CICLOS EN LA NATURALEZA · ¿Qué condiciones permiten la existencia de vida en la Tierra? b....

46 Unidad 2

2UNIDAD CICLOS EN LA NATURALEZA

Algunas actividades humanas pueden afectar a los elementos que forman elmedioambiente y deteriorar las condiciones de vida en nuestro planeta.Muchos efectos del desarrollo industrial han favorecido la pérdida de labiodiversidad y algunas consecuencias son irreversibles. ¿Qué importanciatiene el cuidado de la naturaleza?, ¿cómo puedes ayudar a evitar ladestrucción del planeta?

ONVERSEMOSC

• Materia, energía y vida• Los ciclos en la naturaleza

Ciclo del carbono y oxígenoCiclo del aguaCiclo del nitrógeno

• Alteraciones en los ciclos naturales

Navegaremos por...

Foto

banc

o

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47Ciclos en la naturaleza

En esta unidad aprenderás a…

Comprender que la materia circula por los ecosistemas, a través de los ciclos biogeoquímicos.Describir los procesos básicos de los ciclos del agua, del carbono y del nitrógeno.Conocer la importancia de los organismos productores y descomponedores, dentro delos diferentes ciclos biogeoquímicos. Comprender los principales efectos de la intervención humana en el ambiente y la modificación de los ciclos biogeoquímicos.

Demuestro lo que sé…

1. Observa las siguientes fotografías y luego responde.

a. Nombra los componentes del ecosistema que observas en las fotografías.b. ¿Interactúan entre sí los componentes de cada ecosistema?, ¿cómo lo hacen?c. ¿Qué se necesita para mantener la vida en ambos ecosistemas?

2. Completa en tu cuaderno las siguientes oraciones.

a. La energía que necesitan los seres vivos proviene del … . Esta, es utilizada por las … para fabricar sus … .

b. La energía … de un ser vivo a otro a través de las … que están constituidas por organismos …, … y … .

c. Algunas sustancias vitales para la vida en la Tierra son el …, … y el …, los cuales se reciclan a través de los … .

A B

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En diversas actividades, el ser humano utiliza la energía que proviene de combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural). El consumo de combustiblesfósiles en industrias, centrales térmicas, calefacción y automóviles, ejerce un efectonocivo sobre el medio. La emisiones procedentes de estas actividades puedencausar graves daños a la atmósfera, como la lluvia ácida, la destrucción de la capade ozono y el efecto invernadero.

Ciclos de la materia

Red de conceptos

¿Qué piensas tú?

En esta unidad relacionaremos varios conceptos que nos permitirán comprendercómo fluye la materia en el ecosistema.

Comenta con tu curso:

¿Cuáles son los efectos nocivos del uso de laenergía procedente de fuentes tradicionalescomo el carbón, el petróleo y el gas natural?¿Conoces fuentes alternativas de dondeobtener energía?, ¿cuáles?¿Qué ventajas traería utilizar esas fuentesalternativas?

48 Unidad 2

existen

como

Ciclo del agua

Ciclo del carbono

Ciclo del nitrógeno

puede provocar un

La intervenciónhumana

Impacto global sobreel medioambiente

EN LA NATURALEZA

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DESAFÍO inicial

Muchas veces habrás oído hablar sobre el calentamiento global que está experimentando nuestro planeta, seguramente has notado que es un tema que preocupa a las autoridades de muchos países.¿Conoces en qué consiste el calentamiento de la Tierra?, ¿podrías explicarlo?

Junto con 2 ó 3 compañeros o compañeras consigan los siguientes materiales: 2 tazas de tierra, 2 termómetros (de 100 ºC), 2 frascos de vidrio, 1 trozo de plumavit para construir las tapas de los frascos.

Rotulen los frascos con las letras A y B. Pongan la tierra en ambos frascos y entierren los termómetrosen la tierra.

Con el trozo de plumavit, construyan dos tapas para ambos frascos. Cubran el frasco A con la tapa deplumavit, de manera que quede totalmente aislado y antes de colocar la tapa al frasco B, perfórenlo,generando agujeros que permitan la circulación de aire al interior de este.

Después de 20 minutos registren las temperaturas que marcan los termómetros y respondan en sus cuadernos:

1. ¿Qué ocurrió con la temperatura de ambos frascos?2. ¿Por qué creen que la temperatura es diferente?3. ¿Cuál es el origen del calor dentro del frasco A?4. ¿Cómo es posible que el calor entre al frasco, pero no salga?5. ¿Qué efecto se representó con el modelo que fabricaron? Explíquenlo.

¿Cómo aumenta la temperatura del planeta?

UNIDAD 2

Frasco A Frasco B

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50 Unidad 2

1. MATERIA, ENERGÍA Y VIDA

Nuestro planeta reúne una serie de características quehacen posible la vida: una fuente de energía externa,

el sol; una atmósfera y la existencia de agua.

Los componentes de la Tierra son de gran importancia para la existencia de

los seres vivos. En la atmósfera, lahidrosfera y la litosfera se encuentranlos mismos elementos químicos queestán presentes en los seres vivos; sin embargo la abundancia de cada componente varía en los distintos ambientes.

