En la realidad pueden existir seres con esas características?. Cuales serían las razones por las cuales nose presentan esas formas de vida?,. Sustente adecuadamente su respuesta.

3. Que condiciones tienen las especies reales?.4. Que características facilita la continuación de una especie?

Actividad 23. La especiaciónEntonces, ¿qué son las especies y cómo se evolucionan las nuevas especies? A menudo se define la especiecomo un grupo de individuos que se reproducen o pueden reproducirse en la naturaleza.

1. Observe las siguientes fotografías

2. Determine las característica semejantes y diferentes entre ellos.3. ¿Son de la misma especie? Sustente su respuesta.4. Defina especie.

Puede parecer que la definición de especie es muy clara y definitiva, pero no es así: en la naturaleza haymuchos casos en los que es difícil aplicar esta definición. Por ejemplo, muchas bacterias se reproducen

principalmente de forma asexual por bipartición. La definición de especie como un grupo de individuoscapaces de reproducirse entre sí no es fácil de aplicar a organismos que se reproducen única oprincipalmente de manera asexual. Además, muchas plantas y algunos animales forman híbridos en lanaturaleza. Las cornejas cenicientas y las cornejas negras tienen un aspecto diferente y se aparean dentrode sus propios grupos en gran medida, pero en algunas regiones hibridan. ¿Deberían considerarse la mismaespecie o especies independientes?

La apariencia no lo es todo.

Los organismos pueden parecer iguales, pero serespecies diferentes. Por ejemplo, los turpialesgorjeadores (Sturnella neglecta) y los turpialesorientales (Sturnella magna) parecen casi idénticosentre sí, pero no se reproducen entre ellos; por lotanto, son especies independientes según estadefinición.

Los organismos pueden diferentes y aun así ser de la misma especie. Por ejemplo, almirar estas dos hormigas se podría pensar que son especies con un parentesco lejano,pero, en realidad, son hermanas: son dos hormigas de la especie Pheidole barbataquedesempeñan tareas diferentes en la misma colonia.

Qué se hace con los organismos asexuales y con los organismos que hibridanentre sí ocasionalmente. Además, plantea otras dificultades: ¿Qué significaque «pueden reproducirse entre ellas»? Si una población de ranas estuvieradividida por una autopista, que impidiese que los dos grupos de ranas sereprodujesen entre ellos, ¿deberíamos designarlos especies diferentes?Probablemente no, pero, ¿qué distancia tiene que separarlos para que fijemosel límite?

La especiación es un suceso de formación de linajes que produce dos omás especies diferentes. Imagina que estás mirando la punta del árbolde la vida que forma una especie de mosca de la fruta. Si vas hacia abajoen la filogenia hasta donde la ramita de la mosca de la fruta se conectacon el resto del árbol, ese punto de ramificación, y todos los demáspuntos de ramificación del árbol, es un suceso de especiación. En esepunto los cambios genéticos produjeron dos linajes diferentes demoscas de la fruta, donde anteriormente había sólo un linaje.

5. Plantee una hipótesis de ¿por qué y cómo sucedió?6. ¿Qué ventajas o desventajas le trajo al ambiente la especiación?7. ¿Se presenta en la especiación en estos momentos? Cuáles serían los factores que generarían este

proceso.

8. Ahora observe este siguiente cuadro, elabore un texto donde exponga el proceso. ¿Compare con suhipótesis, es falsas o verdadera? Sustente sus ideas.

Clases de especiación.

GEOGRAFICA.Los tipos de especiación se clasifican normalmente de acuerdo a cuánto contribuye la separación geográficade las especies incipientes a la disminución del flujo génico. En el siguiente cuadro se comparan algunos de estostipos de especiación.

9. Explique en el cuaderno cada una de las clases de especiación y sus características.10. Observe los siguientes dibujos y clasifique según los tipos de especiación.

REPRODUCTIVO.La especiación requiere que las dos especies incipientes sean incapaces de producir descendencia viablejuntas o que eviten aparearse con miembros del otro grupo. Por eso la mayoría de las especies presentamecanismos que pueden separan a dos especies incipientes desde el ppunbto de vista reproductivo. Estabarreras pueden ser Precigóticas o poscigóticas.

Aislamiento precigótico.

Aislamiento por habitat. Dos especies viven en la misma área pero en habitat diferentes. Aislamiento de comportamiento. Machos y hembras de especies cercanas no se atraen por tener

diferentes comportamientos de cortejo, que solo son llamativos para hembras de su especie. Aislamiento temporal. Dos especies muy relacionadas se pueden reproducir a diferentes horas,

estaciones, periodois del año. Aislamiento mecanico. Cuando sus estructuras anatómicas reproductoras no son compatibles. Aislamiento genético. Cuando entre dos especies cercanas hay copulación peroi no se forma el cigoto por

diferencias entregameto, falla en el reconocimiento de los mismo o condiciones adversa para las célulasdel macho.

Aislamiento poscigótico.Ocurrre cuando hay oportunidad de formar el cigoto pero encuentra barrerasen el desarrollo del embrión(invariabilidad híbrida). En el caso de desarrollarse se froma un individuo hibrido, pero los mecanismos deaislamiento producen un ser infértil (Esterilidad hibrida).

11. Qué es precigótica y postcigótica.12. Represente gráficamente cada uno de los aislamientos reproductivos.13. Elabore un mapa de ideas que resuma la lectura.

Traer recortes de 15 seres vivos para la próxima clase papel craf, pegante, marcadores

Actividad 24. Clasificando.1. Responda las preguntas:2. Haga una lista de los seres vivos que conoce de su ciudad.3. ¿Por qué hay tanto organismos en esta zona?4. Salga al patio, busque el ser vivo diferente a los humanos que le llame la atención, dibújelo y descríbalo

detalladamente, indique si es una especie o no. Explique.5. Tome las hojas de papel craf, únalas. Tome todos los recortes de los seres de su grupo y organícelos,

clasificándolos teniendo en cuenta los criterios que consideren necesarios. Cada ser vivo debe terminaren una clasificación individual, péguelos al papel craf formando un árbol y complete con los criterios.Presente su clasificación ante en grupo.

6. ¿Qué relación tiene la evolución con la clasificación?7. Por qué es importante la clasificación de los seres?. Sustente su respuesta.

Actividad 25. Categorías taxonómicas.Los taxones o grupos en que se clasifican los seres vivos se estructuran en una jerarquía de inclusión, en la queun grupo abarca a otros menores y está, a su vez, subordinado a uno mayor. A los grupos se les asigna un rangotaxonómico o categoría taxonómica que acompaña al nombre propio del grupo. Algunos ejemplos conocidosson: género Homo, familia Canidae (cánidos), ordenPrimates, clase Mammalia (mamíferos), reino Fungi(hongos).

Las categorías taxonómicas fundamentales se denominan, empezando por la mas sencilla:

1. Defina cada una de las categorías taxonomicas.2. ¿Cómo son estas especies iguales y diferentes? Utilice el diagrama de Venn a continuación.

3. Describa los cinco reinos y sus características

4. A partir de las presentaciones determinar las características de cada reino.5. Usando el siguiente cladograma de las relaciones evolutivas de siete especies vertebradas; responder

las preguntas.

Se puede afirmar que:

El pelo es una estructura análoga entre la zarigüeya y el mono arañaEl amnios separa evolutivamente al topo marsupial y al topo europeo

El marsupio es una estructura homóloga para la zarigüeya y el topo marsupialEl brazo adaptado para cavar es una característica que heredaron los topos marsupiales y los toposeuropeos de un mismo ancestro.

