8egb-CCNN-F2.pdf

Educación General Básica - Subnivel Superior
CIENCIAS
NATURALES
8.ºEGB
TEXTO DEL ESTUDIANTE
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CIENCiAs
NATURALES
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EDITORIAL
DON BOSCO
EDITORIAL DON BOSCO
OBRAS SALESIANAS DE
COMUNICACIÓN
Marcelo Mejía Morales
Gerente geZneral
Paúl F. Córdova Guadamud
Dirección editorial
Ligia Elena Quijia
Editor de área
Ligia Elena Quijia
Adaptación de contenidos
Rubén Darío Abad
Ligia Elena Quijia
Andrea Zárate Oviedo
Creación de contenidos
nuevos
Luis Felipe Sánchez
Coordinación de estilo
Juan Carlos Checa
Luis Felipe Sánchez
Revisión de estilo
Pamela Cueva Villavicencio
Coordinación gráfica
Mercedes Díaz
Sol Balseca
Andrés Villamil
Marco Antonio Ospina
Belalcazar
Jonathan Barragán
Diagramación
Marco Antonio Ospina
Belalcazar
Ilustración
ISBN 978-9942-23-012-6
Primera impresión: julio 2016
ADVERTENCIA
Un objetivo manifiesto del Ministerio de Educación es combatir el sexismo y la
discriminación de género en la sociedad ecuatoriana y promover, a través del
sistema educativo, la equidad entre mujeres y hombres. Para alcanzar este
objetivo, promovemos el uso de un lenguaje que no reproduzca esquemas
sexistas, y de conformidad con esta práctica preferimos emplear en nuestros
documentos oficiales palabras neutras, tales como las personas (en lugar de
los hombres) o el profesorado (en lugar de los profesores), etc. Sólo en los
casos en que tales expresiones no existan, se usará la forma masculina como
genérica para hacer referencia tanto a las personas del sexo femenino como
masculino. Esta práctica comunicativa, que es recomendada por la Real
Academia Española en su Diccionario Panhispánico de Dudas, obedece a dos
razones: (a) en español es posible <referirse a colectivos mixtos a través del
género gramatical masculino>, y (b) es preferible aplicar <la ley lingüística de la
economía expresiva> para así evitar el abultamiento gráfico y la consiguiente
ilegibilidad que ocurriría en el caso de utilizar expresiones como las y los, os/as
y otras fórmulas que buscan visibilizar la presencia de ambos sexos.
La reproducción parcial o total de esta publicación, en cualquier forma y por
cualquier medio mecánico o electrónico, está permitida siempre y cuando sea
por los editores y se cite correctamente la fuente autorizada.
DISTRIBUCIÓN GRATUITA PROHIBIDA SU VENTA
© Ministerio de Educación del Ecuador
Av. Amazonas N34-451 y Av. Atahualpa
Quito-Ecuador
www.educacion.gob.ec
PRESIDENTE DE LA REPÚBLICA
Lenín Moreno Garcés
MINISTRA DE EDUCACIÓN
Monserrat Creamer Guillén
Viceministra de Educación
Susana Araujo Fiallos
Viceministro de Gestión Educativa
Vinicio Baquero Ordóñez
Subsecretaria de Fundamentos Educativos
María Fernanda Crespo Cordovez
Subsecretario de Administración Escolar
Mariano Eduardo López
Directora Nacional de Currículo
Graciela Mariana Rivera Bilbao la Vieja
Director Nacional de Recursos Educativos
Ángel Gonzalo Núñez López
Directora Nacional de Operaciones y
Logística
Carmen Guagua Gaspar
Primera impresión
Marzo 2020
Impreso por:
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Contenidos
Ecosistema
El espacio exterior
Contenidos:
Índice
4.1. El universo (140)
4.1.1. Exploración del universo (142)
4.1.2. Origen y evolución del universo (144)
4.1.3. Las galaxias (146)
4.1.4. Las estrellas (148)
4.1.5. Las nebulosas (150)
4.1.6. El Sistema Solar (151)
4.1.7. Asteroides, cometas y meteoritos
(156)
4.2. Origen y evolución de la Tierra (158)
4.2.1. Métodos de datación y eras
geológicas (159)
4.3. Espectro electromagnético (165)
3.1. Componentes del ecosistema (98)
1.2.1. Biotopo (100)
1.2.1. Biocenosis (103)
3.2. Dinámica de los ecosistemas (104)
3.2.1. Las relaciones tróficas (104)
3.3. La materia y la energía en los ecosistemas
(106)
3.4. El estudio de los ecosistemas (108)
3.4.1. El estudio del medio acuático (108)
3.4.2. El estudio del medio terrestre (109)
3.4.3. Ecosistema acuático (111)
3.4.4. Ecosistema terrestre (113)
3.5. Flujo de energía en los ecosistemas (114)
3.5.1. Pirámides de biomasa y producción
(115)
3.5.2. La captación y la transformación de
nutrientes en los vegetales (117)
3.5.3.Transformación de los nutrientes:
metabolismo (117)
3.6. Ciclos biogeoquímicos (118)
3.6.1. Características de la hidósfera (118)
3.6.2. Características de la atmósfera (122)
3.6.3. Composición de la geósfera (126)
3.7. Ciclo de la materia (130)
3.7.1. Ciclo del carbono (131)
3.7.2. Ciclo del nitrógeno (131)
3.7.3. Ciclo del fósforo (132)
3.7.4. Ciclo del azufre (132)
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unidad
temática
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unidad
temática
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Biomoléculas
Física en acción
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temática
6
unidad
temática
5.1. Biomoléculas inorgánicas (174)
5.1.1.El agua (174)
5.1.2. Las sales minerales (178)
5.2. Biomoléculas orgánicas (179)
5.2.1. Glúcidos (180)
5.2.2. Lípidos (182)
5.2.3. Proteínas (189)
5.2.4. Ácidos nucleicos (194)
5.3. Fechado radioactivo y sus
aplicaciones. (201)
Contenidos:
Contenidos:
Índice
6.1. Estudio de la física (210)
6.2. El movimiento (212)
6.2.1. Elementos del movimiento (213)
6.3. La velocidad (214)
6.3.1. Unidades de velocidad (214)
6.3.2. Cálculos de espacio y tiempo (215)
6.4. La aceleración (216)
6.4.1. Cálculo de la aceleración (216)
6.5. Las fuerzas (217)
6.5.1. Elementos y unidades de fuerza
(217)
6.5.2. Fuerza equilibrada y no
equilibrada (218)
6.5.3. Fuerza, masa y aceleración (219)
6.5.4. Fuerza gravitatoria (220)
6.6. Presión (224)
6.6.1. La presión en los gases (225)
6.6.2. Tipos de presión (226)
6.7. Materia y energía (227)
6.7.1. Formas de energía (228)
6.7.2. Propiedades de la energía (230)
6.7.3. Utilización de la energía (233)
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Objetivos:
• Describir los tipos y características de las células, el ciclo celular, los meca-
nismos de reproducción celular y la constitución de los tejidos, que permiten
comprender la compleja estructura y los niveles de organización de la mate-
ria viva. (U 1, U2)
• Describir la reproducción asexual y sexual en los seres vivos y deducir su im-
portancia para la supervivencia y diversidad de las especies. (U 2)
• Diseñar modelos representativos de los flujos de energía en cadenas y redes
alimenticias, identificar los impactos de la actividad humana en los ecosiste-
mas e interpretar las principales amenazas. (U 3)
• Identificar las principales relaciones entre el ser humano y otros seres vivos
que afectan su salud, la forma de controlar las infecciones a través de barre-
ras inmunológicas naturales y artificiales. (U 2)
• Investigar en forma experimental el cambio de posición y velocidad de los
objetos por acción de una fuerza, su estabilidad o inestabilidad y los efectos
de la fuerza gravitacional. (U 6)
• Analizar la materia orgánica e inorgánica, establecer sus semejanzas y di-
ferencias según sus propiedades, e identificar al carbono como elemento
constitutivo de las biomoléculas (carbohidratos, proteínas, lípidos y ácidos
nucleicos). (U 5)
• Investigar en forma documental la estructura y composición del Universo;
las evidencias geológicas y paleontológicas en los cambios de la Tierra y el
efecto de los ciclos biogeoquímicos en el medio natural. Todo, con el fin de
predecir el impacto de las actividades humanas e interpretar las consecuen-
cias del cambio climático y el calentamiento global. (U 4, U 3)
• Comprender la conexión entre la ciencia y los problemas reales del mundo,
como un proceso de alfabetización científica, para lograr, en los estudiantes,
el interés hacia la ciencia, la tecnología y la sociedad. (U 1, U2, U3, U4, U5, U6)
• Utilizar el método científico para el desarrollo de habilidades de investiga-
ción científica, que promuevan pensamiento crítico, reflexivo y creativo, en-
focado a la resolución de problemas. (U 1, U2, U3, U4, U5, U6)
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Destrezas con criterios de desempeño
Unidades
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• Indagar, con uso del microscopio, de las TIC u otros recursos, y describir
las características estructurales y funcionales de las células, y clasificarlas
por su grado de complejidad, nutrición, tamaño y forma.
✓
• Describir, con apoyo de modelos, la estructura de las células animales y
vegetales, reconocer sus diferencias y explicar las características, funcio-
nes e importancia de los organelos.
✓
• Diseñar y ejecutar una indagación experimental y explicar las clases de
tejidos animales y vegetales, diferenciándolos por sus características, fun-
ciones y ubicación.
✓
• Analizar el proceso del ciclo celular e investigar experimentalmente los ci-
clos celulares mitótico y meiótico, describirlos y establecer su importancia
en la proliferación celular y en la formación de gametos.
✓
• Analizar los niveles de organización y diversidad de los seres vivos y clasi-
ficarlos en grupos taxonómicos, de acuerdo con las características obser-
vadas a simple vista y las invisibles para el ojo humano.
✓
• Usar modelos y describir la reproducción sexual en los seres vivos y dedu-
cir su importancia para la supervivencia de la especie.
✓
• Observar y explicar en diferentes ecosistemas las cadenas, redes y pirá-
mides alimenticias, identificar los organismos productores, consumidores y
descomponedores y analizar los efectos de la actividad humana sobre las
redes alimenticias.
✓
• Diseñar modelos representativos del flujo de energía en cadenas y redes
alimenticias, explicar y demostrar el rol de los seres vivos en la trasmisión
de energía en los diferentes niveles tróficos.
✓
• Relacionar los elementos carbono, oxígeno y nitrógeno con el flujo de
energía en las cadenas tróficas de los diferentes ecosistemas.
✓
• Investigar en forma experimental y explicar la posición de un objeto respec-
to a una referencia, ejemplificar y medir el cambio de posición durante un
tiempo determinado.
✓
• Analizar y describir la velocidad de un objeto con referencia a su direc-
ción y rapidez, e inferir las características de la velocidad.
✓
• Experimentar la aplicación de fuerzas equilibradas sobre un objeto en
una superficie horizontal con mínima fricción y concluir que la velocidad
de movimiento del objeto no cambia.
✓
• Experimentar y explicar la relación entre masa y fuerza y la respuesta de
un objeto en forma de aceleración.
✓
• Experimentar con la densidad de objetos sólidos, líquidos y gaseosos, al
pesar, medir y registrar los datos de masa y volumen, y comunicar los re-
sultados.
✓
• Explicar, con apoyo de modelos, la presión absoluta con relación a la
presión atmosférica e identificar la presión manométrica.
✓
Unidades
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• Indagar y explicar el origen de la fuerza gravitacional de la Tierra y su
efecto en los objetos sobre la superficie, e interpretar la relación masa-dis-
tancia según la ley de Newton.
✓
• Indagar, con uso de las TIC y otros recursos, la gravedad solar y las orbitas
planetarias y explicar sobre el movimiento de los planetas alrededor del Sol.