En la atmósfera el gas más abundante es el nitrógeno (78,1%).En la corteza terrestre abunda el oxígeno y diversos minerales.La hidrosfera está formada exclusivamente por agua.En los seres vivos el oxígeno, el carbono, el hidrógeno y el nitrógeno representan más del 95 % de su peso.

Los elementos químicos que forman parte del mundo natural son importantespara la existencia y el desarrollo de la vida. El agua, el carbono, el oxígeno y elnitrógeno circulan constantemente entre los seres vivos y el ambiente, estableciendo los ciclos biogeoquímicos.

La biosfera es la parte de la Tierra donde se encuentran los seres vivos. Esel espacio de vida en nuestro planeta. Podemos encontrar seres vivos enla hidrosfera, la litosfera y la atmósfera. La biosfera presenta una grandiversidad. Según cómo sean las condiciones del medio, el suelo, la temperatura y las precipitaciones en cada lugar, existen unos u otros seres vivos.

CCoonnoocciieennddoo mmááss

Seres vivos

Atmósfera

Hidrosfera

Corteza terrestre

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UNIDAD 2

TTrraabbaajjaa ccoonn llaa iinnffoorrmmaacciióónn

1. Lee con atención el siguiente párrafo y luego responde las preguntas planteadas:

¿Por qué no hay vida en la Luna y sí en la Tierra?Si fueramos a la Luna, descubriríamos enseguida lo distinta que es de la Tierra. De lo primero quenos daríamos cuenta, es de nuestra imposibilidad para respirar. A esa distancia veríamos nuestroplaneta muy pequeño. Su color azulado nos recordaría la presencia de agua, de los mares. A lospocos minutos, en el silencio absoluto y mirando a nuestro alrededor, nos daríamos cuenta deque no hay ningún ser vivo.

a. ¿Qué condiciones permiten la existencia devida en la Tierra?

b. Nombra los componentes geológicos de nuestro planeta que permiten la existencia devida en él.

c. En la Tierra, ¿siempre se han dado características favorables para los seres vivos?Explica.

d. ¿Qué gases de la atmósfera son fundamentales para los seres vivos?

e. ¿Para qué utilizan el agua los seres vivos?El aspecto inerte de lasuperficie de la Luna.

Luna Tierra

Atmósfera Ausente. Presente.

Hidrosfera Ausente. Presente.

Seres vivos No hay. Gran diversidad.

OxígenoSe encuentra asociadoa otros minerales enlos suelos.

Representa el 21% de los gasesde la atmósfera. Es importanteen la respiración.

CarbonoEn muy pequeñas cantidades (menos del 0,01%).

Se encuentra en la atmósfera, en los océanos y en la tierra. Se utiliza en la respiración y en la formación de moléculas orgánicas.

NitrógenoEn muy pequeñas cantidades (menos del 0,01%).

Más del 70% de la atmósfera está compuesta por este elemento. Forma las proteínas yotras moléculas.

Tabla N° 1: Condiciones en la Tierra y en la Luna

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BIOCENOSIS

52 Unidad 2

GLOSARIO

Ecosistema: conjuntoformado por unacomunidad biológica,las condiciones dellugar donde se ubicay las relaciones quepuedan establecerseentre los seres vivos.

En los organismos, la materia y laenergía fluyen por circuitos abiertos, mientras que en los ecosistemas, la materia se recicla.

Materia

Energía no utilizada

Energía solar(útil)Productores

BIOCENOSIS BIOTOPO

Descomponedores

Alimentos y agua(materia + energía) Calor

(energía)

Materia

Excrementos ysecreciones

(materia + energía)

Agua CO2

Luz(energía) Calor

(energía)

Luz reflejada(energía)

¿Cómo fluye la materia y la energía?

Los seres vivos toman la materia y energía disponible en su medioambiente con elfin de utilizarlos para realizar procesos vitales. Esta materia y energía, luego sontransferidas a los seres vivos y al ambiente.

La energía fluye en una sola dirección entre los seres vivos de un ecosistema. Laenergía solar es aprovechada por organismos productores, como las plantas, y setransfiere a organismos consumidores, como los herbívoros, y luego a otros organismos consumidores, como los carnívoros. Todos los organismos de estacadena constituyen la biocenosis. En cada traspaso de energía, entre los diferentestipos de organismos hay una liberación de energía al medio, en forma de calor.

Por el contrario, la materia fluye cíclicamente, los elementos químicos son transferidos entre los seres vivos y en el propio biotopo de cada ecosistema. Elbiotopo es el espacio físico, natural y limitado donde vive la biocenosis.

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UNIDAD 2

1. Analiza el esquema que se muestra a continuación y luego responde las preguntas en tu cuaderno.

a. ¿Qué es un ecosistema?b. ¿Cuáles son los componentes físicos de un ecosistema?c. ¿Cuáles son los componentes biológicos de un ecosistema?d. Indica tres funciones de los componentes abióticos.e. ¿Qué crees que sucedería si la biocenosis no interactuara con el biotopo?f. ¿Por qué decimos que la biocenosis está en continua interrelación con otros componentes inorgánicos

del ecosistema?

2. Indica a partir de la imagen.

a. ¿De que forma está representada la biocenosis en la imagen?b. ¿De que manera está representado el biotopo en la imagen?