La extremidad anterior aves y murciélagos es considerada una estructura homóloga porque

A. cada linaje evolucionó por separado la extremidad anterior.B. el vuelo de las aves es más eficiente que el de los murciélagosC. las alas fueron heredadas de un mismo ancestro de ambos linajesD. la extremidad fue heredada de un mismo ancestro, lo que se evidencia en la secuencia de huesos.

El aspecto similar de la extremidad anterior y del cuerpo en general del topo marsupial y el topo europeo sepuede explicar por

E. la adaptación a modos de vida similares.F. la herencia desde un mismo ancestro de la mano apta para cavar.G. la adquisición de estructuras homólogas en ambos grupos.H. la adaptación a ambientes diferentes.

6. A partir de la clave dicotómica de la izquierda, determine cuál es el animal de la derecha

1) Tengo plumas pero no nado ________2) No tengo plumas pero tengo piernas______3) Tengo plumas y nado _________4) No tengo plumas ni piernas _________5) pongo huevos ________________________6) Tengo un ciclo de vida embroyonic _________7) Soy de la Clase Reptilia ____________8) Soy de sangre caliente ________________9) Soy de sangre fría _________________10) Estoy en la clase Aves ______________

6. Coloque en los espacios correspondiente las categorías indicadas para cada ser.

K=P=

K=P=

K=P=

K=P=

K=P=

K=P=

K=P=

D=Type=

K=K=P=

K=P=C=

K=P=

DINÁMICA DE POBLACIONESActividad 26. GENERALIDADES.

Una población biológica se define como un conjunto de organismos (individuos) de la misma especie; estosignifica que comparten propiedades biológicas que ocasionan una alta cohesión reproductiva y ecológica delgrupo.

¿POR QUÉ ESTUDIAR LAS POBLACIONES?§Seguimiento de especies en peligro de extinción.§Seguimiento de la salud ambiental.§Seguimiento de cambios en un área a lo largo del tiempo.§Toma de decisiones políticas sensatas.§Estimación de la demanda de recursos naturales.

Cada organismo de una población nace, se nutre, crece y muere, pero el genotipo poblacional que es lasumatoria de los genotipos individuales de la población, es el que produce fenotipos poblacionales. Estosfenotipos están relacionados con factores como: medio ambiente; las simbiosis intraespecíficas einterespecíficas, los índices de natalidad, de crecimiento y de mortalidad así como con los patrones de dispersióny de migración, en el área determinada de hábitat y del nicho, a través del tiempo. Los anteriores factores, juntocon otros, son los que determinan la dinámica de las poblaciones.

El tamaño de una población se mantiene en equilibriop, oscilando más o menos estable en torno a un valormedio, cuando no hay factortes externos que las modifiquen.

LAS PROPIEDADES DINÁMICAS DE LA POBLACIÓN

Cada población posee unas características o propiedades que la diferencian de otras. Entre éstas están: ladensidad, los índices de natalidad y de mortalidad, la proporción de edades, las curvas de supervivencia y laspirámides de edad. Estos atributos son relativamente fáciles de medir en poblaciones de un laboratorio bajocondiciones controladas.

Densidad de población

Es el número de individuos que constituyen la población en relación con alguna unidad de espacio; por ejemplo,tres leones por kilómetro cuadrado. Cuando una población no está regulada eficazmente por la serie de factoresexternos correspondientes, puede transformarse en plaga. Sin embargo, por lo común existe un equilibrio delas poblaciones naturales, en el cual juegan un papel decisivo los depredadores. A mayor densidad de población,mayor será la mortalidad ocasionada por los depredadores.

Medir la densidad de una población puede tener dificultades ya que:• Los organismos no siempre ocupan todo el área o el volumen.• Los individuos pueden presentar diferentes modos de “dispersión” o distribución en el espacio, es decir,pueden distribuirse uniformemente en forma aleatoria o al azar y de manera agregada, que es la forma mascomún. Por ejemplo, la población humana se distribuye en forma agregada según los comportamientos sociales,la economía y la geografía.

Densidad = ú úLa manera de distribuirse los organismos de una población nos indica en cuál de los tres patrones generales dedistribución se encuadran dentro del espacio en que habitan. Estos tres patrones de distribución son:a) Distribución al azar o aleatoria: cada lugar del espacio tiene la misma probabilidad de ser ocupado por unorganismo de la población o por otro. Es decir, la presencia de un individuo en un punto determinado noafecta la de otro en las inmediaciones.b) Distribución uniforme, regular u homogénea: los organismos se ubican en el espacio a distancias regulares osemejantes entre sí. Para que una población se distribuya uniformemente, el ambiente debe ser homogéneo ocontinuo, y la relación entre los individuos, negativa. Esto último revela una tendencia de los organismos aevitar permanecer juntos. Al estar muy cerca ven disminuida su sobrevivencia.c) Distribución agregada: los organismos forman grupos. Puede ocurrir cuando las características del medioson heterogéneas o discontinuas; es decir, sólo en ciertos lugares se encuentran las condiciones óptimas paralos organismos o, como suele pasar, la presencia de un organismo en un lugar atrae a otros, pues resultabeneficioso para ellos.

El tamaño de las poblaciones varía con relación al tiempo, normalmente puede presentar de un ingreso denuevos individuos como consecuencia de nacimientos e inmigraciones. En un censo hecho de una población degarzas, se encontraron en el año 1999, 1000 individuos: 10 años más tarde se encontraron 500 individuos.Matemáticamente se calcula la tasa por medio de una división.

r = ∆∆Donde r= cambio de la densidad o de crecimiento.∆= cambio en el número de individuos.∆t =cambio en el tiempoO sea: r = ñ

r =r = -50 garzas/año Lo que indica que la tasa de crecimiento fue negativa.

1. NATALIDAD.Es la producción de nuevos organismos por nacimiento, germinación, fisión o cualquier otro proceso, que haceque el número de individuos de la población se incremente. La natalidad puede ser absoluta o máxima y real oecológica.

La natalidad absoluta o máxima es la que casi nunca se alcanza, porque la producción máxima de los individuoses teórica, solo se podría lograr en condiciones ideales del ambiente, esto es, en ausencia de factores ecológicoslimitativos, como la escasez de los elementos nutricionales y del espacio para desarrollarse, limitándose lareproducción solo a factores fisiológicos. La natalidad real o ecológica o solamente natalidad se refiere a laproducción de nuevos individuos de la población en condiciones ambientales normales.

La natalidad puede medirse y expresarse como el número de individuos producidos en una población, conrelación al tiempo y se expresa:

3. MORTALIDAD:

Determina el decrecimiento de la población, desde la mortalidad, se hace necesario diferenciar los conceptosde longevidad fisiológica y ecológica.· Longevidad fisiológica: Edad promedio en la cual mueren los organismos por envejecimiento de suscuerpos.· Longevidad ecológica: Edad promedio en la cual muere un organismo al verse afectado por el ambiente.Una especie de tortuga tiene una longevidad fisiológica de 47 años, pero habita en un ecosistema con muchosdepredadores, lo cual provoca que su longevidad ecológica sea de 28 años.

Curvas de supervivencia.

La supervivencia es el porcentaje de individuos que viven en iversas edades, depende de las presionesambientales, si no exitieran los factores limitantes, se esperarían una supervivencia del 100% dentro de sumáxima duración de vida.