✓
• Diseñar una investigación experimental para analizar las características
de la materia orgánica e inorgánica en diferentes compuestos, diferen-
ciar los dos tipos de materia según sus propiedades e inferir la importan-
cia de la química.
✓
• Explicar el papel del carbono como elemento base de la química de la
vida e identificarlo en las biomoléculas.
✓
• Indagar, con uso de las TIC y otros recursos, sobre el origen del Universo,
analizar la teoría del Big Bang y demostrarla en modelos actuales de la
cosmología teórica.
✓
• Observar, con uso de las TIC y otros recursos, y explicar la apariencia ge-
neral de los planetas, satélites, cometas y asteroides, y elaborar modelos
representativos del sistema solar.
✓
• Observar en el mapa del cielo, la forma y ubicación de las constelacio-
nes y explicar sus evidencias sustentadas en teorías y creencias, con un
lenguaje pertinente y modelos representativos.
✓
• Reconocer, con uso de las TIC y otros recursos, los diferentes tipos de
radiaciones del espectro electromagnético y comprobar experimental-
mente, a partir de la luz blanca, la mecánica de formación del arcoíris.
✓
• Describir, con apoyo de modelos, los ciclos del oxígeno, el carbono, el
nitrógeno y el fósforo, y explicar la importancia de estos para el reciclaje
de los compuestos que mantienen la vida en el planeta.
✓
• Explicar, con apoyo de modelos, la interacción de los ciclos biogeoquí-
micos en la biósfera (litósfera, la hidrósfera y la atmósfera), e inferir su im-
portancia para el mantenimiento del equilibrio ecológico y los procesos
vitales que tienen lugar en los seres vivos.
✓
• Investigar en forma documental sobre el cambio climático y sus efectos
en los casquetes polares, nevados y capas de hielo, formular hipótesis
sobre sus causas y registrar evidencias sobre la actividad humana y el
impacto de ésta en el clima.
✓
• Investigar en forma documental y procesar evidencias sobre los movi-
mientos de las placas tectónicas, e inferir sus efectos en los cambios en el
clima y en la distribución de los organismos.
✓
• Indagar sobre la formación y el ciclo de las rocas, clasificarlas y describir-
las de acuerdo a los procesos de formación y su composición.
✓
• Indagar, con uso de las TIC y otros recursos, y analizar las causas de los
impactos de las actividades humanas en los hábitats, inferir sus conse-
cuencias y discutir los resultados.
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El proyecto de Ciencias Naturales 8
Para empezar
Sección inicial para facilitar la
motivación de los estudiantes y para
activar los conocimientos previos en
base a la imagen propuesta.
Activa tu conocimiento
con el gráfico
En resumen
Se propone un esquema
que muestra la relación
entre los contenidos.
Para finalizar
Puesta en práctica de las competencias, reflexión
sobre el aprendizaje y comprobar sin han
asimilado los contenidos de la unidad
Evaluando tus
destrezas
Autoevaluación
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Mientras tanto en
el mundo...
Puesta en práctica de las
competencias, reflexión sobre
el aprendizaje y comprobar sin
han asimilado los contenidos
de la unidad.
Experimento
Descripción completa
de la tarea motivadora
propuesta al inicio de la
unidad.
¿Qué significan estos íconos?
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3
PARA EMPEZAr:
• ¿Cuáles son los componentes de un ecosistema?
• ¿Cuáles son los elementos que intervienen en una cadena trófica?
• ¿Cuál es la importancia de los ciclos biogeoquímicos en un ecosistema?
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Prohibida
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Página 133
Estudio de un ecosistema
experimento
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http://goo.gl/jhwMTA
CONTENIDOS:
3.1. Componentes del ecosistema
1.2.1. Biotopo
1.2.1. Biocenosis
3.2. Dinámica de los ecosistemas
3.2.1. Las relaciones tróficas
3.3. La materia y la energía en los
ecosistemas
3.4. El estudio de los ecosistemas
3.4.1. El estudio del medio
acuático
3.4.2.El estudio del medio terrestre
3.4.3.Ecosistema acuático
3.4.4.Ecosistema terrestre
3.5. Flujo de energía en los
ecosistemas
3.5.1. Pirámides de biomasa
y producción
3.5.2. La captación y la
transformación de
nutrientes en los vegetales
3.5.3.Transformación de los
nutrientes: metabolismo
3.6. Ciclos biogeoquímicos
3.6.1. Características de la
hidósfera
3.6.2.Características de la
atmósfera
3.6.3.Composición de la geósfera
3.7. Ciclo de la materia
3.7.1. Ciclo del carbono
3.7.2.Ciclo del nitrógeno
3.7.3.Ciclo del fósforo
3.7.4.Ciclo del azufre
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En el planeta Tierra existen diferentes partes de la geósfera,
la atmósfera y la hidrósfera, que presentan unas condiciones
que permiten el desarrollo de la vida. El conjunto de todas
estas zonas donde se encuentran los seres vivos se denomi-
na biósfera.
El estudio de la parte de la Tierra donde se encuentran los
seres vivos no estaría completo si no se toman en cuenta a
los organismos que en ella habitan. ¿ Cómo se denomina la
realción que se establece entre la biósfera y los seres vivos?
¿Cuáles son los componentes de este nivel de organización?
La geósfera es la parte sólida
del planeta Tierra.
La hidrósfera es la capa forma-
da por el agua que se encuen-
tra en la superficie de nuestro
planeta.
La atmósfera es la capa de
aire formada por diferentes ga-
ses que envuelve la Tierra.
El medio ambiente es el con-
junto de factores de todo tipo
capaces de causar efectos so-
bre los seres vivos y las activida-
des humanas.
Distinguimos el medioambiente
antrópico, como aquel que
ha sido más o menos huma-
nizado, incluyendo desde las
grandes ciudades a las zonas
rurales poco habitadas pero
transformadas; y, por otro lado,
el medio ambiente natural,
donde no se ha producido in-
tervención humana.
La ecología es la ciencia que estudia las características de los seres
vivos y las del medio donde viven, así como las relaciones que esta-
blecen los seres vivos entre ellos y con el medio.
y también:
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3.1 Componentes de los Ecosistemas
Un ecosistema está formado por un fragmento de la biósfe-
ra, el conjunto de seres vivos que en él se encuentran y las
relaciones que en él se producen.
En este conjunto, los seres vivos y su medio dependen unos
de otros. Así, en un ecosistema habitan unas especies deter-
minadas que pueden sobrevivir allí porque están adaptadas
a ese medio, y a su vez el medio físico se modifica constan-
temente por la actividad de los organismos.
http://goo.gl/s0AKmu
Los ecosistemas no son conjuntos completamente aislados del resto del planeta. Los diferentes
ecosistemas de la Tierra dependen unos de otros y se relacionan entre sí en distintos grados. El
con
junto de todos los ecosistemas de la Tierra se denomina ecósfera.Así pues, podemos decir
que la ecosfera está formada por la biósfera y todos los seres vivos que en ella habitan.
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Los componentes de un ecosistema son: el biotopo y la biocenosis.
• El biotopo es el medio físico o lugar donde los seres vivos de un ecosistema desarrollan su
vida, y las condiciones ambientales que lo caracterizan.
• La biocenosis es el conjunto de seres vivos que habitan en un determinado ecosistema.
Las costas rocosas son un ecosistema cuyo biotopo presenta un relieve abrupto que debe
soportar el embate de las olas, y las subidas y las bajadas de las mareas. Además, en estas
zonas, la humedad es alta y las temperaturas no presentan cambios bruscos.
La biocenosis de este ecosistema está compuesta por algas y vegetales que se adhieren
fuertemente al sustrato, también encontramos animales invertebrados con esta misma ca-
racterística, como el mejillón o la lapa. Otros animales, como los peces o los cangrejos, son
capaces de vivir de forma libre adaptándose al vaivén del mar.
1. Define e indica las diferencias que existen entre estos conceptos: biósfera, ecósfera y ecosistema.
2. Identifica cuáles de los siguientes ejemplos corresponden a un ecosistema y razona tu respuesta:
la selva - un rebaño de ovejas - una laguna un tronco en descomposición - la Luna
3. Indica con qué capas de la Tierra se relaciona la biósfera.
4. Explica qué son el biotopo y la biocenosis.
Actividades
Clasifiquen las siguien-
tes estructuras según
correspondan al bioto-
po o biocenosis
• estrella de mar
• planta
• roca
• alga
• agua
• pez
• anémona
• cangrejo
• viento
• luz
en grupo
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• El medio terrestre se encuentra en la su-
perficie de los continentes. Está en con-
tacto directo con la atmósfera, que con-
tiene los gases que necesitan los seres
vivos.
En este medio existen varios tipos de su-
perficies, o sustratos, sobre las que encon-
tramos a los seres vivos, como, el suelo, las
rocas o los mismos seres vivos y sus restos.
Junto con el sustrato, la disponibilidad de
agua, la altitud y el clima son las carac-
terísticas más importantes para determi-
nar los distintos tipos de medios terrestres.
• El medio acuático está constituido por
agua. Esta contiene disueltos los gases
que la mayoría de los organismos acuá-
ticos utilizan, así como diversos nutrien-
tes.
Los organismos acuáticos pueden vivir
sobre el fondo de los océanos, ríos o la-
gos, sobre otro ser vivo o sus restos y, a
diferencia de lo que ocurre en el medio
terrestre, pueden no tener sustrato y vivir
suspendidos en el agua, como muchos
peces.
Además del sustrato, la composición y
las condiciones físicas del agua son las
características principales de los distin-
tos medios acuáticos.
El suelo es una capa su-
perficial de la geÓsfera
formada por una mezcla
de fragmentos de minera-
les, rocas y restos de seres
vivos.
3.1.1 El biotopo
El biotopo es el espacio físico y las condiciones ambientales
que lo caracterizan, donde los seres vivos de un ecosistema de-
sarrollan su vida. Las características del biotopo determinan la
presencia de una u otra especie en el ecosistema, así como la
abundancia de cada una.
Los principales componentes del biotopo son el medio y los facto-
res abióticos que lo definen.
y también:
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El medio
El medio es el lugar donde viven y se desplazan los seres vivos de un ecosistema y con el
cual mantienen intercambios constantes de materia y energía.
Distinguimos dos tipos de medio: el medio terrestre y el medio acuático.
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101
Los factores abióticos
Los factores ambientales, o factores abióticos, son el conjunto de condiciones físicas y químicas
del biotopo. Estas condiciones caracterizan al biotopo y determinan qué organismos pueden
habitar en ese ecosistema; es decir, condicionan su biocenosis.
Estos factores también condicionan las adaptaciones que presentan los organismos a su medio,
de forma que toda especie que habite en un determinado ecosistema debe estar preparada
para sobrevivir en las condiciones ambientales propias de su biotopo.
Los factores ambientales más importantes de un ecosistema son la luz, el agua, la tempera-
tura, los gases, la composición del suelo y la situación geográfica.
• La luz es la principal fuente de energía en casi todos los ecosistemas y condiciona la dis-
tribución de los organismos fotosintéticos.
Al estudiar el efecto de la luz sobre el ecosistema
debemos valorar su intensidad, su duración y el
color que presenta. Así, por ejemplo, en las zonas
próximas al ecuador las horas de luz solar varían
muy poco a lo largo del año mientras que en las
próximas a los polos varían mucho.
• El agua es esencial para la vida y todos los orga-
nismos dependen de ella para sobrevivir.
Los seres vivos son capaces de vivir en zonas con
abundante agua, como los océanos, o en zonas
áridas, como los desiertos. En estos podemos en-
contrar adaptaciones extremas a la escasez de
agua como en los cactus, que acumulan agua
en los tallos y sus hojas tienen forma de espina
para limitar la deshidratación.