Analiza

Biotopo

Medio físico

formado por el

Biocenosis

Seres vivos

Productores

Consumidores

Descomponedores

Atmósfera

Hidrosfera

Litosfera

ECOSISTEMA

formada por los

Establecen relaciones

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54 Unidad 2

Los seres vivos se relacionan con su entorno

Como hemos visto, la materia se recicla una y otra vez en la naturaleza, gracias ala acción de los organismos que interactúan entre sí. Estos organismos efectúandiversos procesos que permiten, por un lado, incorporar materia y energía. Como también, aprovechar la materia desechada por los seres vivos (cadáveres, excrementos, entre otros).

Los organismos que permiten la circulación de materia y energía se pueden agrupar de la siguiente forma:

ProductoresSon organismos autótrofos: que utilizan la energía del sol, el agua y el dióxido de carbono para producir sus propios nutrientes, en el proceso de fotosíntesis. A través de la fotosíntesis se incorporan energía y materia desde el biotopo hacia los seres vivos de un ecositema.

ConsumidoresSon los organismos heterótrofos que no puedenproducir sus propios nutrientes y los obtienen de otrosseres vivos, o de partes de ellos. Dentro de este grupoencontramos a los consumidores primarios(principalmente herbívoros), a los consumidores secundarios (carnívoros) y a los consumidores terciarios.

DescomponedoresOrganismos que desintegran los restos de otrosseres vivos. Como resultado de la actividad metabólica de los descomponedores, los compuestos orgánicos se degradan, liberándose sustancias inorgánicas al suelo o al agua. Desde ahíse vuelven a incorporar algunas sustancias a los productores, reiniciando el ciclo.

Vaca, consumidor primario.

Plantas.

Bacterias.

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UNIDAD 2

1. Completa en tu cuaderno el siguiente cuadro.

2. Utilizando flechas, indica en tucuaderno cómo fluye laenergía y la materia en un ecosistema y en un ser vivo.

3. Completa en tu cuaderno el esquema, utilizando los siguientes conceptos: consumidores terciarios, descomponedores, consumidores primarios, productores y consumidores secundarios.

Si completaste correctamente el cuadro de la actividad 1, ¡muy bien! De lo contrario, revisa elcontenido de la página 50.Si estableciste correctamente el flujo de materia y energía, ¡felicidades! Si fallaste, vuelve a lapágina 52 y revisa la información.Si lograste completar el esquema de la actividad 3, ¡excelente! Revisa el contenido de la página 54, si fallaste.

¿Cómo estuvo tu trabajo?

EEvvaalluuaannddoo lloo aapprreennddiiddoo

Componente de la Tierra Elemento o compuesto abundante Importancia

Atmósfera

Hidrosfera

Litosfera

Biosfera Copia en tu cuaderno

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56 Unidad 2

2. LOS CICLOS EN LA NATURALEZA

Muchas de las sustancias necesarias para los seres vivos, como el agua, el oxígeno,el carbono, el nitrógeno, el fósforo y el azufre, entre otras, se encuentran en cantidades fijas en el planeta y han estado en la Tierra desde sus inicios. ¿Por quécrees que estas sustancias no se agotan?

Los elementos y compuestos inorgánicos que forman parte de la materia viva fluyen en el ecosistema a través de los ciclos biogeoquímicos. Estos ciclos incluyen componentes geológicos (atmósfera, litosfera e hidrosfera) y también componentes biológicos (productores, consumidores y descomponedores).

Carbono y oxígeno: elementos fundamentales para la vida

El carbono (C) y el oxígeno (O) son elementos fundamentales para los seresvivos, ya que forman parte de importantes moléculas orgánicas, como las

proteínas, lípidos y carbohidratos, entre otras moléculas que son esenciales para la vida.

En la naturaleza, el O2 y el CO2 se mantienen en proporciones más o menos constantes, debido a que están renovándose permanentemente a través de ciclos. En estos ciclos, los gases mencionados son incorporados desde el ambiente por seres vivos,y son transformados a través de sus procesos vitales. Luego vuelvenal ambiente, pudiendo ser reincorporados por los organismos.

El intercambio de carbono y oxígeno entre el medioambiente y losseres vivos se realiza mediante los procesos de fotosíntesis y

respiración; ambos constituyen la base de estos ciclos.

El oxígeno (O2) representa el 21% de losgases atmosféricos y eldióxido de carbono (CO2),el 0,03%.

La cantidad de oxígeno que las plantas liberan en la fotosíntesis esmucho mayor que el consumidodurante la respiración.

Dióxido decarbono y

agua

Glucosa y oxígeno

Oxígeno

Dióxido decarbono y agua

Respiración

Fotosíntesis

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UNIDAD 2

INTERPRETANDO un experimento

Análisis experimental

1. ¿Cuál fue la causa de la variación en la cantidad de insectos de las parcelas con altos niveles de CO2 ambiental?

2. ¿Qué pasó en las poblaciones de las parcelas con niveles normales de CO2?3. ¿Qué crees que ocurriría con las poblaciones si el experimento se extendiera en el tiempo por

10 generaciones más? Explica.4. Los elevados niveles de CO2 ¿inciden en el medioambiente?, ¿por qué?

CULTIVANDO TOMATESObservaciónUn grupo de investigadores observó que la abundancia relativa de tres especies de insectos varió significativamente en tres ambientes distintos.

Problema científicoLas elevadas concentraciones de CO2 atmosférico ¿pueden influir en la abundancia de insectos de una población?