Las curvas de supervivencia son de tres tipos:a) Curvas convexas: La mayor parte de los individuos tienen una duración de vida aproximadamente igual

y muere generalmente en un intervalo de tiempo corto, es el caso de la mosca de la fruta, el hombre ylos mamíferos.

b) Una recta: En esta el índice de mortalidad es constante a lo largo de todo el periodo de vida, como s elcaso de la hidra de agua dulce.

c) Curvas cóncavas: Es característica de los individuos con una elevada mortalidad en fases juveniles. Estacurva baja rápidamente al principio en tanto el desarrollo de los seres para que tengan la edad suficientepara sobrevivir.

Mediante estas curvas, el ecólogo puede conocer la edad en la cual una especie puede ser más vulnerable loque permite aplicar, por ejemplo, medidas de control en la lucha contra los insectos que causan daño a laagricultura.1. Definir que es cohesión reproductiva y cohesión biológica.2. Imagínese un lago con poblaciones en equilibrio, Elabore un dibujo de las poblaciones presentes.3. indique y explique cuáles serían 5 factores externos que modificarían el equilibrio poblacional.4. Recorte y clasifique los patrones de distribución del anexo.5. Proponga y sustente su respuesta sobre cuáles son los factores que pueden afectar la densidad de

poblaciones.6. Recorte, pegue y halle la tasa de natalidad de la gráfica del anexo.7. Resolver los siguientes ejercicios.

En el año 2001 hubo 403.859 nacimientos y 358.856 defunciones. Sabiendo que la población es de 40.265.104habitantes, calcula:

a) Las tasas de natalidad y de mortalidad.b) El incremento natural (vegetativo) de la población y la tasa de incremento natural (en %).

En el año 2001 en Cali hubo 6.934 nacimientos y 11.868 fallecimientos. Sabiendo que la tasa de natalidad es del6,59%, calcular:a)El nº de habitantes de Asturias en ese año.b)La tasa de mortalidad.c)La tasa de crecimiento natural de la población en ese año (Se expresa en %).

-Observe la siguiente gráfica de la evolución de la poblaciónmundial y conteste:a)¿Cuándo se alcanzaron los 1.000 millones de personas?¿Cuántos años se tardó en duplicar esa cifra? b)¿Cuándoempezó el crecimiento exponencial de la población humana?¿A qué se debe?c)¿Qué población tendrá la Tierra en el 2.050? ¿Podrá seguircreciendo la población humana a este ritmo de formaindefinida? ¿Qué puede pasar en el futuro?

COMPORTAMIENTO DE LAS SUSTANCIAS.Actividad 27. MEDICIONES.

Medición.Es comparar dos objetos de la misma naturaleza, uno de los cuales es elegido como unidad patrón para vercuantas veces está contenido en el otro que se quiere medir; ejemplo si se quiere medir el largo de una salaes posible utilizar el lápiz o la cuarta de la mano como instrumento de medición y contabilizar cuantas de estasunidades contiene el largo de la sala.

Magnitud física.Es la propiedad de la materia de ser susceptible a medición, esto significa que es posible cuantificar la materia,las magnitudes fundamentales son todas aquellas magnitudes físicas que quedan completamente definidascon solo una unidad de medida y ésta no se constituye por medio del producto y/o cociente entre otrasunidades. Por otro lado las magnitudes derivadas son todas aquellas magnitudes físicas que se definen enfunción de las fundamentales a través del producto y/o el cociente.

1. Clasifique las siguientes magnitudes en fundamentales o derivadas:2. Longitud, Temperatura, Volumen, Superficie, Densidad, Velocidad, Tiempo.3. Defina cada una de ellas y trate de indicar las unidades de medida.

Sistemas de unidades de medidaSe refiere a un conjunto de unidades fundamentales elegidas en acuerdos internacionales entre científicoscon el fin de establecer una buena comunicación en lo que a medidas se refiere. Existen distintos sistemas deunidades de los cuales los más utilizados se indican a continuación:

Sistema internacional (SI)Considerar 7 unidades fundamentales, estas son:

Unidades del SI derivadas.A continuación, se presenta una tabla de unidades que se derivan de las unidades básicas.

|

Otros sistemas

Los sistemas CGS y MKS, no presentan unidades fundamentales para medir fuerza, esto no quiere decir queno sea posible medir este tipo de magnitud, lo que ocurre es que las unidades de medida son derivadas, parael sistema CGS es la Dina (d) y para MKS la unidad es el Newton (N).

Múltiplos y sub. Múltiplos

Algunas investigaciones científicas pueden obtener unidades muy grandes o muy pequeñas, lo que traeconsigo escribir cantidades con muchos ceros o en forma de potencias de base 10. Sin embargo, también serecurre a múltiplos y submúltiplos de la unidad requerida, esto se logra colocando un prefijo antes de ella. Latabla proporciona los prefijos permitidos en el sistema SI.

Existen unas equivalencias entre las medidas, en el siguiente cuadro se presentan las siguientes:

Conversión de unidades.En Física es común encontrar medidas que se expresan en unidades diferentes, complicando el manejo de losdatos, lo que obliga a uniformar dichas magnitudes mediante el proceso de transformación de unidades demedida de un sistema a otro. Se explicará a través de factores de conversión, que es una fracción que permiteexpresar una medida en diferentes formas. Ejemplo, cada factor se puede presentar de dos formas:

4. Busque las equivalencias de las unidades de tiempo y fuerza.5. Solucione los siguientes ejercicios. 1520 (mm) a (dm) 748,6 (pie) a (m) 0,0154 (m) a (pulg) 26 a

25291 a

O Se usa cualquiera de las dos formas según la necesidaddel ejercicio.

Actividad 28. Leyes de los gases.1. ¿Que es un gas?2. ¿Cuáles son las propiedades de los gases? ¿Cómo se comportan lo gases ante la temperatura y presión en

un envase vacío? Explique.

Materiales:Una botella desocupada.Papel periódico.Metro.Alcohol industrial.Mecha para mechero.Fósforo.Botella con hielo.MecheroProcedimiento 1.Hagaun tapón ajustado con el periódico y tape la botella.Presione con diferentes niveles de fuerza la botella. Que ocurre?. Mida la distancia en que cae el tapón.Elabore una gráfica donde relacione la presión vs la ditancia, Elabore las conclusiones.¿Qué pasa con el volumen del gas dentro de la botella? ¿Cuál es la relación volumen-presión?

Procedimiento 2.Repita el mismo procedimiento, pero colocando la botella dentro de una olla con agua caliente.Vaya midiendo la temperatura del agua, tome lo que ocurre cada 10 grados centígrados.Determine cuáles son las variables y cuáles las constantes.Elabore una gráfica donde relacione la presión vs la temperatura, Elabore las conclusiones.¿Que pasa con el volumen del gas dentro de la botella? ¿Cuál es la relación volumen-presión -temperatura?

Procedimiento 3.Realice el procedimiento anterior, pero en agua con hielo.Haga las mismas relaciones.

Lea acerca de las leyes de Charles, Boyle Martiotte y Gay Lussac de los gases, relacione estos temas con elexperimento.

Actividad 29. Leyes combinadas.Ley combinada de los gases.

El volumen ocupado por una masa gaseosa, es inversamente proporcional a las presiones y directamenteproporcional a las temperaturas absolutas que soportan.De acuerdo con el enunciado, se puede establecer la siguiente expresión matemática:

V1 . P1 = V2 . P2T1 T2

Una masa gaseosa ocupa u volumen de 2,5 litros a 12 °C y 2 atm de presión. ¿Cuál es el volumen del gas si latemperatura aumenta a 38°C y la presión se incrementa hasta 2,5 atm?

Primer paso: identificar los datos que brinda el enunciado.

V1= 2,5 L

T1= 12 °CP1= 2 atmT2= 38 °CP2= 2,5 atm

Segundo paso: Conocer la incognita.V2= ?