• La temperatura media y su variación condicio-
nan el tipo de organismos que habitan en un eco-
sistema, ya que las especies pueden vivir dentro
de un margen determinado de temperaturas.
Los organismos que viven en zonas frías presen-
tan adaptaciones para evitar su congelación. Es
el caso de algunos peces de la Antártida, que
poseen proteínas en la sangre que actúan evi-
tando que esta se congele.
En las zonas más cálidas del planeta, el
agua es un factor ambiental determinante
para la vida.
experimenta
La luz y los ecosistemas
Vamos a observar cómo condiciona la
luz el desarrollo de un ecosistema.
• Llena dos botes de cristal con agua
y un poco de tierra de una maceta.
Cierra los botes y agita la mezcla.
• Sitúa uno de los botes en un lugar ilu-
minado del aula, sin que el Sol lo ilu-
mine directamente.
• Guarda el segundo bote en un arma-
rio a oscuras. A lo largo de una sema-
na, sácalo y mantenlo junto al otro du-
rante las horas que estudies Ciencias
de la Naturaleza.
Los dos botes tenían los mismos compo-
nentes pero diferentes factores ambien-
tales. Al cabo de una semana, compro-
barás cómo en el bote situado en un
lugar con luz se han desarrollado más
organismos que en el bote que ha reci-
bido menos luz.
El clima es el conjunto de las condiciones atmosféricas
que caracterizan a una zona geográfica. Las precipitacio-
nes y la temperatura son los dos factores con un mayor pa-
pel en la definición de un clima. Así pues, el clima puede
considerarse como el rasgo ambiental más importante de
un ecosistema.
Prevención del riesgo sísmico
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102
• Algunos gases que se encuentran en la
atmósfera, o disueltos en la hidrosfera,
son utilizados por los seres vivos para rea-
lizar sus funciones vitales.
Entre los gases, cabe destacar la impor-
tancia del oxígeno en la respiración de
los seres vivos y del dióxido de carbono
en la fotosíntesis. Según la altura o
la profundidad en que se en-
cuentre un ecosistema, la
disponibilidad de estos
gases varía.
Así, por ejemplo, las
personas que viven
en altitudes elevadas,
donde la concentra-
ción de oxígeno es me-
nor, presentan más he-
moglobina en la sangre,
para suplir la carencia de
este gas.
• La composición del suelo determina
la disponibilidad de nutrientes y la capa-
cidad de retención de agua. En el medio
acuático la composición del suelo no es
tan importante, en este caso, se tiene en
cuenta la concentración de sales disueltas.
En un ecosistema con un suelo poco de-
sarrollado, como la colada reciente de
un volcán, los vegetales encontrarán mu-
chas dificultades para su crecimiento.
• La situación geográfica de un ecosiste-
ma comprende muchos aspectos, entre
los que destacan la altitud o profundi-
dad, la exposición al Sol, la vertiente y los
vientos o corrientes dominantes.
Una misma zona presentará diferencias
de precipitación muy marcadas, según los
vientos dominantes provengan de áreas
desérticas o lo hagan de áreas costeras
y húmedas. La incidencia de un factor
ambiental es variable según el ecosis-
tema. Así, por ejemplo, la disponi-
bilidad de agua suele ser un
factor muy importante en
los ecosistemas terrestres
cálidos; otro ejemplo es
la temperatura, que en
los ecosistemas fríos es
más limitante.
5. Describe las principales características que
presentan los dos tipos de medio sobre los que
se encuentran los ecosistemas.
6. Explica por qué a partir del clima de una zona
podemos conocer muchas de las característi-
cas del ecosistema que allí existe.
7. Una montaña presenta una ladera sur con mu-
chas hierbas y pastos, mientras que su ladera nor-
te está repletadedensosbosques.¿Porquécrees
que ocurre esta distribución de ecosistemas?
8. Al realizar un muestreo en el interior de una
cueva, se encuentran algunas especies de
animales y hongos. ¿Cuál de los diferentes
factores ambientales crees que es más deter-
minante en este ecosistema?
• Explica tu respuesta a partir del muestreo
de seres vivos.
9. ¿Cuáles son los gases que más condicionan
el desarrollo de un ecosistema? Razona tu res-
puesta.
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3.1.2. La biocenosis
La biocenosis de un ecosistema está formada por las diferen-
tes especies de seres vivos que se encuentran en él y que, a
su vez, establecen una serie de relaciones entre ellas.
La biocenosis de un ecosistema está compuesta por distintas
poblaciones de seres vivos. En ecología se denomina pobla-
ción al conjunto de los individuos de una misma especie que
viven en un ecosistema.
Dentro de la diversidad de un ecosistema, cada especie
ocupa un determinado espacio físico donde encuentra las
condiciones más favorables para vivir. Este espacio se deno-
mina hábitat. Así, por ejemplo, el hábitat del topo es la capa
superficial del suelo.
Además del hábitat, cada especie presenta un determinado
nicho ecológico. El nicho ecológico de una especie es la fun-
ción que cumple en el ecosistema. El topo come las lombrices y
otros pequeños invertebrados del suelo y, a su vez, es el alimen-
to de otros animales de mayor tamaño como el hurón o el zorro.
En una relación de depreda-
ción, una especie, denominada
depredador, captura a otra, la
presa, para alimentarse.
Las presas han desarrollado es-
trategias para esconderse, huir o
defenderse. Los depredadores,
en cambio, se han adaptado con
garras, picos o dientes fuertes y
comportamientos de acecho.
El lagarto es un reptil depredador.
El parasitismo es aquella rela-
ción en que un organismo, el
parásito, vive a costa de otro, el
hospedador, al que perjudica.
Los parásitos han desarrollado
estructuras para agarrarse o
introducirse en el hospedador
para alimentarse de él durante
un tiempo.
El piojo es un artrópodo parásito.
La simbiosis es una relación de
mutuo beneficio entre dos orga-
nismos o simbiontes.
En muchos casos, la simbiosis lleva
a tal dependencia mutua entre los
dos simbiontes que no pueden vi-
vir de forma separada.
Es el caso del pez limpiador, que
elimina los restos de comida que
quedan entre los dientes de los
peces más grandes.
Las características de los seres
vivos que constituyen la bioce-
nosis están determinadas por
las condiciones del biotopo,
a las cuales estos organismos
están adaptados.
Dos o más especies pueden
compartir un mismo hábitat
pero, en cambio, ocupar ni-
chos ecológicos distintos. Es el
caso del topo y la lombriz de
tierra, que viven en el mismo
suelo pero se alimentan de
distintos recursos.
y también:
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Relaciones interespecíficas
Los organismos que forman la biocenosis interaccionan continuamente. Las relaciones que
se establecen entre ellos son de gran importancia para la supervivencia de las poblaciones.
Las relaciones interespecíficas son aquellas que se dan entre individuos de diferentes especies y
suelen estar basadas en la alimentación. Vamos a analizar algunas de las más importantes.
Depredación Simbiosis
Parasitismo
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http://goo.gl/4XObA6
http://goo.gl/7zc7HB
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Los diferentes elementos de la biocenosis de un ecosistema
interac
túan entre ellos y a su vez con el biotopo. Vamos a
conocer a continuación la compleja trama de relaciones
que se da entre los seres vivos de un ecosistema, así como
sus consecuencias sobre la materia y la energía.
3.2.1 Las relaciones tróficas
De todas las relaciones entre los seres vivos de un ecosistema
destacan las relacionadas con los procesos de nutrición, que
se denominan relaciones tróficas. Cada organismo constitu-
ye una posible fuente de alimento para los otros.
Los organismos de un ecosistema pueden agruparse según
su nivel trófico, es decir, en función del origen de la materia
de la que se nutren.
Distinguimos los siguientes niveles tróficos: productores,
consumidores y descomponedores.
Consumidores
Productores Descomponedores
Los productores son organis-
mos autótrofos. Principalmente,
es un grupo formado por seres
vivos que realizan la fotosíntesis,
mediante la cual se forma
materia orgánica a partir de
agua, dióxido de carbono y luz
del Sol.
Las plantas y las algas son orga-
nismos productores.
Son organismos heterótrofos que
se alimentan a partir de materia
orgánica procedente de otros
seres vivos.
• Los consumidores primarios,
que son aquellos que se
alimentan directamente de
productores.
• Los consumidores secun
darios, que son aquellos
que se alimentan de consu-
midores primarios.
Los descomponedores son or-
ganismos heterótrofos que se
nutren a partir de materia orgánica
procedente de restos de seres vivos.
Durante este proceso los orga-
nismos descomponedores pro-
ducen materia inorgánica, sobre
todo dióxido de carbono, agua y
compuestos de nitró
geno y fósforo.
Muchos moneras y hongos son
organismos descomponedores.
Los organismos autótrofos son
aquellos que en su nutrición
incorporan del exterior molé-
culas inorgánicas con las que
elaboran los compuestos or-
gánicos que necesitan para
vivir. Es el caso de las plantas.
Los organismos heterótrofos
sonaquellos que en su nutri-
ción incorporan del exterior
moléculas orgánicas con las
que producen los compues-
tos orgánicos que necesitan
para vivir. Es el caso de los
animales.
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https://goo.gl/RWsqc7
3.2. La dinámica de los ecosistemas
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Las relaciones tróficas que se produ-
cen entre los distintos organismos de un
ecosistema pueden representarse de
forma sencilla mediante las cadenas y
las redes tróficas.
• Las cadenas tróficas son una repre-
sentación lineal de los organismos de un ecosistema que se alimentan unos de otros.
Todas las cadenas tróficas están constituidas, en primer lugar, por un organismo productor se-
guido por una serie de organismos consumidores. En la representación de las cadenas tróficas,
los diferentes seres vivos se encuentran unidos por unas flechas que van desde una especie
hasta la que se alimenta de ella.
• Las redes tróficas son una representación de las distintas cadenas tróficas que podemos
encontrar interconectadas en un ecosistema.
En los ecosistemas, la mayoría de los productores constituye el alimento de distintos
consumidores primarios, que a su vez se alimentan de varios productores diferentes.
Cuando existen distintos niveles de consumidores, también ocurre una situación similar.
Una red trófica debe mostrar toda esta diversidad de relaciones tróficas.
10. ¿Qué es una relación trófica? Pon dos ejem-
plos que puedas observar a tu alrededor.
11. Explica los distintos niveles tróficos que pode-
mos identificar en un ecosistema.
12. Clasifica según los niveles tróficos los siguien-
tes organismos:
mariposa - maíz - gato - águila - pino - oveja
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Actividades
13. Definan estos conceptos: cadena trófica y
red trófica.
—¿Cuál de los dos conceptos crees que repre-
senta una visión más completa del ecosiste-
ma? Expliquen su respuesta.
en grupo
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La materia y la energía se transmiten entre los diferentes
organismos de un ecosistema mediante las relaciones tróficas.
Los productores obtienen la materia del suelo, el agua y el aire
mediante la fotosíntesis. Al ser comidos por un consumidor,
parte de esta materia se incorpora al cuerpo de este último
organismo. De este modo, la materia pasa de un nivel trófico
a otro.La actividad de los descomponedores permite que
la materia que circula por las cadenas tróficas regrese al
medio. Posteriormente, será utilizada de nuevo por los
productores.
La transferencia de la materia de un nivel trófico a otro no es
absoluta, ya que parte de ella retorna al medio por la actividad
propia de los organismos como la respiración o la excreción.
Materia es todo aque-
llo que ocupa un lugar en
el espacio y que puede
ser detectado o medido.
Energía es la capacidad de
los sistemas materiales para
producir transformaciones en
ellos mismos o en otros siste-
mas materiales.