HipótesisLa abundancia de insectos de una población aumenta cuando las concentraciones de CO2 atmosféricose elevan.

Método experimentala. Se crearon 16 parcelas experimentales de 1 m2 cada una. En ellas se introdujeron poblaciones de

una misma especie de insecto. Las 16 parcelas se mantuvieron en las mismas condiciones de luminosidad y humedad. En ocho parcelas, los niveles de CO2 variaron naturalmente. En lasrestantes se mantuvo un nivel elevado de CO2 del aire.

b. Se mantuvieron las poblaciones por 9 generaciones, durante 9 meses (se reproducen una vez pormes), y se registró la abundancia de los insectos en las 16 parcelas, una vez al mes, al igual que la abundancia de los hongos que proliferaron naturalmente, en las parcelas.

Resultados

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58 Unidad 2

Los heterótrofos incorporan el O2 de laatmósfera y obtienen elcarbono a partir del consumo de moléculasorgánicas, como la glucosa,que forma parte de otrosseres vivos, para obtenerenergía mediante el proceso de respiracióncelular. Producto de estas reacciones se libera CO2

que es captado por organismos fotosintéticos.

Plantas y animales muertos,restos de hojas, excrementos yotros desechos orgánicos sonconsumidos por organismos descomponedores.Durante las reacciones de descomposición, parte delcarbono se incorpora al sueloy otra parte es liberada a la atmósfera en forma de CO2.

Bajo la superficie de la tierra seencuentran yacimientos de carbón y petróleo. Estos son utilizados por los humanos en lacombustión, liberando CO2

a la atmósfera.

Respiración

Descomposición

¿Cómo circulan el carbono y el oxígenoen la naturaleza?

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UNIDAD 2

Para realizar el proceso de fotosíntesis, los organismos productores utilizan el carbono, quese encuentra en el ambiente en estado gaseoso,en forma de dióxido de carbono (CO2), parapoder construir moléculas orgánicas como la glucosa. Como producto, se libera O2 a laatmósfera.

Combustión

Depósitos de combustibles fósiles

Fotosíntesis

Los contaminantes de la atmósfera son sustancias que se incorporan al aire, producto de la acciónhumana. Si bien el CO2 es un gas natural de la atmósfera, en los procesos de producción de energía,como la calefacción y el transporte, se libera este compuesto a la atmósfera, elevando las concentraciones normales del gas. ¿Cómo crees que se vería afectado el ciclo si las concentraciones deCO2 son muy elevadas?, ¿qué medidas propondrías para disminuir la contaminación por CO2?

CCoonnvveerrsseemmooss

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60 Unidad 2

El agua: elemento vital

El agua es uno de los compuestos más importantes y abundantes en los seresvivos, por lo que su disponibilidad en el ecosistema incide significativamente en suscomponentes, tanto abióticos (por ejemplo, variables atmosféricas) como bióticos(organismos de todos los grupos).

El agua circula continuamente de los océanos a la atmósfera, luego a la tierra yregresa a los océanos, proporcionando un suministro renovable. Este ciclo, a través del cual se mantiene un equilibrio del agua, se llama ciclo del agua o ciclohidrológico.

El ciclo del agua en el ambiente es dinámico yse produce gracias a la energía solar. El calordel sol hace que el agua se evapore desdelas masas de agua, tierras húmedas y también desde el cuerpo de los organismos. El sol es el origen de toda laenergía, la cual llega a la Tierra en formade luz y calor. ¿Cuál crees tú que es la importancia del sol para los seres vivos del planeta?

CCoonnvveerrsseemmooss

La mayor parte del agua(95%) está contenida enlos océanos y mares. Elresto corresponde a aguadulce, que se encuentra enlos lagos, ríos y acuíferos subterráneos (2%) y a lagran reserva de aguadulce, en forma de hielo,que contienen los casquetes polares y losglaciares (3%).

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UNIDAD 2

En la atmósfera, el agua seencuentra como vapor deagua procedente de la evaporación de aguassuperficiales, océanos, lagosy ríos, principalmente.

El agua que precipitapuede infiltrarse en elsuelo formando acuíferossubterráneos (aguas subterráneas), o bien fluyeformando ríos o arroyosque llegan al mar.

Desde las nubes el aguaprecipita en forma de granizo, nieve o lluvia, reincorporándose a ríos,mares y lagos.

Los seres vivos, principalmente las plantas,aportan una cantidad considerable de vapor deagua a la atmósfera,mediante la transpiración.

Cuando desciende la temperatura, asociada a otrosfactores atmosféricos, el vapor de agua se condensa y se formanlas nubes.

Ciclo del agua

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62 Unidad 2

HACIENDO ciencia

Observación

El ciclo del agua es el ciclo más activo de la superficie del planeta: mueve gran cantidad de materia.

Problema científico

¿Cuál es la causa de que el agua circule constantemente por el planeta?

Formulación de hipótesis

La circulación de agua en la naturaleza es posible gracias a los cambios de estado que experimenta.