Tercer paso: Despejar V2 de la expresión V1 . P1 = V2 . P2 , quedando así:T1 T2

V2= V1 . P1 . T2T1 . P2

Cuarto paso: Transformar las unidades de temperatura (°C) a Kelvin.

T1: K= °C + 273 T2: K= °C + 273K= 12 + 273= 285 K K= 38 + 273= 311 K

· Quinto Paso: Sustituir los datos en la expresión y efectuar los calculos matemáticos.V2= 2,5 L . 2 atm . 311 K

285 K . 2,5 atmSe cancelan las unidades de presión y temperatura (atm y K), se obtiene el resultado.

V2= 2,18 L

Ley de Dalton o de Presiones parciales.

Cuando se colocan en un recipiente varios gases que no reaccionan entre sí, las partículas de cada gas chocancontra las paredes del recipiente, independientemente de la presencia de los otros gases.

Esta ley dice: “la presión total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los gasesque la componen”

La mayoría de los gases son insolubles al agua, por lo que en el laboratorio se obtienen fácilmente con el métodode desplazamiento del agua. Por tanto, para calcular la presión del gas seco, es necesario conocer la presión delvapor de agua a esa temperatura.

Ecuación de estado de los gases.

Las leyes parciales analizada precedentemente pueden combinarse y obtener una ley o ecuación querelaciones todas las variables al mismo tiempo.Según esta ecuación o ley general

Esto significa que, si tenemos una cantidad fija de gas y sobre la misma variamos las condiciones de presión (P),volumen (V) o temperatura (T) el resultado de aplicar esta fórmula con diferentes valores, será una constante.Veamos un ejemplo, para aclarar:

Supongamos que tenemos una cierta cantidad fija de un gas (n 1 ), que está a una presión (P 1 ), ocupando unvolumen (V 1 ) a una temperatura (T 1 ).

Estas variables se relacionan entre sí cumpliendo con la siguiente ecuación:

Donde R es una constante universal conocida ya que se puede determinar en forma experimental.

La misma fórmula nos permite calcular el volumen molar de un gas (n) :

A modo de experimento, a la misma cantidad fija de gas (n 1 ) le cambiamos el valor a alguna de las variablestendremos entonces una nueva presión (P 2 ), un nuevo volumen (V 2 ) y una nueva temperatura (T 2 ).

Como ya conocemos le ecuación general colocamos en ella los valores de cada variable:

Según la condición inicial:

Según la condición final:

Vemos que en ambas condiciones la cantidad de gas (n 1 ) es la misma y que la constante R tampoco varía.

Entonces, despejamos n 1 R en ambas ecuaciones:

Marcamos con rojo n 1 R para señalar que ambos resultados deben ser iguales entre sí, por lo tanto:

A presión de 17 atm, 34 L de un gas a temperatura constante experimenta un cambio ocupando un volumende 15 L ¿Cuál será la presión que ejerce?

Solución:

Primero analicemos los datos:Tenemos presión (P 1 ) = 17 atmTenemos volumen (V 1 ) = 34 LTenemos volumen (V 2 ) = 15 L

Claramente estamos relacionando presión (P) con volumen (V) a temperatura constante, por lo tanto sabemosque debemos aplicar la Ley de Boyle y su ecuación (presión y volumen son inversamente proporcionales):

Reemplazamos con los valores conocidos

Colocamos a la izquierda de la ecuación el miembro que tiene la incógnita (P 2 ) y luego la despejamos:

Respuesta:

Para que el volumen baje hasta los 15 L, la nueva presión será de 38,53 atmósferas.

Ley de Avogadro.

Esta ley relaciona la cantidad de gas (n, en moles) con su volumen en litros (L), considerando que la presión yla temperatura permanecen constantes. El enunciado de la ley dice que:

El volumen de un gas es directamente proporcional a la cantidad del mismo.

Esto significa que: Si aumentamos la cantidad de gas, aumentará el volumen del mismo. Si disminuimos lacantidad de gas, disminuirá el volumen del mismo.

Esto tan simple, podemos expresarlo en términos matemáticos con la siguiente fórmula:

que se traduce en que si dividimos el volumen de un gas por el número de moles que lo conformanobtendremos un valor constante.

Esto debido a que si ponemos más moles (cantidad de moléculas) de un gas en un recipiente tendremos,obviamente, más gas (más volumen), así de simple.

Esto se expresa en la ecuación

, simplificada es

Veamos un ejemplo práctico y sencillo:

Tenemos 3,50 L de un gas que, sabemos, corresponde a 0,875 mol. Inyectamos gas al recipiente hasta llegar a1,40 mol, ¿cuál será el nuevo volumen del gas? (la temperatura y la presión las mantenemos constantes).

Solución:

Aplicamos la ecuación de la ley de Avogadro:

y reemplazamos los valores correspondientes:

resolvemos la ecuación, multiplicando en forma cruzada:

Ahora, despejamos V 2 , para ello, pasamos completo a la izquierda el miembro con la incógnita (V 2 ), yhacemos:

Respuesta:

El nuevo volumen (V2 ), ya que aumentamos los moles hasta 1,40 (n 2 ), es ahora 5,6 L

Actividad 30. Soluciones químicas.

Las soluciones son sistemas homogéneos formados básicamente por dos componentes. Solvente y Soluto. Elsegundo se encuentra en menor proporción. La masa total de la solución es la suma de la masa de soluto masla masa de solvente.

Las soluciones químicas pueden tener cualquier estado físico. Las más comunes son las líquidas, en donde elsoluto es un sólido agregado al solvente líquido. Generalmente agua en la mayoría de los ejemplos. Tambiénhay soluciones gaseosas, o de gases en líquidos, como el oxígeno en agua. Las aleaciones son un ejemplo desoluciones de sólidos en sólidos.

La capacidad que tiene un soluto de disolverse en un solvente depende mucho de la temperatura y de laspropiedades químicas de ambos. Por ejemplo, los solventes polares como el agua y el alcohol, estánpreparados para disolver a solutos iónicos como la mayoría de los compuestos inorgánicos, sales, óxidos,hidróxidos. Pero no disolverán a sustancias como el aceite. Pero este si podrá disolverse en otros solventescomo los solventes orgánicos no polares

1. Determine si es solución o no colocando S o N en el paréntesis.

a- Alcohol con gotas de tinta roja ( )b- Limpia vidrios ( )c- Cemento con arena ( )d- Gaseosa ( )

e- Aceite y aceite ( )f- Agua salada ( )g- Mercurio ( )h- Sancocho ( )

7 vasos de compota, 3 goteros, probeta, muestra de sustancia proporcionada por la docente,sharpie, sal, termómetro.

Elaborar un modelo del agua donde explique la estructura química, la polaridad de lamolécula, otras propiedades del agua. Trabajo para sustentar.

i- Champú ( ) j- Varsol y tiner ( )2. Cuál es el soluto y el solvente de las anteriores soluciones.

Clases de soluciones.

A. Según su estado físico.

B. De acuerdo a la solubilidad.Tipo de solución Características

InsaturadasCuando contienen una pequeña cantidad de soluto, con respecto a lacantidad de solvente presente. Ejemplo: Si solamente disolvemos 8 g de X en100 mL de agua, la solución es insaturada porque no hemos llegado a lacantidad máxima de soluto que podemos disolver.