El ciclo de la materia consiste en la circulación de la materia a tra-
vés de los distintos niveles tróficos de un ecosistema, su regreso al
medio y su posterior reutilización.
El flujo de energía de un ecosistema consiste en la circulación de la energía desde que es captada por los
productores hasta que llega a los niveles tróficos más altos, así como su progresiva liberación al ambiente.
El ciclo de la materia puede
ser analizado desde el punto
de vista de los principales ele-
mentos que forman parte de
la materia viva. El recorrido
que sigue un elmento químico
en la naturaleza se denomina
ciclo biogeoquímico.
La proporción de energía que
pasa de un nivel trófico al si-
guiente es solo del 10%. El 90%
restante se disipa en el am-
biente como resultado de la
actividad vital de los propios
organismos.
Si nos fijamos en la energía, los productores incorporan la
energía del Sol mediante la fotosíntesis. Cada vez que un
ser vivo se alimenta de otro, incorpora la energía química
contenida en la materia orgánica que ingiere.
Los seres vivos utilizan la energía para la realización de las
actividades vitales. Gran parte de la energía de los seres vi-
vos se disipa en el ambiente en forma de calor, trabajo... que
generan los mismos organismos.
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3.3. Lamateriaylaenergíaenlosecosistemas
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Calculando la biomasa de cada uno de los niveles tróficos,
podemos representar la pirámide trófica de un ecosistema.
La pirámide trófica está constituida por distintos pisos, uno
por cada nivel trófico, de forma que el piso inferior muestra
la biomasa de los productores y el piso más elevado, la
biomasa de los consumidores de mayor nivel trófico.
Cada piso de la pirámide trófica está formado por un
polígono cuya área indica la biomasa de cada nivel. Así, el
nivel con un polígono más grande será aquel cuyos organismos
presenten mayor biomasa.
En las pirámides tróficas
proporcionales, la super-
ficie relativa de cada
nivel trófico se correspon-
de con la biomasa de
cada uno. En muchos
casos, la pirámide tró-
fica proporcional tiene
una diferencia de valo-
res tan elevada entre los
niveles tróficos que resul-
ta más didáctico reali-
zar una representación
aproximada.
14. Explica qué tipo de organismos faltan en el es-
quema de la cadena trófica de la página 148
para que pueda mostrar el ciclo de la materia.
15. Explica por qué entre dos niveles tróficos con-
secutivos de un ecosistema la transferencia de
materia y energía no es absoluta sino parcial.
16. ¿Cuál es la principal fuente de energía de los
ecosistemas?
17. Explica por qué en una pirámide trófica el pri-
mer nivel trófico es el mayor de todos.
18. Define estos conceptos: biomasa y pirámide
trófica.
La biomasa es la medida de la masa total de un determinado
conjunto de seres vivos.
Generalmente, en las pirámides tróficas la biomasa disminuye a medida que aumenta el
nivel trófico, otorgándole a la gráfica una forma piramidal.
La biomasa total de un ecosistema depende del volumen de la biocenosis. Así, aquellos
ecosistemas con una abundante biocenosis, como un arrecife coralino, presentan una biomasa
mucho mayor que los ecosistemas con poca biocenosis, como un fondo marino arenoso.
Los ecosistemas con mayor biomasa por unidad de superficie son las selvas tropicales,
mientras que los que corresponden a las zonas de mar abierto son los que presentan una
biomasa menor.
En la mayoría de los ecosis-
temas existen grandes dife-
rencias de magnitud entre la
biomasa de cada nivel trófico.
Por este motivo, en la mayor
parte de las pirámides tróficas,
el área de los polígonos no re-
presenta exactamente el valor
de cada nivel, sino que nos
ofrece una visión aproximada
y esquemática de la realidad.
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• Pirámide trófica aproximada
• Pirámide trófica proporcional
Atún: 21kg
Sardina: 383 kg
Zooplancton: 3 368 kg
Fitoplancton: 20 810kg
Sardina: 383 kg
Zooplancton: 3 368 kg
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Atún: 21 kg
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La ecología estudia el comportamiento de la biósfera me-
diante diferentes métodos de estudio. Estos métodos varían
según el medio del ecosistema y se basan en determinar las
características del biotopo y de la biocenosis.
Con el conocimiento que aportan estos estudios de los eco-
sistemas, los científicos pueden analizar la relación entre la
explotación de los recursos naturales y la conservación de
los ecosistemas.
3.4.1. El estudio del medio acuático
Las características más definitorias del biotopo de un ecosiste-
ma acuático son la luz, la temperatura, la salinidad y el oxíge-
no disuelto. Todos estos aspectos varían según la profundidad.
Por este motivo, para estudiar un ecosistema acuático es ne-
cesario tomar medidas de todos ellos a diferente profundidad.
• La luz solar se atenúa al penetrar en el agua. Para medir
la extinción de la luz, se utiliza el disco de Secchi. Este ins-
trumento es un disco blanco mate, aunque a veces está
dividido en cuartos negros y blancos alternativamente.
Se sumerge con la parte blanca hacia la superficie y se
mide la profundidad a la que deja de verse.
• La temperatura del agua también disminuye con la
profundidad. Para medir la temperatura del agua a
distintas profundidades, se utilizan los termómetros bascu-
lantes. Estos termómetros están dotados de un dispositivo
que los hace girar, de forma que la medición de tem-
peratura se bloquea a la profundidad deseada y el valor
que indica el termómetro permanece inalterable hasta que
vuelve a la posición original.
• La salinidad es relativamente constante dentro de
una misma masa de agua. Esta característica se mide
mediante los salinómetros, que funcionan analizando la
transmisión de la electricidad en el agua.
• El oxígeno disuelto en el agua varía en función de la
proximidad a la superficie, donde el oxígeno del aire
se disuelve en el agua y es más abundante. Se mide
mediante análisis químicos de muestras de agua.
En la actualidad, los científicos disponen de complejos
instrumentos con sensores electrónicos capaces de medir
diferentes características y guardarlas en soporte digital
para el posterior tratamiento de los datos.
Para recoger muestras de agua
de una profundidad determina-
da, se utiliza la botella van Dorn
o la botella Niskin.
Muchas veces, durante el
estudio de ecosistemas
remotos, como la selva de
Nueva Guinea, se descubren
nuevas especies de animales y
plantas.
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Ambos instrumentos cons-
tan de un cilindro abierto por
ambos extremos que se hace
descender hasta la profun-
didad deseada. Mediante
un resorte controlado desde
la superficie, pueden cerrar-
se ambos extremos del tubo
herméticamente.
De este modo, el agua no se
mezcla con la de niveles supe-
riores durante su retorno a la su-
perficie para los análisis.
La marca que se lleve a cabo
en un organismo ha de ser
identificable, perdurar durante
el estudio y no alterar el com-
portamiento ni representar
una ventaja o inconveniente
para ese organismo.
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3.4. El estudio de los ecosistemas
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El estudio de la biocenosis de un ecosistema acuático se centra en analizar la diversidad y la
abundancia de cada especie.
• La diversidad de especies de un ecosistema puede determinarse mediante la obser-
vación y la identificación de las especies in situ. En los casos en que no es posible, pueden
recogerse muestras utilizando distintos tipos de red para capturar organismos del fondo o
bien aquellos que viven en las capas más superficiales.
• El estudio de la abundancia de una especie se realiza, en la mayoría de los casos,
mediante distintos métodos de estimación. Estos métodos consisten en el análisis de una pe-
queña parte de la población y, por medio de la aplicación de reglas matemáticas, la deter-
minación de la cantidad total. Uno de los más habituales es el marcaje y recaptura.
Actividades
19. Explica los factores ambientales más importantes de los ecosistemas acuáticos e indica aquellos
que no son constantes en una misma masa de agua.
20. Compara el comportamiento de la luz y la temperatura con la profundidad del agua, e indica qué
relación crees que pueden tener.
21.
Calcula el tamaño de una población de peces si el número de ejemplares marcados en la muestra
inicial es de 25 y el número de ejemplares marcados que aparecen en la segunda muestra es de
5 sobre un total de 25.
3.4.2. El estudio del medio terrestre
Como en el caso del medio acuático, el biotopo y la bioce-
nosis de los ecosistemas terrestres se analizan con distintos
métodos y técnicas. Algunos de los factores que más condi-
cionan el biotopo del medio terrestre son la temperatura, la
precipitación y la luz.
•La temperatura se mide con los termómetros. Un tipo de
termómetro muy utilizado en ecología es el de máximas y
mínimas. Mediante la recogida diaria de los datos que nos
proporciona este termómetro no solo podemos calcular las
temperaturas medias, sino que además podemos conocer
el grado de oscilación de la temperatura del lugar.
Termómetro de máximas y
mínimas.
experimenta en grupo
Marcaje y recaptura
Vamos a conocer un método de estimación de la población total de organismos con un modelo que utiliza
garbanzos.
– Añadan a un bote un número indeterminado de garbanzos (entre 50 y 100). Estos garbanzos represen-
tarán la población total de una especie. Por ejemplo, los peces de un lago.
– Extraigan 20 garbanzos al azar, márquenlos con un rotulador y métanlos de nuevo en el bote. Esta ac-
ción se correspondería con la realización de una captura, un marcaje y la liberación al medio natural
de los individuos capturados.
– Tapen el bote y mezclen todos los garbanzos. Extraigan nuevamente 20 garbanzos al azar y cuenten los
que están marcados. Esta extracción se correspondería con una segunda captura en el medio natural al
cabo de un tiempo.
– El número total de garbanzos a partir de la siguiente fórmula
N.° total =
N.º total garbanzos primera muestra · N.º total garbanzos segunda muestra
N.º garbanzos marcados extraídos en la segunda muestra
De este modo, se obtiene un número bastante aproximado del total de una población.
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•La precipitación se mide con el pluviómetro, que es un recipiente con una escala gradua-
da donde se acumula la lluvia durante un período de tiempo.
•La luz o intensidad luminosa se mide con el fotómetro. En algunos ecosistemas terrestres,
como los bosques, el valor de la intensidad varía mucho según se mida a nivel del suelo o
por encima de los árboles.
Pluviómetro
Parque Nacional Galápagos Pluviómetro
Fotómetro
Actualmente, la actividad humana interviene sobre la mayoría de los ecosistemas alterando su dinámica.
La explotación de los recursos naturales por parte del ser humano modifica el biotopo y la biocenosis de
muchos ecosistemas. Algunas veces, estas alteraciones conllevan desequilibrios en la estructura de la red
trófica que producen cambios irreversibles en las características del ecosistema, como la pérdida de bio-
diversidad y la reducción de aquellos ecosistemas más frágiles.
Los espacios naturales protegidos son un buen lugar para el estudio de los ecosistemas sin alteración por
parte humana y sirven para compararlos con aquellos transformados por la actividad humana. De este
modo, puede identificarse el alcance real de determinadas actividades humanas sobre los ecosistemas.
Actualmente el país cuenta en su Sistema Nacional de áreas protegidas con 11 parques nacionales: Ca-
yambe Coca, Cotopaxi, Galápagos, Llanganates, Machalilla, Podocarpus, Sangay, Sumaco, Yasuni, Yacuri
y El Cajas.
Un parque nacional en el Ecuador cumple los siguientes objetivos de conservación:
1. Protección de ecosistemas
2. Protección de especies
3. Manejo de recursos naturales
La protección de los espacios naturales
Espacios naturales del Ecuador
http://goo.gl/YDjRAQ
https://goo.gl/0dxATU
4. Manejo de recursos culturales
5. Facilitación de investigación
6. Brindar alternativas de turismo
Adaptado del Ministerio del Ambiente: http://goo.gl/pLBdO8
http://goo.gl/EgVA83
http://goo.gl/XbQi8K
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Las grietas, Islas Galápagos
3.4.3. Los ecosistemas acuáticos
Existen muchos tipos diferentes de ecosistemas acuáticos,
pero todos presentan una serie de características comunes
al encontrarse en un mismo medio: el agua.