Experimentación y control de variables

a. Junto a 2 ó 3 compañeros o compañeras, consigan los siguientes materiales: un termómetro, vaso de vidrio, frasco de vidrio grande con tapa y varios cubitos de hielo.

b. Coloquen los cubitos de hielo en el vaso, introdúzcanlo en el frasco y tápenlo.c. Pongan el frasco en un lugar donde reciba luz solar o bajo luz artificial (pueden utilizar una

lámpara) y esperen 20 minutos. Observen lo que ocurre con el hielo y anótenlo en sus cuadernos. Abran el frasco y registren la temperatura, introduciendo un termómetro, durante 30 segundos. Posteriormente, tapen el frasco.

d. Transcurridos 20 minutos, coloquen el frasco en un lugar más frío y déjenlo por 20 minutos más. Anoten sus observaciones.

Recolección de datos

Registren en sus cuadernos todas las observaciones; pueden utilizar una tablacomo la siguiente:

Análisis de resultados y conclusiones

1. Nombra las variables (dependiente, independiente y constante) con las que trabajaste en el experimento.

2. ¿Qué sucedió con el hielo al estar expuesto a la luz? Explica.3. ¿Qué ocurrió con el frasco en el lugar frío?4. ¿Qué relación existe entre los cambios de estado del agua y el ciclo hidrológico? Explica.5. ¿A qué se debe que existan cambios de estado del agua?6. Explica cómo ocurren en la naturaleza los cambios que observaste en la experiencia realizada.

Observación

Planteamiento del

problema

Formulación de hipótesis

Experimentación y

control de variables


Análisis de resultados y

conclusiones

PROCESOS CIENTÍFICOS

¿Cómo circula el agua por el planeta?

Sensación térmica del frasco Estado del agua

Observaciones

A los 20 minutos

A los 40 minutos Copia en tu cuaderno

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UNIDAD 2

El nitrógeno en la naturaleza

El nitrógeno es un elemento esencial para el desarrollo de la vidaen la Tierra. Forma parte de los aminoácidos, que constituyen lasproteínas, y de otros compuestos orgánicos. ¿De dónde obtienen el nitrógeno los seres vivos?

El nitrógeno molecular (N2) es uno de los elementos más abundantes en la Tierra, constituyendo cerca del 78% de losgases que componen la atmósfera. Sin embargo, la mayoría de los organismos no pueden utilizar el nitrógeno atmosférico en formadirecta, sino que dependen del nitrógeno presente en el suelo, el cualdebe previamente fijarse, es decir, combinarse con otros elementos.

La fijación biológica del nitrógeno la realiza un grupo de bacterias que viven libresen el suelo o asociadas a las raíces de algunas plantas. Además, los relámpagosfijan también una pequeña cantidad de nitrógeno.

Al combinarse con otros elementos, el nitrógeno da origen a compuestos diferentes. De esta forma puede ser utilizado por otros organismos del ecosistema.

Algunas bacterias que fijannitrógeno al suelo viven enlas raíces de las plantas leguminosas.

N2

Nitrógeno atmosférico

NH3

Amoníaco

NO3–

Nitrato

o

NO2–

Nitrito

NH4+

Amonio

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64 Unidad 2

Nitrógenoatmosférico (N2)

Fijación biológicade nitrógeno

Bacterias que fijannitrógeno

Bacterias nitrificantes

Amonificación

Desnitrificación

Nitrificación

Descomposición

Bacterias desnitrificantes

Fijación de nitrógeno por relámpagos

Etapas del ciclo del nitrógeno

AmonificaciónAlgunas bacterias utilizan el nitrógeno de los desechos animales, así como lasplantas y animales endescomposición, parafabricar sus propiasproteínas, liberando alsuelo el nitrógeno queno utilizaron en formade amoníaco (NH3) oamonio (NH4

+).

DesnitrificaciónParte del nitrato presente en el suelose pierde en el proceso de desnitrificación, a través del cual algunasbacterias transformanel nitrato en nitrógeno gaseoso ylo liberan a la atmósfera.

AsimilaciónLos vegetales absorben el nitratodel suelo y lo utilizanpara fabricar proteínas, las quepasan a los animales através de la cadenaalimentaria. El ciclo sereinicia con los desechos de animaleso cuando animales yvegetales mueren.

NitrificaciónEn el suelo, otrogrupo de bacteriastransforman el amoníaco y el amonioen nitrito (NO2

–), elque luego es transformado en nitrato (NO3

–).

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UNIDAD 2

Si reconociste la importancia de los elementos químicos en la actividad 1, ¡felicitaciones! De lo contrario repasa el contenido de las páginas 56, 60 y 63.Si identificaste los procesos de los ciclos de la naturaleza, ¡muy bien! Si cometiste alguna equivocación revisa el tema 2 de la unidad.



a. ¿En qué capa de la Tierra se lleva a cabo el ciclo?b. Describe brevemente los procesos que ocurren en el ciclo.c. Dibuja en tu cuaderno los ciclos del carbono y del nitrógeno, y ubica el lugar en el que participan

los organismos productores y descomponedores.d. ¿Qué ocurriría en los ciclos si se eliminan de la naturaleza a los organismos productores?

1. Explica la importancia de los siguientes elementos en la naturaleza.

a. Carbono. b. Oxígeno. c. Nitrógeno. d. Agua.

2. Copia el siguiente esquema en tu cuaderno e identifica los procesos que están señalados conlas flechas. Luego responde las preguntas planteadas.