Saturada

Son aquellas en las que no se puede seguir adicionando más soluto, pues elsolvente ya no lo puede disolver. Si la temperatura aumenta, la capacidadpara admitir más soluto aumenta. El soluto y el solvente se encuentran enequilibrio a una temperatura determinada-

Sobresaturada

Son aquellas en las que se ha añadido más soluto del que puede ser disueltoen el solvente, por tal motivo, se observa que una parte del soluto va al fondodel recipiente. La capacidad de disolver el soluto en exceso aumenta con latemperatura: si calentamos la solución, es posible disolver todo el soluto yluego se dejan enfriar. Estas soluciones son inestables.

3. Determine la diferencia entre las clases de soluciones según el estado físico.PROCEDIMIENTO 1.Marque los vasos del 1 al 5. Llenelos con la misma cantidad de agua.Tome la solución entregada y con el gotero apliquele 100 gotas al primer vaso. Mezclar.Del primer vaso tomar 100 gotas y pasarlas al segundo vaso.Repetir el procedimiento hasta llegar al 5 vaso.Determinar que ocurre.

Que pasa con la concentración de la solución.

PROCEDIMIENTO 2.Marque los vasos del 1 al 2. Coloque la misma cantidad de agua pero en el 2 debe tener una temperatura de50oC.

Aplique al mismo tiempo cucharadas de sal en los dos vasos y mezcle, obseve que no se forme el precipitadoen el fondo.Siga aplicando sal al mismo tiempo en los dos vasos hasta que se forme el precipitado. Compare las cantidadesde soluto utilizadas. Saque conclusiones.4. Indique cuales factores modifican las soluciones. Presente sus opiniones mediante un experimento.

Actividad 31. Como se miden las soluciones.En las soluciones es importante fuera de los componentes reconocer lass proporciones entre soluto ysolvente. Existen dos formas de expresar la concentración, por unidades físicas y unidades químicas.

Unidades físicas.

Son aquellas cuyo valor no depende de la naturaleza de las sustancias, estas son: porcentaje peso a peso(%P/P), peso a volúmen y volúmen a volúmen.

Porcentaje en masa.

Es la cantidad en gramos de soluto por cada 100 gramos de solución. Ej: Una solución 12% m/m tiene 12gramos de soluto en 100 gramos de solución.

Como formula, podemos expresar esta relación así:

% de masa = ( )( ) ó . 100 Porcentaje en volumen.

Es la cantidad de mililitros o centímetros cúbicos que hay en 100 mililitros o centímetros cúbicos de solución.Ej: Una solución 16% v/v tiene 16 ml de soluto por 100 ml de solución. La fórmula es:

%en volumen de soluto= ú ( )( ) ó . 100 Porcentaje masa-volumen.

Es la cantidad en gramos de soluto por cada 100 ml de solución. Aquí como se observa se combina el volumeny la masa. Ej: Una solución que es 8% m/v tiene 8 gramos de soluto en 100 ml de solución.

%(m/v)= ( )ú ó . 100

Unidades químicas.La concentración de una solución también puede expresarse en unidades que dependen de la naturaleza delas sustancias involucradas en la solución, son la molalidad, la molaridad, la normalidad y la fracción molar.

Molaridad.Es la cantidad de moles de soluto por cada litro de solución. Como fórmula:

M = óEl primer paso para hallar la molaridad de una solución es determinar el número de moles de la misma.

Un mol es la cantidad de materia presente en 6,03 X 1023partículasm ya sean moléculas atomos o iones paralo cual se emplea la reacción:

n = Donde n es el número de moles y w es la masa molecular.

Ejemplo: Cual es la molaridad de una solución si 500 mL contienen 4 g de NaOH?.

Convertir los 4g de NaOH a moles. n= / = 0,1 mol

Volumen pasa de 500mLa =0,5 L. Aplicamos la fórmula M= óReemplazamos: M= , , = 0,2 moles/L

Molalidad.Es la cantidad de moles de soluto por cada 1 Kg de solvente. En fórmula:

m=Fracción Molar.Indica el número de moles de una sustancia con relación al número de moles totales en la solución.XA= ú ó O XA =

Normalidad.Se define como el número de equivalente gramo que hay en cada litro de solución.

N= ú óEJERCICIOS PARA RESOLVER1.Se disuelven 35 g de cloruro de magnesio (MgCl2) en 150 g de agua dando una solución cuya densidad es de1,12 g/ml. Expresar la concentración de la solución resultante en: a) % m/m, b) % m/v

2.Con 30 g de nitrato de plata (AgNO3) se desea preparar una solución acuosa de esta sal al 22% m/m (dens.=1,08 g/ml). Calcular:a) el volumen de solución que puede prepararse. b) la masa de solvente necesaria.

3. Confeccionar una curva de solubilidad a partir de los siguientes datos:

Temperatura Solubilidad * Temperatura Solubilidad

(°C ) (g soluto/100 g solvente) * (°C) (g soluto/100 g solvente)*

0 13,9 * 50 83,510 21,2 * 60 13520 31,6 * 70 16730 45,3 * 80 20340 61,4 * 90 245

Indicar: ¿Cuántos gramos de soluto se disuelven en 50 g de solvente a 25 °C?

4.Calcular la molaridad, molalidad y normalidad de las siguientes soluciones acuosas:

a) ácido muriático (HCl comercial al 36% m/m, dens.= 1,18 g/ml). b) sosa caústica (NaOH comercial al50,5% m/m, dens.= 1,53 g/ml). c) oleum ( H2SO4 al 98% m/m, dens.= 1,84 g/cm3).

5.Calcular las masas y los moles de soluto presentes en las siguientes soluciones acuosas:a) 6,5 kg de solución 0,5 M de ZnCl2 (dens.= 1,20 g/ml).

b) 350 cm3 de solución de KCl al 32% m/m (dens.= 1,17 g/ml).c) 250 cm3 de solución 3 N de H3PO4.d) 3,2 kg de solución 0,2 m de Mg(OH)2.e) 200 cm3 de solución 5 m de (NH4)2SO4 (dens.= 1,14 g/ml).

6. Calcula la molaridad resultante de una disolución que se prepara mezclando 50 mL de H2SO4 con 70 mL deH2O.

7. Se prepara una disolución acuosa de cloruro de sodio del 20,5 % en peso, siendo la densidad de la disolución1,12 g/mL. Calcula:

a) Su molaridad.b) Su molalidad.c) La fracción molar de cloruro de sodio.

8. Una solución da ácido sulfúrico de densidad 1.84 g/mL contiene 98% de ácido en peso. Que volumen desolución contiene 360 gramos de ácido?.

9. Cuantos gramos de KCl se necesitan para preparar una solución 0.5 M en 450 ml de H20

10. Calcular la fraccion molar de soluto y solvente para una solución preparada con 25 g de KMnO4 en 300 mlde H20Resolver la siguiente sopa de letras.

Actividad 32. Ácidos y básicos.

Identificador de ácidos.¿Qué es un ácido?¿Cómo se pueden identificar los ácidos?¿Qué ácidos tenemos en nuestro cuerpo?¿Cuál es la función de esos ácidos en los seres vivos?¿Industrialmente donde se pueden encontrar los ácidos y cuál es la función de cada uno de ellos?.

PROCEDIMIENTOA. Extraer el pigmento machacar las hojas de repollo, luego sumergirlas s en alcohol durante unos 15

minutos, aunque se recomienda la primera opción porque se obtiene más rápidamente y en mayorproporción.

B. Filtrar el colorante. Determinar las características del pigmento.

C. Colocar en tubos de ensayo una cucharada de cada una de las sustancias, márquelas con números queidentifique que clase de sustancia hay en cada tubo.