El agua se caracteriza por ser un fluido que presenta una capa-
cidad calorífica elevada y una densidad mayor que la del aire.
Los ecosistemas acuáticos se agrupan en dos grandes tipos:
los marinos y los de agua dulce.
Ecosistemas marinos
La mayor parte de la superficie terrestre está cubierta por
la hidrosfera y el 97 % de esta capa corresponde a aguas
oceánicas. Así pues, los ecosistemas marinos son los más
abundantes de nuestro planeta.
Los ecosistemas marinos pueden diferenciarse en dos zonas,
según la proximidad a la costa:
• La zona nerítica corresponde a las aguas que están sobre
la plataforma continental.
• La zona pelágica corresponde a las aguas situadas más
allá de la plataforma continental, sobre la corteza oceá-
nica. En función de la profundidad, en esta zona pode-
mos distinguir tres estratos diferentes: el más superficial o
epipelágico, el batial y el estrato más profundo o abisal.
En la superficie terrestre su-
mergida bajo los mares y los
océanos podemos distinguir
diferentes zonas según la
profundidad:
• La plataforma continental
comprende la superfi-
cie terrestre cubierta por
mares poco profundos,
normalmente hasta los
200 m, con un relieve
poco accidentado.
• El talud continental es una
zona de transición con
grandes pendientes y mon-
tañas submarinas que va
de los 200 hasta los 3 000 m,
aproximadamente.
• La llanura abisal es la zona
llana o de suave pendiente
que constituye el fondo
oceánico. Su profundidad
oscila entre los 3 000 m y
los 6 000 m.
y también:
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Zona oceánica
Dominio
pelágico
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Zona abisal
Zona fótica
Zona afótica
Dominio bentónico
Zona
nerítica
Zona
intermareal
http://goo.gl/Ob03Ff
Investiguen las especies ani-
males y vegetales que se desa-
rrollan en las distintas zonas del
dominio pelágico.
en grupo
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A lo largo del recorrido de los ríos, pueden distinguirse tres tramos con características distintas:
los cursos alto, medio y bajo.
Uno de los factores que más influye sobre el ecosistema es la variación de caudal que gran
parte de los ríos experimenta a lo largo del año. Durante la época más seca, los seres vivos
deben adaptarse a la escasez de agua, ya que en algunos casos el caudal llega a reducir-
se drásticamente, de forma similar a lo que ocurre en lagos, lagunas y humedales.
Curso alto
Curso medio
Curso bajo
El agua es pobre en materia orgánica y circula con mucha veloci-
dad debido a la elevada pendiente del terreno. El lecho suele ser
estrecho, poco profundo y con fondo pedregoso.
Sobre las rocas se forma una fina capa constituida por organis-
mos productores microscópicos. Entre los consumidores encon-
tramos insectos y pequeños crustáceos que se alimentan de los
productores, así como algunos peces adaptados a las caracterís-
ticas adversas de este biotopo.
El agua empieza a acumular materia orgánica y su velocidad
disminuye del mismo modo que la pendiente del terreno. El le-
cho se ensancha y en el fondo se acumulan fangos y arenas.
Junto con los organismos productores del curso alto, en el curso
medio también aparecen algunas algas y espermatófitos que
viven sujetos al fondo. Insectos, moluscos y anélidos son los prin-
cipales organismos que se alimentan de los productores, o bien
filtrando la materia orgánica del agua. Los peces también au-
mentan en diversidad y cantidad.
El agua es rica en materia orgánica y circula más lenta debido
a la poca pendiente del terreno. El lecho es más ancho. En el
tramo final se mezclan las aguas del río y el mar.
En esta parte del río encontramos, junto con las algas y esper-
matófitos fijados al fondo, plancton en la superficie del agua.
Entre los consumidores abundan insectos, crustáceos, moluscos
y anélidos, así como peces, anfibios y algunas aves acuáticas.
Ecosistemas de agua dulce
Un 3% de la hidrosfera corresponde a las denominadas aguas dulces, aunque solo un 1%
de estas son aguas superficiales que constituyen ríos, lagos, lagunas y humedales.
Los lagos, los lagunas y los humedales contienen agua en abundancia y, habitualmente, la
luz llega a toda la columna de agua. En las regiones más áridas, estas acumulaciones de
agua pueden llegar a reducirse de forma importante durante la estación seca.
En estos ambientes crecen muchas plantas y algas, y también podemos encontrar abun-
dantes consumidores, especialmente artrópodos,moluscos, peces, anfibios y aves.
https://goo.gl/o1snFW
https://goo.gl/D6yxvE
https://goo.gl/oPbk4E
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3.4.4. Los ecosistemas terrestres
El medio sobre el que se encuentran los ecosistemas terres-
tres es la zona más superficial y emergida de la geósfera.
El medio terrestre se caracteriza por la escasez de agua, la
baja densidad del aire que rodea a los seres vivos y la oscila-
ción de la temperatura.
• La escasez de agua determina que los seres vivos presen-
ten estructuras especializadas en captar el agua y evitar
la desecación, como la raíz o la piel.
Latitudes intermedias
Latitudes tropicales Latitudes polares
En las latitudes próximas al ecua-
dor, las temperaturas son siem-
pre cálidas porque los rayos so-
lares llegan perpendicularmente
durante todo el año. No existe
una marcada estacionalidad
respecto a las temperaturas.
En estas zonas las temperatu-
ras son más cálidas en verano,
cuando los rayos de Sol llegan
perpendicularmente, y más frías
en invierno, cuando los rayos lle-
gan oblicuamente.
En las latitudes próximas a los
polos, las temperaturas son
siempre frías porque los rayos
solares llegan a estas zonas muy
oblicuamente durante todo el
año.
Las diferencias climáticas y las
variaciones estacionales se
deben a que los rayos de Sol
no llegan a toda la superficie
de la Tierra con la misma incli-
nación a lo largo del año. Ello
es debido a que el eje de rota-
ción de la Tierra está inclinado
respecto a su órbita.
• La baja densidad del aire que rodea los organismos en el medio terrestre crea la nece-
sidad de desarrollar estructuras rígidas, como el esqueleto o los troncos, para sostener el
cuerpo de los seres vivos.
• La elevada oscilación de la temperatura es debida a que, en general, el aire y la tierra tienen
una baja capacidad calorífica. Esto provoca que se calienten y se enfríen con rapidez, lo que
origina grandes diferencias de temperatura entre el día y la noche, y a lo largo de las distintas
estaciones del año.
En el planeta encontramos la siguiente gradación de temperaturas en función de la latitud:
La escasez de agua o la oscilación de la temperatura adquiere una importancia diferente
en los distintos ecosistemas terrestres. Así, por ejemplo, en la selva amazónica la precipita-
ción es muy abundante y la escasez de agua no constituye un factor que limita el desarrollo
de la biocenosis.
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http://goo.gl/GIZfvV
http://goo.gl/UqVlZf
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El Sol es la fuente de energía de la que dependen todos los seres vivos del planeta. Esta
energía es captada por los pigmentos de los seres fotosintéticos (sobre todo, de los vegeta-
les), que la absorben y la transforman en energía química. Ésta recibe el nombre de energía
fijada, porque queda incorporada a las cadenas y redes tróficas.
Del mismo modo que ocurre en el ciclo de la materia, en cada eslabón de las cadenas y re-
des se produce una transferencia de energía de un ser vivo a otro. Cada ser vivo utiliza esta
energía y, en parte, la disipa durante los procesos en que la consume, como el movimiento
o la producción de calor.
Por esta razón, y a diferencia de lo que sucede con la materia, la energía no sigue un proce-
so cíclico, ya que no puede ser recuperada e incorporada de nuevo a los ecosistemas. En
este caso, hablamos de flujo de energía, como el tránsito de unos niveles tróficos a otros, la
posterior disipación al medio y la pérdida de energía final.
La energía entra en la biósfera
en forma de energía lumínica.
Tan sólo un1% de la energia
solar que llega a la superficie
terrestre es aprovechada por
los productores. La energía se
incorpora a la red alimentaria
en forma de energía química y
sale del eco sistema en forma
de energía calorífica.
Ramón Margalef (1919-
2004) está considerado el
pionero de la ecología mo-
derna. Realizó trabajos so-
bre comunidades de algas
de agua dulce y se convir-
tió en un gran limnólogo.
Fue el primer catedrático
de ecologia de España.
Precursor de la ecología
española y reconocido
científico a nivel internacio-
nal, aplicó la física teórica y
modelos matemáticos para
desarrollar una ecología
teórica, como en la dinámi-
ca de las poblaciones.
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Energía lumínica
99%
1%
Energía saliente (calor)
Respiración
Descomponedores
Productores
Consumidores
3.5. Flujo de energía en los ecosistemas
La presencia de los productores, consumidores y descompo-
nedores en los ecosistemas hace posible que el flujo de la
materia sea cíclico: los distintos compuestos orgánicos que
forman parte de los seres vivos vuelven al mundo inorgánico
y son reutilizados nuevamente por los productores.
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Estas magnitudes se representan en dia-
gramas denominados pirámides de bio-
masa y producción, respectivamente.
Cada piso de la pirámide se dibuja con
un tamaño proporcional a los valores
encontrados para ese nivel trófico en un
ecosistema concreto.
En las pirámides de produc-
ción, el tamaño de los pisos se
reduce aproximadamente en un 90%
en cada nivel, debido a la disipación
de la energía que se produce. De
un nivel trófico al siguiente tan sólo se
transfiere como media un 10% de la
energía. Es la llamada ley del 10%.
Pirámide de biomasa en un prado (g/m2
)
Pirámide de biomasa en el mar (T/km2
)
1,6 T/km2
de peces
5,1 T/km2
de microcrutá-
ceo
16 T/km2
de zooplancton
9 T/km2
de fitoplancton
0,01 g/m2
de carnívoros
0,4 g/m2
de hervívoros
190 g/m2
de plantas
Las pirámides de biomasa, al
contrario que las de produc-
ción, no tienen porqué tener
una forma piramidal.
3.5.2. La captación y la transformación de nutrientes en los vegetales
Desde el punto de vista cuantitativo, los vegetales son los productores más importantes. Los nu-
trientes vegetales pueden ser micronutrientes, si se necesitan en poca cantidad, calcio, magne-
sio, azufre, hierro… o macronutrientes, si se precisan en grandes cantidades, como agua, dióxido
de carbono, oxígeno, nitrógeno, fósforo, potasio… Estos nutrientes se captan de modo diferente,
según se trate de plantas talófitas o cormófitas.
Por ejemplo en las cormófitas, poseen tejidos y órganos especializados en la captación de los
diferentes nutrientes:
–Toman el oxígeno y el dióxido de carbono del aire. Lo hacen a través de los esto-
mas, que son las aberturas que se encuentran en las hojas, especialmente en el envés.
–Absorben agua del suelo, a través de la zona pilífera de la raíz.
Pirámide de producción (T/km2
/año)
1,8 T/km2
/año de peces
20 T/km2
/año demicrocrustá-
ceos
220 T/km2
/año de zooplancton
2500 T/km2
/ año de fitoplancton
3.5.1. Pirámides de biomasa y de producción
Las relaciones que acabamos de describir implican a todos los seres vivos del planeta, pero se
estudian localizadas en las distintas parcelas en las que se divide la biósfera: los ecosistemas.
• Biomasa de un ecosistema es la cantidad de masa que representan todos los seres vivos que
habitan en él. Se puede medir en gramos de carbono por metro cuadrado.
• Producción de un ecosistema es el aumento de biomasa del ecosistema por unidad de
tiempo. Se puede medir en gramos de carbono por metro cuadrado al año.