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66 Unidad 2

3. ALTERACIONES EN LOS CICLOS NATURALES

En la actualidad, la mayoría de los sectores de la sociedad aceptan que estamosen presencia de un calentamiento global del planeta, el que influiría directamenteen un cambio climático, también global. De acuerdo a lo que se conoce, el calentamiento global ha sido consecuencia del enorme aumento de las emisionesde ciertos gases hacia la atmósfera, producto de la actividad humana, a partir de laera industrial. La concentración de dióxido de carbono (CO2) y otros gases,como el óxido nitroso (N2O), ha generado un incremento del efecto invernaderonatural, aumentando la temperatura del planeta, fenómeno conocido como calentamiento global.

El calentamiento global ha provocado, además, cambios en la dinámica de losciclos biogeoquímicos.

Si las concentraciones de carbono y nitrógeno atmosférico están aumentando,¿qué ocurre con el ciclo natural de estos gases?

Los ciclos del carbono y del nitrógeno se han modificado producto de la utilización de combustibles fósiles, la deforestación y algunos procesos agrícolas eindustriales. Esto ha acelerado el flujo de estos gases hacia la atmósfera, provocando un cambio en su composición química.

Factores que alteran losciclos del carbono y delnitrógeno.

DeforestaciónDeforestación

Aumento del efecto invernaderoAumento del efecto invernadero

Mayor temperatura en la TierraMayor temperatura en la Tierra

Pérdida de la capacidadPérdida de la capacidadfotosintéticafotosintética

Cambios en labiodiversidadContaminación del ecosistema

acuático por flujo de fertilizantes

Cambio en la utilización de la tierra por agotamiento o

desgaste de los suelos

Emanación de gases poruso de

combustibles fósiles

Emanación de gases poruso de

combustibles fósilesEmanaciones de

gases: CO2 y NOEmanaciones de

gases: CO2 y NO

GLOSARIO

Efecto invernadero:gases (CO2, N2O,entre otros) acumulados en laatmósfera que impiden la salida departe de la radiaciónproveniente del sol,que es reflejada por lasuperficie terrestre.

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UNIDAD 2

1. Observa el siguiente gráfico y responde en tu cuaderno las preguntas planteadas.

a. ¿Por qué las plantas, la tierra y los océanos tienen valores negativos de liberación de CO2?b. ¿Qué factor libera más CO2 a la atmósfera?c. ¿Qué representa el valor total en el gráfico?d. ¿Cuál es el valor aproximado de CO2 liberado a la atmósfera? e. ¿Cuál es el valor aproximado de CO2 que es capturado de la atmósfera producto da la acción humana?

¿En qué procesos se utiliza?f. Calcula la diferencia entre el CO2 liberado y el CO2 captado. ¿Qué representa ese valor?, ¿qué sucede

con esa cantidad de CO2 en la naturaleza?g. Elabora una conclusión con los datos del gráfico, mencionando los efectos que ocasionan en la

naturaleza la liberación y utilización de CO2.h. Imagina que el suministro de combustibles fósiles se agotara en 50 años, ¿qué ocurriría con la

actividad humana?, ¿cómo incidiría esto en la naturaleza?

Analiza

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Se produciría el deshielo de grandes glaciares, lo que provocaría unaumento del nivel del mar y una disminución de las fuentes de aguadulce disponibles para el consumo humano en algunos lugares.

Las variaciones en las precipitaciones provocaría que los suelos retengan menos cantidad de agua, por lo que existirían períodos de sequía muy prolongados.

68 Unidad 2

¿Qué ocurre con el agua al elevarse la temperatura del planeta?

El aumento de la temperatura del planeta ha acelerado el ciclo hidrológico, es decir, los cambios de estado del agua en la naturaleza ocurren más rápidamente.

Las principales consecuencias que podrían producirse debido a la alteración delciclo hidrológico son las siguientes:

En los últimos años se ha tomado conciencia a nivel mundial sobre la protección y el cuidado de la naturaleza. Los esfuerzos para evitar la amplificación del efecto invernadero deben concentrarse necesariamenteen la reducción de las emisiones de los gases que lo originan y, así también, en detener la deforestación a nivel mundial.

CCoonnoocciieennddoo mmááss

En regiones del planeta donde llueve poco, las precipitaciones disminuirían aún más y aumentarían en las zonas donde estas son más intensas.

U2 3/12/08 17:12 Page 68


UNIDAD 2

1. Copia en tu cuaderno las siguientes oraciones y complétalas con los conceptos correspondientes.

a. Producto de la actividad industrial, se emanan gases contaminantes como el …, y …, los que se acumulan en la … aumentando el efecto … .

b. El aumento del efecto invernadero provoca a su vez un aumento de la … del planeta, lo cual puede incidir en el … de polos, cambios en la intensidad de … y períodos prolongados de … .

2. Nombra y explica en qué consisten las siguientes actividades humanas y cómo inciden en el ecosistema.

a. b. c.

3. Responde las siguientes preguntas en tu cuaderno.

a. ¿Qué es el efecto invernadero?, ¿por qué se produce?b. ¿Qué consecuencias trae el aumento de gases como el CO2 en la atmósfera?c. ¿Qué consecuencias tiene para los seres vivos la alteración de los ciclos biogeoquímicos?

Si respondiste correctamente las actividades, ¡muy bien! Si tuviste algún error; revisa nuevamente el contenido de las páginas 66 y 68 y vuelve a realizar las actividades.