D. Ordene las sustancias de mayor a menor grado de acidez.E. Agregar 2ml de la solución pigmentada a cada tubo, determinar que ocurre en cada caso.F. Utilice el siguiente gráfico para determinar el grado de acidez.

G. Compare este orden con el orden que usted había propuesto.H. ¿Qué es un ácido?, ¿Qué es una base o hidróxido?I. ¿A qué color vira el repollo si las sustancias son ácidas y a que color si son básicas?J. Saque conclusiones.

Ahora complete el siguiente mapa conceptual.

Hielo hecho de repollo morado, jugo de limón, coca cola, vinagre, cerveza, jugo de tomate, cafépreparado, orina, leche, agua de botella, bicarbonato, crema dental, leche de magnesia, amoniaco,jabón líquido, alcohol antiséptico, papel filtro, tubos de ensayo, jeringa in aguja.

Actividad 33. Óxidos e hidróxidos.

NOMENCLATURALa nomenclatura se define como el conjunto de normas para nombrar las sustancias químicas, para loscompuestos inorgánicos son las siguientes:Para nombrar los compuestos químicos inorgánicos se siguen las normas de la IUPAC (unión internacional dequímica pura y aplicada). Se aceptan tres tipos de nomenclaturas para los compuestos inorgánicos, lasistemática, la nomenclatura de stock y la nomenclatura tradicional.

1. Nomenclatura Sistemática:Para nombrar compuestos químicos según esta nomenclatura se utilizan los prefijos:MONO, DI, TRI, TETRA, PENTA, HEXA, HEPTAEjemplo:

Cl2O3 Trióxido de dicloroI2O Monóxido de yodo

2. Nomenclatura de Stock:Esta forma de nomenclatura, se utiliza cuando el elemento que forma el compuesto tiene más de un estado deoxidación, ésta se indica al final, en números romanos y entre paréntesis:

Fe(OH)2 Hidróxido de hierro (II)Fe(OH)3 Hidróxido de hierro (III)

3. Nomenclatura Tradicional:En esta nomenclatura para poder distinguir con qué valencia funcionan los elementos en ese compuesto seutilizan una serie de prefijos y sufijos:

Un número de oxidación IcoDos números de oxidación Menor ____________oso

Mayor ____________ icoTres números de oxidación Menor hipo _____ oso

_____osoMayor _____ico

Cuatro números de oxidación Menor – hipo _____oso_____oso_____ico

Mayor – pe _____ ico

FUNCIONES QUIMICAS INORGANICAS:

ÓXIDOSSon combinaciones binarias de un elemento químico, con el oxígeno. Se clasifican en: Los óxidos básicos: Seforman de la combinación, entre el oxígeno y un metal. Se les conoce también con el nombre de óxidosmetálicos. Y Los óxidos ácidos: Se forman de la combinación, entre el oxígeno y un no metal. Se les conocetambién con el nombre de anhídridos u óxidos no metálicos.

Formulación y nomenclatura de los óxidos básicos.

Pinzas para depilación, fósforos, 2 vasos de compota, cucharas, gotero, agua destilada

*Nomenclatura Tradicional: Cuando el metal, tiene más de un estado de oxidación, para determinar a estosóxidos, se agrega el nombre del metal a la terminación "oso" o "ico" según sea, el estado de oxidación mayoro menor.*Nomenclatura Estequiométrica, sistemática O IUPAC: Consiste en anteponer la palabra "óxido" un prefijo(mono, di, tri, tetra, penta, hexa, hept, etc.) que nos indique el número de oxígenos seguida de "de", y el nombredel no metal, con un prefijo, que nos indique el número de átomo de ese no metal.* Nomenclatura Stock: Otra forma de designar estos óxidos, consiste en indicar, el estado de oxidaciónmediante un número romano.

1. Con la ayuda de los ejemplos, completar el cuadro que está en el anexo.2. Elabore las fórmulas de los siguientes ácidos y clasifíquelos.

HIDRÓXIDOS.Combinaciones terciarias de un óxido metálico con agua, la cual se descompone en un catión H+ y un hidroxilo(OH-). Aunque sean compuestos ternarios, su fórmula y nomenclatura son idénticas a la de los óxidos exceptoque cambia la palabra óxido por hidróxido.

3. Recortar pegar y completar el cuadro anexo.

PROCEDIMIENTO.Tome dos tubos de ensayo, aplíqueles 10ml de agua destilada. Aplicar a cada uno 5 gotas de fenolftaleína,determine que ocurre.Tome una lámina de aluminio con las pinzas, quémela, recoja las cenizas y mézclelas en uno de los tubos deensayo, con cuidado tapar y batir. ¿Qué ocurre? Explique.Elaborar la ecuación.Repetir la reacción, pero sin aplicar fenolftaleína. Guardar en un tubo bien cerrado

Actividad 34. Ácidos y sales.

PROCEDIMIENTO 1.Indique las propiedades del agua, del azufre y del hidróxido de sodio.Tome más o menos un gramo de azufre en la cuchara y 100 ml de agua destilada en el Erlenmeyer.Caliente la cuchara hasta que aparezca un humo blanco. Con todo cuidado introduzca la cuchara en elErlenmeyer, tape con la toalla la boca del mismo.Sin tocar el agua, espere hasta que se deje de producir humo, Luego tape con la toalla y mezcle las dossustancias hasta que desaparezca el humo.Tome un papel tornasol y determine el grado de acidez de la sustancia.¿Que indica el color? Elabore la ecuación para la reacción.

PROCEDIMIENTO 2.Tomar con goteros separados 10ml de cada una de la sustancia preparada y de la que se preparó la claseanterior.Colóquelas en un tubo de ensayo y observe que pasa.Determine el pH con el papel tornasol.Explique lo que ocurrió.Elabore la reacción.Ahora haga evaporar el líquido. Que líquido es?. Qué sustancia queda en el tubo?. ¿Cuáles son suscaracterísticas?

PROCEDIMIENTO 3.Elabore en las cartulinas traídas los cationes y aniones de la lista de bases y ácidos propuestos en el tablero.Con la cinta forme los hidróxidos y los ácidos.Una ácidos e hidróxidos entre sí y separe los papeles de colores para identificar como se forman las nuevassustancias.

Actividad 35. Comportamiento de las sustanciasComo se miden las reacciones.

El término Mol revolucionó el mundo de la química. Ya sabemos que el átomo es la unidad más pequeña de unelemento químico y una molécula es la unión de varios átomos.

¿QUE ES UN MOL?

El mol, por lo tanto, es una unidad de medida del Sistema Internacional (SI). Para saber cuántos átomos omoléculas contiene dicha sustancia. Si la sustancia está formada por átomos, el mol nos revelará el número deátomos. Si la sustancia está formada por moléculas (por ejemplo agua H2O) el mol nos dirá cuantas moléculasde esa sustancia tenemos. Pero indica el número de átomos o moléculas que hay en una masa de esa sustanciaigual a su masa atómica o molecular expresada en gramos. Con ejemplos lo entenderás mejor.

Cuchara de combustión, fósforos, 2 vasos de compota, cucharas, 2 goteros, agua destilada, tubos deensayo, azufre en polvo, Erlenmeyer, toalla de manos, guantes tapabocas. Papeles post-it decolores, cinta pegante.

Averigüe como se nombran los ácidos y las sales. Elabore una cartelera con dos ejemplos que seobtuvieron con los papeles y explique para la próxima clase.

Por ejemplo sabemos que la masa atómica del Cobre (Cu) es de 63,54, luego un mol de átomos de cobre son63,54 gramos de cobre. Otro ejemplo, el Hierro (Fe) tiene una masa atómica de 55,847, pues un mol de hierroserán 55,847 gramos de hierro.

un mol de agua serían 18 gramos de agua. Esta masa molecular se puede calcular sumando la masa atómicade cada uno de los átomos de la sustancia, como luego veremos en los ejemplos.