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Está formada por células con prolongaciones que se introducen entre las partículas del sue-
lo. En esta zona de la raíz se inicia el recorrido de los vasos conductores ascendentes.
Incorporan micronutrientes por la raíz, ya que se encuentran disueltos en el agua del suelo.
Existen algunos factores que condicionan la captación de nutrientes: la abertura o el cierre
de los estomas y las características del suelo.
a. La abertura o el cierre de los estomas dependen, a su vez, de:
• La intensidad luminosa. Cuanta más luz reciban las hojas, mayor es la abertura de los
estomas: la luz estimula la fotosíntesis, y por tanto se incrementa el intercambio de gases.
Las plantas propias de lugares
muy secos presentan algunas
adaptaciones a la escasez de
agua:
• Captan más agua desarro-
llando raíces en profundi-
dad o en superficie.
• Almacenan agua en sus te-
jidos de reserva. Son plantas
carnosas o crasas.
• Gastan menos agua en la
transpiración, reduciendo el
número y tamaño de las ho-
jas, engrosando la cutícula
protectora y transformando
las hojas en espinas.
Los nutrientes captados por las
raíces (sabia bruta) ascienden
a todos los órganos de la planta
mediante dos procesos.
•La presión radical. El agua
entra en la raíz por osmosis. La
fuerza de absorción de cada
célula se suma y provoca la
presión radical, que hace que
el agua penetre en la raíz.
•La transpiración. Cuando el
agua se evapora de las células
de las hojas, los solutos se con-
centran y el agua de las células
adyacentes se desplaza hacia
las células del mesófilo. Las cé-
lulas adyacentes concentran
sus solutos y hacen que el agua
de las otras células colindantes
vaya hacia ellas.
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• La temperatura. Al aumentar la temperatura, se agranda
la abertura de los estomas, el incremento de la transpi-
ración permite eliminar calor para evitar que se eleve la
temperatura de las hojas.
b. Entre las características del suelo, destacamos sus propie-
dades físicas y químicas y los seres vivos que habitan en él.
• Propiedades físicas.
—La textura es la proporción de arena, limo y arcilla que
contiene un suelo.
—La estructura depende del tamaño y la forma de los gru-
mos que configuran las partículas de humus, arcillas, are-
nas y limos.
• Propiedades químicas.
—En general, los suelos aptos para el crecimiento de las
plantas tienen valores de pH entre 5 y 10.
—La materia orgánica procedente de los seres vivos que
mueren y las sustancias que éstos excretan se convierte en
materia inorgánica que enriquece el suelo de nutrientes.
—La presencia de animales excavadores o el crecimiento
de las raíces remueve el suelo y contribuye a su aireación.
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Apertura estomática
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El nitrógeno del aire es el gas más abundante en la atmósfera
(77%). Es un componente esencial de las proteínas y los ácidos
nucleicos de todos los seres vivos. Sin embargo, únicamente las
bacterias fijadoras de nitrógeno pueden utilizarlo. Dichas bac-
terias captan nitrógeno del aire y lo transforman en amoníaco
(NH3
); este proceso recibe el nombre de fijación del nitrógeno.
A continuación, las bacterias nitrificantes convierten el amo-
níaco en nitrito (NO2–
) y éste en nitrato (NO3–
). Esta segunda
fase del proceso se denomina nitrificación.
Los nitratos son absorbidos por las raíces de las plantas, que
satisfacen de este modo su demanda de nitrógeno. Así, el ni-
trógeno entra en las redes alimentarias de todos los ecosiste-
mas y es utilizado por todos los seres vivos.
3.5.3. Transformación de los nutrientes: metabolismo
A partir de los nutrientes captados tienen lugar los siguientes
procesos metabólicos:
En el esquema de la derecha
se muestra la interrelación entre
los procesos anabólicos y cata-
bólicos. Los distintos tipos de nu-
trientes siguen vías metabólicas
concretas queson reacciones
encadenadas en las que se pro-
ducen varias transformaciones.
El catabolismo de las proteínasy
los aminoácidos en los vegetales
está muy reducido. Por ello, las
principales reacciones catabóli-
cas implican sobre todo a glúci-
dos y lípidos.
Proceso de fijación del nitró-
geno inorgánico y proceso de
de nitrificación realizado me-
diante bacterias nitrtrificantes.
Principales procesos anabólicos
Síntesis de:
•Almidón, para la reserva glucídica.
•Ácidos grasos insaturados y triacilgliceroles,
para las reservas grasas.
•Proteínas, para la reconstrucción celular y la regu-
lación de funciones.
Principales procesos catabólicos
Degradación de:
•Glucosa, para obtener energía en la respiración.
•Almidón a glucosa cuando la fotosíntesis no gene-
ra suficiente glucosa.
• Triacilgliceroles y ácidos grasos en los tejidos de
reserva.
Actividades
22. ¿Por qué las cadenas tróficas no pueden ser
muy largas?
23. ¿Dónde hay más biomasa, en un bosque o en
un prado? ¿Y más producción?
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Bacterias
fijadoras
de
nitrógeno
Bacterias
nitrificantes
Fijación
del
nitrógeno
Nitrificación
Polisacáridos Lípidos Proteínas
Aminoácidos
Reacciones
endergónicas
Reacciones
exergónicas
Glicerina
H O
2 C O
2
Acetilcoenzima A
Ciclo
de Krebs
Ácidos grasos
Monosacáridos
FOTOSÍNTESIS
24. Investiguen ¿por qué un agricultor tiene que
abonar cada vez más un campo conforme
pasan los años? Argumenten su respuesta to-
mando como referencia el ciclo del nitrógeno.
en grupo
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Los ciclos de la materia, también conocidos como ciclos biogeoquímicos involucran ele-
mentos químicos como el carbono, nitrógeno, fósforo y azufre.
Para estudiar estos ciclos es importante conocer las características de la hidrósfera, atmós-
fera y geósfera. ¿Conoces alguna característica de estas capas? ¿Conoces algún ciclo bio-
geoquímico?
3.6.1. Características de la hidrósfera
El agua abunda en la superficie de la Tierra. Recubre parcialmente la corteza y está en per-
manente relación con la geósfera, la atmósfera y los seres vivos.
El agua no es la única sustancia que encontramos en esta capa de la Tierra. En la hidrosfera
se disuelven numerosos minerales de las rocas y asimismo, gases de la atmósfera. Vamos
a ver las características del agua, sus principales solutos, las propiedades de una masa de
agua y los métodos que se utilizan para su estudio.
El agua
Se trata de una sustancia abundante en la superficie de nuestro planeta. Es muy importante
para los seres vivos, y tiene un papel destacado en la formación de minerales y rocas, en el
clima y en el modelado del relieve terrestre.
El agua está formada por moléculas de dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno.
Su fórmula es H2
O.
La hidrósfera es la capa formada por el agua que se encuentra en la superficiede nuestro planeta.
3.6. CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
El agua en estado puro es una sustancia incolora, inodora e insípida que presenta algunas
propiedades que hacen de ella una sustancia muy particular.
• El agua se encuentra en los estados sólido, líquido y gaseoso en la superficie de la Tierra.
Las regiones cuya temperatura es inferior a 0 °C tienen agua sólida. La mayor parte del
agua del planeta se halla en estado líquido y una última parte del agua se encuentra en
la atmósfera en forma de vapor de agua.
• El agua es un buen disolvente. Muchos gases, minerales y sustancias orgánicas pueden
disolverse en ella. Así, por ejemplo, el agua contiene oxígeno disuelto que respiran los
organismos acuáticos, y el agua del mar, además, contiene muchas sales.
• El agua es menos densa en estado sólido que en estado líquido. Cuando el agua se
congela, las moléculas se ordenan y quedan más separadas entre sí, de manera que su
volumen aumenta. Como la misma masa está repartida en un volumen mayor, la densi-
dad disminuye. Por eso el hielo flota en el agua.
Moléculas de agua
Hidrógeno
Oxígeno
H2
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Distribución del agua en la Tierra
Desde el espacio, la Tierra puede observarse como un pla-
neta en el que predomina el color azul, lo que indica la
presencia de grandes extensiones de agua.
En efecto, en torno al 70% de la superficie terrestre está cu-
bierta de agua, formando la hidrosfera; del cual el 86% son
las cuencas marinas y el resto forma parte de la plataforma
continental.
En la hidrosfera distinguimos:
• Aguas oceánicas. Constituyen el 97% de la hidrosfera, y
son las aguas de los océanos y los mares. Los océanos
ocupan las depresiones que hay entre los continentes y
su profundidad media es de 4 000 metros.
• Aguas continentales. Representan el 3% de la hidrosfe-
ra. Son las aguas que se localizan en los continentes. Se
distribuyen, a su vez, en:
–Aguas superficiales, constituidas por ríos, torrentes, lagos...
–Aguas subterráneas, que se acumulan en los acuífe-
ros, circulan por el subsuelo...
–Aguas continentales sólidas, comprenden los glacia-
res y los casquetes polares.
Los distintos tipos de agua que hemos descrito se distribuyen de este modo:
El agua también se encuentra en otra envoltura terrestre: la atmósfera, donde aparece en
forma de vapor y de nubes. Las características moleculares del agua influyen directamente
en el desarrollo de la vida en nuestro planeta.
El océano más grande es el
Pacífico (46% de la superficie
total de los océanos), seguido
del Atlántico (23%), el Índico
(20%), el Antártico o Austral
(7%) y el Ártico (4%).
Elaboren junto con su
profesor o profesora
y el resto de estudian-
tes, una cartelera con
recortes y fotografías
con la temática de
distribución del agua
en la Tierra.
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La hidrosfera no es una cubierta estática. El ciclo del agua o ciclo hidrológico hace que
existan continuamente movimientos y cambios de estado del agua en la Tierra.
El proceso es el siguiente:
En la naturaleza, el agua no
se encuentra en estado puro,
sino que contiene muchas
sustancias en disolución y
materiales en suspensión.
La evapotranspiración es el
paso a la atmósfera del agua
que proviene de la transpira-
ción de las plantas y la eva-
poración del suelo.
El ciclo del agua
• El calor del Sol evapora el agua de los océanos y continentes,
que pasa a estado gaseoso y se incorpora a la atmósfera.
• El vapor de agua atmosférico se condensa formando las
nubes, que contienen pequeñas gotas de agua o crista-
les de hielo.
• El agua de las nubes se precipitan en forma de lluvia, nie-
ve o hielo, volviendo al mar y a los continentes.
• El agua que cae sobre las tierras continentales puede se-
guir varios caminos:
–Fluye por la superficie hasta alcanzar torrentes, lagos o ríos.
–Se acumula temporalmente en forma de nieve.
–Se infiltra a través de las rocas y pasa a formar parte de
las aguas subterráneas.
–Vuelve a la atmósfera, bien inmediatamente, o bien a través de la transpiración y respi-
ración de los seres vivos.
Finalmente, las aguas continentales van a parar al mar.
Los seres vivos forman parte del ciclo del agua. Así, la transpiración de las plantas y los ani-
males devuelve el agua a la atmósfera en forma de vapor.
La vegetación participa también en la retención del agua en el suelo, de modo que si una
ladera está cubierta por un bosque, el agua de la lluvia es retenida por las raíces de los
árboles; mientras que, si carece de vegetación, la mayor parte del agua de la lluvia se per-
derá pendiente abajo.
Dominio bentónico
Aguas subterráneas
Infiltración
Nubes
lluvia
Evaporación
Océanos
Condensación
Fusión
Nieve
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Acceso al agua potable
Actividades
25. Explica cuáles son las característi-
cas que debe tener el agua pota-
ble. Justifícalo.
Algunos manantiales propor-
cionan agua que procede de
las proximidades de cámaras
de magma subterráneas. Es-
tas aguas calientes y ricas en
sales minerales son las aguas
termales.