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Taller Científico

70 Unidad 2

La fijación industrial del nitrógeno se realiza para obtener amoníaco, que es lamateria prima para la elaboración de fertilizantes que se usan en la agricultura.

Problema científico

¿Qué efectos provocan los compuestos nitrogenados en las plantas?

Hipótesis

Formen grupos de 3 ó 4 personas y, aplicando lo que han aprendido en la unidad, respondan las siguientes preguntas en el cuaderno.

a. ¿Qué compuestos nitrogenados conoces?b. ¿Cómo utilizan el nitrógeno los productores y descomponedores?c. Formulen una hipóstesis que te permita responder el problema planteado.

Experimentación y control de variables

Consigan los siguientes materiales:

- 2 vasos plásticos transparentes.- 10 semillas de porotos.- algodón.- amonio o nitrato (se compra en

una ferretería, florería o jardín deventa de plantas).

Observación

NITRÓGENO EN LA NATURALEZAExperimentación y

control de variables

Al realizar unainvestigación, loscientíficos buscanponer a prueba lahipótesis. Para ellose deben diseñarexperimentos queconsideren los factores o variablesinvolucrados en lahipótesis.

PROCESOSCIENTÍFICOS

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UNIDAD 2


Diseño experimental

Con los materiales reunidos, elaboren un experimento que les permita descubrir qué efectos provoca el nitrógeno en las plantas.

Tengan presente que deben incluir un patrón “control” que les permita compararla variables dependiente con el tratamiento experimental. Por esta razón, se lespiden dos vasos.

Identifiquen y describan las variables de este experimento.


Observen diariamente los cambios que experimentan las semillas de porotos yanótenlos en sus cuadernos.

Una vez que aparezca el tallo comiencen a medirlo y a registrarlo.

Elaboren una tabla para registrar los datos y las observaciones.

Copia las siguientes preguntas en tu cuaderno y responde Sí o No, según corresponda.

1. ¿Logré establecer una hipótesis de trabajo acorde con el problema planteado?2. ¿Diseñé un experimento que me ayudó a resolver el problema inicial? 3. En el laboratorio, ¿trabajé de manera ordenada y limpia?4. ¿Escuché y respeté las opiniones de mis compañeros y compañeras de trabajo?5. ¿Logré ordenar y analizar correctamente los resultados del experimento?

¿Cómo trabajé?

Análisis de resultados y conclusiones

1. ¿Qué cambios experimentaron las semillas de porotos?2. ¿Hubo diferencias en el crecimiento de las plantas? Explica.3. ¿Qué variables estaban siendo manipuladas? Nómbralas.4. ¿De qué manera incidió el nitrógeno en el desarrollo de las plantas?

Fundamenta tu respuesta, utilizando tus resultados.5. ¿Qué ocurriría si los fertilizantes, como el amonio, se utilizaran en exceso?

Propón un diseño experimental para comprobar lo que ocurriría con el usoabusivo de fertilizantes.

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72 Unidad 2

Noticia Científica

Una de las zonas del planeta más afectadaspor el calentamiento global es la Antártica.Durante los últimos 50 años, 6 placas dehielo del continente se han desintegrado.

En febrero de 2008, científicos confirmaronel desprendimiento de una de lasplataformas más grandes que aún seconservan en la Antártica, la plataformaWilkins. El trozo de hielo que sedesintegra equivale a tres veces eltamaño de la Isla de Pascua.Los científicos señalan elcalentamiento global comoresponsable de lo queocurre en este continente,es en esta zona del planetadonde los efectosclimáticos se han dejadosentir con mayor fuerza. Elaumento de la temperatura enla Antártica es de 0,5 ºC pordécada, durante los últimos 50 años.

Informes de la ONU señalan que elderretimiento de hielo en los polos haprovocado un aumento en el nivel del marde 1,8 milímetros por año. Sin embargo, losexpertos no creen que este desprendimientoen particular altere el nivel del mar, ya quecorresponde a hielos flotantes.

BLOQUE DE HIELO SEDESPRENDE EN LA ANTÁRTICA

La masa de hielo tiene un tamaño tres veces mayor ala Isla de Pascua.

1. ¿Por qué crees tú que los científicos se preocupan de los efectos del calentamiento global en lugarestan alejados del mundo?

2. ¿Cómo afecta a los seres vivos el desprendimiento de los hielos de la Antártica?3. ¿Qué debemos hacer los humanos para prevenir desastres ecológicos como el

derretimiento de los glaciares o el derretimiento de hielo en los polos?

Responde en tu cuaderno

Fuente: La Tercera, sección Tendencias,

26 de marzo de 2008, pág. 33. Adaptación.

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UNIDAD 2


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74 Unidad 2

Responde nuevamente la sección Demuestro lo que sé…, de la página 47, y luegoevalúa cuánto has avanzado.

1. Observa las siguientesfotografías y luegoresponde.

a. Nombra los componentes del ecosistema que observas en las fotografías.b. ¿Interactúan entre sí los componentes de cada ecosistema?, ¿cómo lo hacen?c. ¿Qué se necesita para mantener la vida en ambos ecosistemas?

2. Completa en tu cuaderno las siguientes oraciones.

a. La energía que necesitan los seres vivos proviene del … . Esta es utilizada por las… para fabricar sus propios … .

b. La energía … de un ser vivo a otro a través de una cadena … que estáconstituida por organismos …, … y … .

c. Algunos elementos vitales para la vida en la Tierra son el …, … y el … los cualesse reciclan a través de los … .