1 MOL = número de átomos o moléculas que hay en los gramos de una sustancia igual a su masamolecular o atómica.

¿Cuantos átomos o moléculas hay en esa sustancia?

Aquí aparece el famoso concepto “Número de Avogadro”, que es:

600.0003000.0002000.0001000.000 = 6,022 x 1023 moléculas o átomos.

Pues bien, un mol de cualquier sustancia contiene 6,022 x 1023 moléculas o átomos de esa sustancia o lo quees lo mismo contiene el número de Avogadro de átomos o de moléculas, depende si hemos usado masaatómica o molecular. Ahora ya debemos tener claro lo que es un mol y lo que representa. Pero aprendamos acalcular el número de moles con algunos ejemplos y ejercicios resueltos.

Pero antes vamos a dejaros un triángulo que se suele utilizar mucho para los problemas de moles y que haceque sea todo mucha más sencillo.

Si quiere calcular la masa total de una sustancia, podemos multiplicar el número de moles que se tiene por lamasa atómica o molecular de la sustancia. solo hay que fijarse en el triángulo, identificando las operacionesrequeridas.

Ejercicio 1 ¿Cuántos moles están presentes en 54 g de agua?Aplicando el triángulo:Moles = Masa / Masa molecular (es una molécula)

Conocemos la masa pero tenemos que calcular la masa molecular de la molécula de agua.Calculamos la masa molecular del agua que ya sabemos que su fórmula química es H2OMasa atómica del H = 1, como tenemos dos átomos en la fórmula será 1 + 1 = 2.masa atómica del Oxígeno = 16.

Sumando tenemos la masa molecular del agua = 18 gramos.

Aplicando la fórmula: Moles = 54g/18g = 3 Moles de Agua.

Si cada mol de agua tiene el número de Avogadro de moléculas, solo tendríamos que multiplicar el número deAvogadro por 3.

Y si piden calcular el número de moles de 54 ml (mililitros) de agua. Nos están dando la cantidad de agua enotra unidad, en este caso en volumen.Tendríamos que convertir el volumen en gramos antes de aplicar la fórmula. Para el agua es sencillo ya que losmililitros de volumen son igual a los gramos en peso, con lo que serían 54 gramos. Los siguientes pasos paracalcular el número de moles son los de antes. Recuerde que siempre tenemos que poner en la fórmula lasunidades en gramos, excepto para el número de moles que la unidad es moles.

Ejercicio 2 ¿Cuántos moles están presentes en 25 g de carbonato de calcio?

Lo primero tendremos que sabe la fórmula del carbonato cálcico que es CaCO3.- Ca número atómico = 40- C número atómico = 12- O número atómico = 16 pero como son 3 átomos serán 48.

Sumando todo tenemos la masa molecular del carbonato cálcico = 40 + 12 + 48 = 100 gramos.Ahora solo tenemos que aplicar la fórmula:

Numero de Moles = Masa total / Masa molecular = 25 / 100 = 0, 25 moles.

Ejercicio 3 calcular cuántos moles de CO2 (dióxido de carbono) hay en 200 gramos de CO2:

Los datos que tenemos que saber son que la masa molecular en gramos del CO2 es 44 gr. Entoncestendremos:

Así podemos decir que 200 gramos de CO2 son 4,54 moles de CO2. Si quisiéramos calcularlo a la inversa seríamuy fácil, es decir, si queremos saber cuántos gramos contienen 4,54 moles de CO2:

El número de Avogadro (NA = 6,022 x 1023 moléculas o átomos) nos servirá siempre para calcular el númerode moléculas de una sustancia. Es decir, si queremos saber cuántas moléculas de CO2 hay en 200 gramos deCO2 o lo que es lo mismo en 4,54 moles de CO2 tendríamos:

Reacciones.

Cuando se ponen en contacto dos sustancias, pueden ocurrir cambios químicos al interior de sus estructurasmoleculares, reacomodándose los átomos se pueden producir cambios como: Formación de precipitado,

cambio de color, cambio de temperatura o desprendimiento de gases a esto se le llaman reacciones químicas.Hay diferentes tipos de reacciones químicas y varias formas de clasificarlas según el criterio elegido. Los criteriosque se siguen son generalmente cuatro: el energético, el cinético, la transformación que se produce y lapartícula intercambiada.

SEGÚN SU TRANSFORMACIÓN.

Reacciones de síntesis.Son aquellas en que dos sustancias se combinan, dando origen a nuevas sustancias, esto es, que ocurre unfenómeno en el cual existe rompimiento de enlaces químicos en los reactivos y formación de otros enlaces,dando origen a nuevas especies.

Reacciones de descomposición.

Son reacciones en las que el compuesto se descompone en dos o más sustancias más simples.

Reacciones de sustitución o desplazamiento.

Pueden ser simples o dobles. Las primeras cuando un elemento es reemplazado por otro más reactivo en elcompuesto para producir un nuevo compuesto y el elemento desplazado.

En la sustitución doble dos compuestos químicos se intercambian para formar dos nuevos compuestos.

1. Clasifique las siguientes reacciones como uno de los tipos de reacciones descritos

2. Complete las siguientes ecuaciones.BaO2 + HCl <-->H2SO4 + NaCl <-->FeS2 <-->H2SO4 + C <-->SO2 + O2 <-->

SEGÚN LA ENERGÍA INVOLUCRADA.Exotérmicas: Las reacciones exotérmicas son aquellas en las que mientras se produce la reacción de dos o mássustancias, desprenden energía en forma de calor.Ejemplo: Fe2O3 + 2Al --> 2 Al2O3 + 2Fe + calorEndotermicas: A una reacción química que absorbe energía se le llama endotérmica, es decir que cuando senecesita adicionar calor a la mezcla para que reaccione y forme los productos, entonces se obtiene unareacción endotérmica.

3. Clasifique las siguientes ecuaciones en endotérmicas o exotérmicas.

Reacciones de hidratación.Oxidación del mercurio.Unión de dos átomos de hidrógeno.La formación de agua.Reacción yoduro de potasio + agua.

Reacción agua + ácido cítrico.La formación de amoniaco.Proceso de condensaciónReacción bicromato de potasio + agua.Reacción oxido de bario + nitrato de amonio.

SEGÚN LA PARTICULA INTERCAMBIADA Reacciones de precipitación. Cuando ocurre este tipo de reacciones, se va a formar un compuesto sólido

(precipitado) a partir de la reacción entre dos o más sustancias, normalmente en disolución acuosa.

Reacciones ácido base (neutralización). Son un tipo de reacciones en las cuales reaccionan un ácido y unabase produciéndose habitualmente una sal y agua.

Reacciones de oxidación reducción (redox). Son procesos químicos en los cuales al menos un elementogana o pierde electrones simultáneamente, variando su estado de oxidación. El compuesto que pierdeelectrones se oxida y el que gana se reduce.

4. Identifique las diferencias entre las reacciones exotérmicas y endotérmicas.5. Usando las anteriores clasificaciones escoja 5 reacciones que ocurren en los seres vivos, elabore las

ecuaciones.6. y determine que clases de reacciones son según los criterios planteados.

Actividad 36. Balanceo de ecuaciones químicas

Una reacción química es la manifestación de un cambio en la materia y la verificación de un fenómenoquímico. A la expresión gráfica se le da el nombre de ecuación química, en la cual, se expresan en la primeraparte los reactivos y en la segunda los productos de la reacción.