Estas aguas se utilizan desde
la antigüedad con fines cura-
tivos, ya que bañarse en ellas
mejora la circulación sanguí-
nea y favorece la curación de
dolencias en los músculos y
las articulaciones.
El acceso al agua potable es algo habitual
en los países desarrollados. Sin embargo, en
muchos países en vías de desarrollo cons-
tituye un lujo del que pocas personas pue-
den disfrutar.
En numerosos países de África y de Asia,
menos del 30% de la población tiene ac-
ceso al agua potable. Millones de personas
mueren cada año por esta causa. Los paí-
ses desarrollados tienen la responsabilidad
de ayudar a que esa su población pueda
disponer de este recurso tan básico.
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El agua y la salud
El agua es un componente esencial de nuestro organismo.
El 64 % de nuestro peso es agua, pues esta realiza funciones
muy importantes gracias a sus propiedades.
El cuerpo humano pierde agua continuamente a través del
sudor, la orina y las heces. También lo hace en forma de vapor
a través de los pulmones. Por tanto, debemos incorporar agua
con frecuencia para reponer la que se pierde. Esto se hace al
ingerir los alimentos, y tomar líquidos. El agua potable, aque-
lla que podemos beber sin que tenga efectos nocivos sobre
nuestro organismo, debe tener las siguientes propiedades:
• Estar libre de contaminantes y microorganismos patóge-
nos. El agua corriente de nuestros hogares ha pasado por
un proceso de potabilización y por diversos controles para
asegurar que es saludable. Sólo se debe beber agua de
un río o de una fuente si se sabe con seguridad que es
potable.
• Contener una pequeña cantidad de sales minerales. Esto
se debe a que el medio acuoso de nuestras células tam-
bién tiene sales minerales. Si se bebe agua pura o dema-
siado salada, las células pueden alterar sus característi-
cas y perder su funcionalidad.
El agua, además, es esencial para nuestra higiene. Al lavarnos, el agua disuelve y arrastra las
sustancias tóxicas y los microorganismos que pueda haber en la piel y el cabello. También la
usamos en la cocina para la limpieza y en el baño, para la eliminación de las aguas fecales.
Población con acceso al
agua potable
el 91% y el 100%
el 76% y el 90%
el 50% y el 175%
menos del 50%
sin datos
http://goo.gl/7Mc72D
26. Piensen y sugieran dos actuaciones que po-
dría llevar a cabo nuestro país a fin de paliar el
problema de la falta de agua en países en vías
de desarrollo.
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3.6.2. Características de la atmósfera
La atmósfera es la capa más externa de la Tierra; está
compuesta por una mezcla de gases denominada aire. Es
esencial para la vida en la Tierra, y los fenómenos que en
ella se producen determinan el clima de cada zona.
Características del aire
Las características más importantes son:
• Temperatura. La radiación solar calienta el aire. En la
superficie, el aire es más cálido en el ecuador y más frío
en los polos. En las capas más altas de la atmósfera se
encuentra el aire más frío. Se mide en grados centígra-
dos (o
C).
• Humedad. Es la cantidad de vapor de agua que con-
tiene el aire. Se mide en gramos de agua por metro
cúbico de aire (g/m3). El vapor de agua procede de la
evaporación en los mares, lagos y ríos. Por tanto, el aire
más húmedo se encuentra en las regiones ecuatoriales,
en donde la evaporación es máxima. El aire más seco
se localiza en las zonas de clima árido, en las cuales no
hay agua que se pueda evaporar.
• Presión atmosférica. Es la presión que ejerce el aire, y se
debe al peso de los gases que lo componen. Se mide
en milibares (mb) o en hectopascales (hPa), que son
unidades equivalentes. La presión es máxima a nivel del
mar y disminuye al ascender en la atmósfera, pues a
mayor altitud, menor es la cantidad de aire por encima.
Origen de la atmósfera
Los cuerpos de pequeño ta-
maño que intervinieron en la
formación de la Tierra estaban
constituidos por rocas y agua
congelada, pero también con-
tenían gases solidificados. Los
impactos de esos cuerpos con-
tra la Tierra en formación libe-
raron tanto calor que muchos
de sus componentes pasaron
a estado gaseoso.
La actividad volcánica ayudó
a liberar los gases que estaban
atrapados en el interior del pla-
neta. Así, la atmósfera primitiva
estaba compuesta por gases
diferentes a los actuales: amo-
níaco, metano, hidrógeno y va-
por de agua.
La aparición de la vida trans-
formó la atmósfera de forma
progresiva. La actividad de los
microorganismos contribuyó a
la producción de nitrógeno.
Las plantas y las algas micros-
cópicas produjeron oxígeno
como resultado de la fotosínte-
sis. Y los rayos ultravioleta trans-
formaron parte de ese oxígeno
en ozono. De esta manera se
formó la atmósfera actual.
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El descubrimiento de la presión atmosférica
Desde la antigua Grecia hasta el siglo XVII, la mayoría de filósofos y científicos consideraban que la natu-
raleza tenía horror al vacío y que, por tanto, la materia tendía a ocupar el máximo espacio posible. De este
modo, por ejemplo, se explicaba la ascensión de un líquido por un papel: se argumentaba que el líquido
ascendía para intentar ocupar el vacío que creaba la ascensión del aire, ya que éste carecía de peso y
tendía a elevarse.
En 1643, Torricelli demostró que el aire tenía un peso y, en consecuencia, ejercía una presión. Mediante un
simple experimento, midió por primera vez el valor de la presión atmosférica y, por consiguiente, determinó
que la atmósfera tenía, como el resto de la materia, unas características medibles.
Torricelli llenó con mercurio un tubo de cristal de un metro de largo cerrado por un extremo. Tapó el extremo
abierto con el dedo y dio la vuelta al tubo. Lo introdujo en un gran recipiente lleno de mercurio y retiró el
dedo. El mercurio empezó a descender hasta una determinada altura, formándose el vacío en la parte
superior del tubo.
Torricelli argumentó que el mercurio del tubo no seguía bajando porque existía una presión sobre el mer-
curio de la cubeta que lo impedía. Esa presión es la presión atmosférica y es equivalente a la ejercida por
el mercurio del tubo.
La atmósfera es la capa de aire formada por diferentes gases que
envuelve a nuestro planeta.
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La composición de la atmósfera
Elairequeformalaatmósferaesunamezcladegasesque,ade-
más, contiene partículas sólidas y líquidas en suspensión. Vamos
a estudiar cuáles son sus componentes más destacados.
• Nitrógeno (N2
). Constituye el 78% del volumen del aire. Es
un gas inerte, lo cual significa que no suele reaccionar con
otras sustancias.
• Oxígeno (O2
). Representa el 21% del volumen del aire. La
mayoría de los seres vivos lo necesita para respirar.
• Otros gases. Del resto de los gases de la atmósfera, el más
abundante es el argón (Ar), que constituye el 0,9 % del
volumen del aire.
• El dióxido de carbono (CO2
) Representa el 0,03% del volu-
men del aire y participa en procesos muy importantes. Las
plantas lo necesitan para realizar la fotosíntesis, y es el residuo
de la respiración y de las reacciones de combustión. Este gas
retiene el calor de los rayos solares y contribuye a mantener
la temperatura atmosférica dentro de unos valores que per-
miten la vida.
• El ozono es un gas minoritario que se encuentra en la estratós-
fera. Su fórmula es O3
, pues sus moléculas tienen tres átomos
de oxígeno. Es de gran importancia para la vida en nuestro
planeta, puesto que absorbe la mayor parte de los rayos ul-
travioleta procedentes del Sol.
Actividades
28. Explica cuál es el principal proceso que ocu-
rre en la estratósfera.
29. ¿En qué capa de la atmósfera encontraremos
mayor concentración de vapor de agua?
N2 O2 CO2 O3
experimenta
El oxígeno de la atmósfera
Vamos a comprobar que el
oxígeno es necesario para las
reacciones de combustión.
Enciende una vela pequeña
y cúbrela con un vaso u otro
recipiente de vidrio colocado
boca abajo.
Observarás que a medida
que se agota el oxígeno por
la combustión de la vela, la
llama se va apagando. Cuan-
do ya no queda oxígeno en el
aire de ese recipiente, la llama
desaparece porque la com-
bustión se detiene.
• El vapor de agua se encuentra en cantidad muy variable y participa en la formación de las
nubes.
• Partículas sólidas y líquidas. En el aire se encuentran muchas partículas sólidas en suspen-
sión, como, por ejemplo, el polvo que levanta el viento o el polen. Estos materiales tienen una
distribución muy variable, en función de los vientos y de laactividad humana.
27. Elaboren una tabla en la que muestren cuáles
son las capas de la atmósfera, a qué altura
se encuentran, cuál es la temperatura en su
parte inferior y superior y de qué región de la
atmósfera forman parte.
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La atmósfera y el ser humano
El ser humano vive rodeado de aire. Vamos a estudiar cómo
afecta la actividad humana a la atmósfera y de qué modo la
atmósfera repercute sobre la salud del ser humano.
Uso y contaminación del aire
Desde la antigüedad, el aire en movimiento se ha utilizado
como recurso energético, como en los veleros y los molinos de
viento. En la actualidad, los aerogeneradores transforman la
energía del viento en electricidad.
En general, la actividad humana provoca un vertido de resi-
duos en la atmósfera. Veamos cuáles son los contaminantes
más destacados que se vierten a la atmósfera: los gases y las
partículas.
• Gases. Los procesos de combustión son la principal fuente
de contaminantes atmosféricos. La combustión de petróleo,
carbón y gas natural que se produce en las industrias, en los
motores de los vehículos y en las viviendas desprende gases
contaminantes como el dióxido de carbono, el monóxido
de carbono y los óxidos de azufre y de nitrógeno. El dióxido
de carbono se produce en grandes cantidades en este pro-
ceso, y aunque es un componente natural de la atmósfera,
la contaminación da lugar a que su cantidad aumente pe-
ligrosamente.
Por otro lado, algunos contaminantes tienen un origen diferen-
te. Los CFC, clorofluorocarbonos, son gases muy volátiles que
se encuentran en algunos sistemas de refrigeración y en ciertos
aerosoles.
Disminuir la contaminación
del aire es responsabilidad
de todos. Éstas son algunas
medidas para conseguirlo:
• Usar preferentemente el
transporte público.
• Evitar que el calor de la
calefacción escape por
puertas y ventanas.
• Evitar el deterioro de los
bosques y fomentar la
reforestación.
• Usar aerosoles y sistemas
de aire acondicionado
libres de CFC.
• Utilizar fuentes de ener-
gía no contaminantes,
como la solar, la eólica y
la hidroeléctrica.
y también:
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• Partículas. Los procesos de
combustión desprenden
humo. El humo es una mez-
cla de gases calientes que
arrastran partículas sólidas
de pequeño tamaño que no
se han quemado completa-
mente. Las partículas oscure-
cen la atmósfera, pues retie-
nen el paso de parte de la luz
solar y, además, cuando se
depositan sobre la superficie,
oscurecen los troncos de los
árboles y los edificios, y pue-
den producir contaminación
del agua.
La contaminación es la
acumulación de sustancias
nocivas denominadas con-
taminantes.
Emisión de CO2
por habitante
7,5 a 5,3
2,5 a 7,5
0,8 a 2,5
0,2 a 0,8
0 a 0,2
sin datos
Los países industrializados del hemisferio Norte son los
principales emisores de dióxido de carbono.