Compara tus respuestas con las iniciales, ¿han cambiado o se han mantenido igual?Indica cuáles cambiaron y cuáles no.

Ahora profundiza tus respuestas

3. Completa la siguiente tabla con los elementos o compuestos correspondientes acada descripción (agua, dióxido de carbono, oxígeno y/o nitrógeno).

Característica Sustancia

Se encuentra en la atmósfera.

Se requiere para el proceso de respiración.

No es utilizable directamente por los seres vivos.

Es absorbido por las plantas para realizar la fotosíntesis.

Es liberado en la respiración.

Se libera como producto de la fotosíntesis.

A B

Copia en

tu cuaderno

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UNIDAD 2


Materia

Ciclos biogeoquímicos

Ciclo del agua

Contaminación

Energía Naturaleza

Ciclo del carbono

Consumidores

Ecosistemas

Sol

Productores

Calentamiento global

Ciclo delnitrógeno

Descomponedores

Mapa conceptual

Utilizando los siguientes términos, construye un mapa conceptual. Puedes agregar otrostérminos si lo requieres.

¿Qué haces tú?

El agua es un recurso natural renovable muy abundante en el planeta. Sin embargo, lamínima parte de ella es realmente útil para el consumo o uso por parte del ser humano.A pesar de esto, la actividad humana ha descuidado la protección y el mantenimiento de este vital recurso, arrojando toneladas de suciedad al agua, contaminándola con detergentes, arrojando basura química, entre otros.

Evalúa tus actitudes

Copia las siguientes preguntas en tu cuaderno y responde Sí o No a cada una.

1. ¿Crees que es importante cuidar el agua?, ¿por qué?2. Elabora un listado del uso que haces del agua en un día y analiza qué aspectos

podrías mejorar para su cuidado.3. Si bien hay muchos factores que influyen en la contaminación del agua, ¿qué medidas

propondrías a nivel industrial, doméstico y personal para cuidar este recurso?

Comparte tus respuestas con tu curso y en conjunto propongan medidas concretas parapromover el cuidado del agua en el colegio.

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76 Unidad 2

¿Qué aprendiste?

1. ¿Qué factor(es) es(son) imprescindible(s)para los seres vivos?A. La energía.B. La materia inorgánica.C. La materia orgánica.D. La materia y la energía.

2. ¿En qué capas se desarrolla la vida en nuestro planeta?A. Litosfera.B. Atmósfera e hidrosfera.C. Hidrosfera y litosfera.D. Atmósfera, litosfera e hidrosfera.

3. ¿Cómo circulan la materia y la energía enla naturaleza?A. La energía circula a través de los seres

vivos.B. La energía y la materia circulan a través

de los ciclos biogeoquímicos.C. La energía fluye en una sola dirección, la

materia fluye cíclicamente.D. Circulan entre la atmósfera y la litosfera.

4. ¿Qué procesos permiten que los seresvivos incorporen carbono?A. Respiración y alimentación.B. Fotosíntesis y respiración.C. Alimentación y fotosíntesis.D. Respiración, alimentación y fotosíntesis.

5. ¿Cuál de las siguientes aseveraciones,respecto al ciclo del carbono, esincorrecta?A. Los heterótrofos incorporan carbono del

ambiente a través de la fotosíntesis. B. La descomposición de materia orgánica,

libera CO2 a la atmósfera.

C. Los animales obtienen carbono al alimentarse de plantas.

D. El uso de combustibles fósiles, libera carbono hacia la atmósfera.

6. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones relacionadas con el ciclo del nitrógeno escorrecta?A. Como producto de la desnitrificación se

forma NO3–.

B. Las plantas absorben nitrógeno en formade nitrito y amonio.

C. La gran fuente de nitrógeno en la naturaleza se encuentra en el suelo.

D. La fijación de nitrógeno puede ocurrir por medio de la acción bacteriana.

7. El efecto invernadero es uno de los principales problemas ambientales de laactualidad. Al respecto ¿cuál de las siguientes situaciones no es causa de este fenómeno? A. El uso de combustibles fósiles. B. El fenómeno de calentamiento global. C. La deforestación.D. Emanaciones de gases como el CO2.

I. Lee las preguntas y selecciona la alternativa correcta en tu cuaderno.

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UNIDAD 2


II. Copia y completa en tu cuaderno la siguiente tabla.

III. Copia y responde brevemente las siguientes preguntas en tu cuaderno.

a. Menciona cuatro lugares a los que llega el agua después de caer como precipitación.b. ¿En qué formas se puede encontrar el agua en la Tierra?c. ¿Qué ocurriría si el agua de la Tierra dejara de evaporarse?d. ¿Qué papel desempeñan los animales en el ciclo del carbono?e. ¿Qué sucedería si todas las bacterias de la Tierra desaparecieran?

Ciclo biogeoquímicoElementos o

compuestos que circulan

Organismos que participan

Principales fenómenoso procesos

Ciclo del carbono

Ciclo del nitrógeno

Ciclo del agua

Copia en tu cuaderno

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CICLOS EN LA NATURALEZA · ¿Qué condiciones permiten la existencia de vida en la Tierra? b....

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