A + B C + DReactivos Productos

Para equilibrar o balancear ecuaciones químicas, existen diversos métodos, cuyo fin es que se cumpla con laley de la conservación de la materia.

Balanceo de ecuaciones por el método de Tanteo

El método de tanteo consiste en observar que cada miembro de la ecuación se tengan los átomos en la mismacantidad, recordando que en

Fòrmula Hidrógenos Azufre OxígenoH2SO4 2 1 45H2SO4 10 5 20

Para equilibrar ecuaciones, solo se agregan coeficientes a las fòrmulas que lo necesiten, pero no se cambianlos subíndices.Ejemplo: Balancear la siguiente ecuación

H2O + N2O5 NHO3

Aquí apreciamos que existen 2 Hidrógenos en el primer miembro (H2O). Para ello, con solo agregar un 2 alNHO3 queda balanceado el Hidrogeno.

H2O + N2O5 2 NHO3

Para el Nitrógeno, también queda equilibrado, pues tenemos dos Nitrógenos en el primer miembro (N2O5)y dos Nitrógenos en el segundo miembro (2 NHO3)

Para el Oxigeno en el agua (H2O) y 5 Oxígenos en el anhídrido nítrico (N2O5) nos dan un total de seisOxígenos. Igual que (2 NHO3)Otros ejemplos

HCl + Zn ZnCl2 H2

2HCl + Zn ZnCl2 H2

KClO3 KCl + O2

2 KClO3 2KCl + 3O2

Balanceo de ecuaciones por el método de Redox ( Oxidoreduccion )

En una reacción si un elemento se oxida, también debe existir un elemento que se reduce. Recordar que unareacción de oxido reducción no es otra cosa que una perdida y ganancia de electrones, es decir,desprendimiento o absorción de energía (presencia de luz, calor, electricidad, etc.)

Para balancear una reacción por este método , se deben considerar los siguiente pasos1) Determinar los números de oxidación de los diferentes compuestos que existen en la ecuación.Para determinar los números de oxidación de una sustancia, se tendrá en cuenta lo siguiente: En una formula siempre existen en la misma cantidad los números de oxidación positivos y negativos El Hidrogeno casi siempre trabaja con +1, a excepcion los hidruros de los hidruros donde trabaja con -1 El Oxigeno casi siempre trabaja con -2 Todo elemento que se encuentre solo, no unido a otro, tiene numero de oxidación 0

2) Una vez determinados los números de oxidación , se analiza elemento por elemento, comparando el primermiembro de la ecuación con el segundo, para ver que elemento químico cambia sus números de oxidación

Fe + O2 Fe 2O3

Los elementos que cambian su numero de oxidación son el Fierro y el Oxigeno, ya que el Oxigeno pasa de 0 a -2 Y el Fierro de 0 a +33) se comparan los números de los elementos que variaron, en la escala de Oxido-reducción

Fe + O2 Fe2O3

El fierro oxida en 3 y el Oxigeno reduce en 2

4) Si el elemento que se oxida o se reduce tiene numero de oxidación 0, se multiplican los números oxidados oreducidos por el subíndice del elemento que tenga numero de oxidación 0

Fierro se oxida en 3 x 1 = 3Oxigeno se reduce en 2 x 2 = 4

5) Los números que resultaron se cruzan, es decir el numero del elemento que se oxido se pone al que sereduce y viceversa

4Fe + 3O2 2Fe2O3

Los números obtenidos finalmente se ponen como coeficientes en el miembro de la ecuación que tenga mastérminos y de ahí se continua balanceando la ecuación por el método de tanteoOtros ejemplos

KClO3 KCl + O2KClO3 KCl + O2

Cl reduce en 6 x 1 = 6O Oxida en 2 x 1 = 2

2KClO3 2KCl + 6O2

Cu + HNO3 NO2 + H2O + Cu(NO3)2

Cu + HNO3 NO2 + H2O + Cu(NO3)2

Cu oxida en 2 x 1 = 2N reduce en 1 x 1 = 1

Cu + HNO3 2NO2 + H2O + Cu(NO3)2

Cu + 4HNO3 2NO2 + 2H2O + Cu(NO3)2

Balanceo de ecuaciones por el método algebraico

Este método esta basado en la aplicación del álgebra. Para balancear ecuaciones se deben considerar lossiguientes puntos1) A cada formula de la ecuación se le asigna una literal y a la flecha de reacción el signo de igual. Ejemplo:

Fe + O2 Fe2O3A B C

2) Para cada elemento químico de la ecuación, se plantea una ecuación algebraicaPara el Fierro A = 2C

Para el Oxigeno 2B = 3C3) Este método permite asignarle un valor (el que uno desee) a la letra que aparece en la mayoría de lasecuaciones algebraicas, en este caso la C

Por lo tanto si C = 2Si resolvemos la primera ecuación algebraica, tendremos:

2B = 3C2B = 3(2)B = 6/2B = 3

Los resultados obtenidos por este método algebraico son

A = 4B = 3C = 2

Estos valores los escribimos como coeficientes en las formulas que les corresponden a cada literal de laecuación química, quedando balanceada la ecuación

4Fe + 3O2 2 Fe2O3

Otros ejemplosHCl + KMnO4 KCl + MnCl2 + H2O + Cl2

A B C D E FH) A =2ECl) A = C + 2D + 2FK) B = CMn) B = DO) 4B = E

Si B = 24B = E4(2) = EE = 8B = CC = 2B = DD = 2A = 2EA = 2 (8)A = 16A = C + 2D + 2F16 = 2 + 2(2) + 2FF = 10/2F = 5

16HCl + 2KmNO4 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2

Balancear las siguientes ecuaciones por el método de tanteo.Fe + Cl2 = FeCl3KMnO4 + HCl = KCl + MnCl2 + H2O + Cl2K4Fe(CN)6 + H2SO4 + H2O = K2SO4 + FeSO4 + (NH4)2SO4 + COC6H5COOH + O2 = CO2 + H2Ocalcium hydroxide + carbon dioxide = calcium carbonate + watersulfur + ozone = sulfur dioxide

Balancear las siguientes ecuaciones por el método de oxido-reducciòn.Al + Cu(NO3)2 Al(NO3)3 + CuBr2+KOH KBr +KBrO3+ H2OBi2O3 +NaOH+NaClO NaBiO3 + NaCl + H2OI2 +HNO3 HIO3 +NO2 + H2 OKNO3 + C CO2 +NO2 + K2OCa3(PO4)2 + SiO2+C CaSiO3 +P4 + CO

Balancear las siguientes ecuaciones por el método algebraico.1. Fe2(SO4)3 + KSCN K3Fe(SCN)6 + K2SO4

2. (NH4)2 CO3 NH3 + CO2 + H2O3. (NH4)2Cr2O7 Cr2O3 + N2 + H2O4. CaSiO3 + HF H2SiF6 + CaF2 + H2O5. P4O10 + Mg(OH)2 Mg3(PO4)2 + H2O6. I2O5 + BrF3 IF5 + O2 + BrF2

ANEXOS

Evidence for evolucionFosil record Homologous

StructuresAnálogousStructures

GeneticStructures

EmbryologySimilarities

VestigialStructures Biogeography

CUADERNO DE TRABAJO. AREA DE CIENCIAS NATURALES… · CUADERNO DE TRABAJO. AREA DE CIENCIAS...

Documents

Transcript of CUADERNO DE TRABAJO. AREA DE CIENCIAS NATURALES… · CUADERNO DE TRABAJO. AREA DE CIENCIAS...