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Efectos de la contaminación atmosférica
Al expulsar los contaminantes a la atmósfera, éstos se con-
centran inicialmente en la zona donde se ha producido la
emisión. Sin embargo, los vientos suelen dispersar la contami-
nación, de manera que las sustancias emitidos en un lugar
son distribuidas hacia regiones vecinas, y después, por todo
el planeta. Las dos problemáticas principales derivadas de
la contaminación atmosférica son:
• El calentamiento global. El dióxido de carbono y otros ga-
ses presentes en la atmósfera producen de manera na-
tural el efecto invernadero. Éste consiste en la retención
por parte de la atmósfera de la radiación solar reflejada
por la superficie terrestre. Las grandes cantidades de estos
gases que el ser humano emite a la atmósfera hacen que
el efecto invernadero natural aumente.
Esto contribuye a que la temperatura global de la atmósfera
se eleve lentamente. Este calentamiento global podría llevar
Esquema del efecto invernadero
La contaminación atmosférica
Bosque de coníferas afectado por la lluvia ácida.
República Checa.
Un efecto regional muy grave de la con-
taminación atmosférica es la lluvia ácida.
Los óxidos de azufre y de nitrógeno reac-
cionan con el agua de las nubes forman-
do ácidos muy corrosivos. Esas nubes car-
gadas de ácido precipitarán en forma de
lluvia ácida, frecuentemente en lugares
alejados de la fuente de contaminación,
pues los vientos desplazan las nubes ha-
cia otros lugares.
Los ácidos que caen con la lluvia afectan
a la vegetación e intoxican los suelos y las
aguas, de modo que la lluvia ácida dismi-
nuye la salud de los bosques y los terrenos
de cultivo de grandes extensiones.
Actividades
30. Explica ¿qué tipos de contaminantes se
vierten a la atmósfera e indica de dón-
de procede cada tipo.
31. ¿Por qué es perjudicial que los aerosoles
contengan CFC?
a la fusión del hielo polar, que provocaría el aumento del nivel de los mares y la inundación
de amplias zonas litorales. A su vez, el ascenso de la temperatura cambiaría la distribución
de los climas y los ecosistemas del planeta.
• La destrucción de la capa de ozono. Los CFC ascienden con facilidad hasta la ozonos-
fera. Allí reaccionan con el ozono y lo destruyen, de forma que los rayos ultravioleta pro-
cedentes del Sol llegan en mayor cantidad hasta la superficie del planeta. Esto puede
causar graves trastornos a la salud de los seres vivos.
32. Investiguen cuáles son las consecuencias de la
emisión a la atmósfera de los gases de escape
de los vehículos de motor. Organicen una mesa
de debate
en grupo
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3.6.2. Composición de la geósfera
La geósfera está constituida por minerales, que se agrupan
formando rocas.
Los minerales
Los minerales son sustancias químicas naturales que general-
mente se encuentran en estado sólido. Algunos están forma-
dos por elementos químicos, como el grafito, compuesto por
átomos de carbono; otros están constituidos por un compues-
to químico, como la halita o sal gema, formada por NaCl.
Los átomos y los iones de los minerales pueden tener distinta
disposición, de manera que presentan dos tipos de estructuras:
• Estructura cristalina: los átomos se disponen ordenadamen-
te y la ordenación se repite de forma regular y periódica en
las tres direcciones del espacio, por lo que se crea una red.
Son minerales de estructura cristalina el cuarzo, la calcita y
la pirita.
• Estructura amorfa: los átomos se disponen sin orden y no
forman redes. En la naturaleza existen pocos casos de mine-
rales con estructura amorfa.
Las rocas
Las rocas están formadas por uno o varios minerales. Se cla-
sifican en tres grupos según su origen:
• Rocas magmáticas o ígneas: estas rocas se originan por el
enfriamiento y solidificación de un material fundido, el mag-
ma, formado mayoritariamente por silicatos, vapor de agua y
gases disueltos. Se distinguen dos tipos de rocas magmáticas:
— Plutónicas: se forman por solidificación lenta del magma en el
interior de la Tierra. Éste es el caso del granito, la sienita y el gabro.
— Volcánicas: se originan por solidificación del magma cuan-
La textura está determina-
da por el tamaño y la forma
de los distintos cristales o
granos que forman la roca
y por la relación que existe
entre ellos.
La estructura es el conjun-
to de formas observables,
normalmente a simple vista,
que dan el aspecto final de
la roca.
Calcita.
Granito.
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Las partículas erosionadas y transportadas por los agentes geológicos ex-
ternos se depositan, por efecto de la gravedad, en otras zonas, donde se
acumulan y forman sedimentos, que se distribuyen en capas o estratos.
Durante un largo período de tiempo, estos sedimentos son sometidos al
proceso de litificación, que comprende tres etapas:
— Compactación: es la disminución del volumen por pérdida de agua.
— Cementación: los fragmentos se unen entre sí.
— Diagénesis: alteración de la textura y la estructura que transforma el
sedimento en roca sedimentaria.
do es expulsado a la superficie de la Tierra en las erupciones volcánicas o al fondo de los
océanos en las dorsales oceánicas. Son rocas volcánicas el basalto, la andesita y la riolita.
• Rocas sedimentarias: son rocas que se originan en la superficie terrestre como consecuen-
cia de los procesos de erosión, transporte y sedimentación.
Estractos más recientes
Estractos más antiguos
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Las rocas sedimentarias pueden ser de tres tipos:
— Detríticas: proceden de la erosión de otras rocas, cuyas par-
tículas son transportadas en suspensión por el agua o el viento.
Se distinguen las partículas unidas entre sí por un material
más fino denominado cemento. El cemento está compuesto
por sílice, carbonatos y óxidos de hierro.
Son rocas sedimentarias detríticas la arcilla y la arenisca.
— Químicas: se producen por la precipitación química de las
partículas que se encuentran disueltas en el agua del mar o
de los lgos.
Las calizas, por ejemplo, proceden de la precipitación del
carbonato de calcio.
— Organógenas: proceden de restos de seres vivos que ex-
perimentan un proceso de compactación y transformación.
El carbón procede de la transformación de restos vegetales
acumulados en zonas pantanosas.
• Rocas metamórficas: son rocas que se forman a partir de
rocas magmáticas, sedimentarias u otras rocas metamórfi-
cas. Se originan en el interior de la corteza terrestre, donde
son sometidas a elevadas presiones y temperaturas.
Las pizarras proceden del metamorfismo de las arcillas.
Los distintos grupos de rocas se relacionan mediante el ciclo
geológico. Los procesos que originan los diferentes tipos de
rocas se explicarán en el apartado correspondiente a la di-
námica interna y externa de la Tierra.
Pizarras
Arenisca
Actividades
33. Investiga sobre la procedencia del yeso y del olivino. Indica si son minerales o rocas, a qué grupo
corresponden y cómo se originan.
ROCAS
SEDIMENTARIAS
ROCAS
MAGMÁTICAS
ROCAS
METAMÓRFICAS
Metamorfismo
Metamorfismo
Metamorfismo
Fusión
Erosión
Erosión
Erosión
Transporte
Transporte
Transporte
Sedimentación
Sedimentación
Sedimentación
Sedimento
Litificación
Magma
Solidificación
Observa los tipos de ro-
cas: https://www.youtu-
be.com/watch?v=o8iY-
0zoNcaE
TIC
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Estructura de la geósfera
Los minerales y rocas que forman la geósfera se disponen en tres capas concéntricas de dis-
tinta composición: corteza, manto y núcleo.
Litósfera. Es una capa sólida y tiene un comportamiento rígido. Está dividi-
da en grandes fragmentos que constituyen las placas litosféricas.
Comprende la corteza oceánica y la continental y los primeros 100 km del
manto superior.
Astenósfera. Es una capa principalmente sólida, aunque también contie-
ne una parte de materiales fundidos que le dan plasticidad. Estos mate-
riales presentan movimientos de convección, que son responsables de la
dinámica de las placas.
Su grosor abarca desde el final de la litosfera hasta los 650-670 km de
profundidad.
Mesósfera. Los materiales de esta capa se encuentran en estado sólido.
Corresponde a una parte del manto superior y todo el manto inferior.
Endósfera. Corresponde a todo el núcleo. El núcleo externo es fluido y
tiene un comportamiento plástico; el núcleo interno es sólido y, por tanto,
tiene un comportamiento rígido.
Corteza. Es la capa sólida más superficial de la Tierra. Está formada por
rocas que contienen oxígeno, silicio, aluminio y hierro.
Tiene un grosor máximo de 70 km en los continentes y de 12 km en las
zonas oceánicas. Su densidad es de unos 3 g/cm3. La temperatura en la
superficie es de 22 °C y en su límite inferior es de 400 °C.
Limita con el manto por la discontinuidad de Mohorovicic.
Manto. Es la capa intermedia. Está constituido básicamente por oxígeno,
magnesio, silicio y hierro. Se divide en manto superior, que llega a 700 km,
y manto inferior, que alcanza los 2900 km de profundidad. La densidad
del manto superior es de 3,3 g/cm3 y la del manto inferior es de 5,7 g/cm3.
La temperatura asciende, respectivamente, desde los 1 500 °C hasta los
3 000 °C.
El límite entre el manto superior y el inferior recibe el nombre de disconti-
nuidad de Repetti.
El manto inferior limita con el núcleo por la discontinuidad de Gutenberg.
Núcleo. Está situado en la parte más interna de la Tierra. Las rocas que lo
constituyen están formadas principalmente por hierro y níquel. Estos mate-
riales le dan una elevada densidad y hacen que el núcleo sea el respon-
sable del campo magnético terrestre.
Se divide en núcleo externo, que llega a los 5 100 km, y núcleo interno, has-
ta los 6 371 km. La densidad del núcleo externo es de 9 g/cm3 y la del inter-
no, 12 g/cm3. La temperatura es, respectivamente, de 4 000 °C y 6 000 °C.
El límite entre el núcleo externo y el interno se llama discontinuidad de
Lehman- Wiechert.
La densidad de los materiales y la temperatura a la que los minerales y rocas se ven someti-
dos determinan que tengan un comportamiento plástico o rígido. Esta propiedad hace que
se puedan distinguir otras divisiones en el interior de la geosfera, según su estructura dinámica.
http://goo.gl/g8QBUA
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• Las ondas P o longitudinales hacen que las partículas vibren pa-
ralelamente a la dirección de la onda. Atraviesan todo tipo de
materiales y aumentan la velocidad con la rígidez del material.
• Las ondas S o transversales provocan una vibración perpendicular
a la dirección de la onda. No atraviesan materiales fluidos y su
velocidad aumenta a medida que el material es más rígido.
• Las ondas superficiales pueden ser ondas L o Love y R o Rayleigh.
Las ondas L provocan movimientos laterales de
La situación de los límites entre las distintas capas y la profundidad de éstas han podido
averiguarse midiendo la velocidad de propagación de las ondas sísmicas.
Las ondas sísmicas son vibraciones que provocan el desplazamiento de las partículas de los
materiales que atraviesan.
Existen diversos tipos de ondas sísmicas:
Estas ondas se propagan en todas las direcciones y atravie-
san distintos materiales; cuando hay un cambio de densidad,
varía la velocidad de propagación. Las velocidades de pro-
pagación son registradas por el sismógrafo, un instrumento
que las traduce en gráficos llamados sismogramas.
Con los sismogramas procedentes de varios observatorios se
trazan gráficas sísmicas, que relacionan la velocidad de pro-
pagación de las ondas con la profundidad de la Tierra. Ana-
lizando los registros sísmicos de diferentes observatorios se
pueden deducir las características de los materiales que han
atravesado las ondas y la localización de las discontinuidades.
En una situación como la que hemos representado en el di-
bujo de la izquierda, a partir del punto H se emiten ondas
sísmicas en todas las direcciones. Los observatorios A y D re-
ciben ondas de los tipos P y S, mientras que los observatorios
B y C solamente reciben ondas del tipo P.
De esta manera, la recopilación y el estudio de numerosos
registros sísmicos han permitido averiguar la estructura inter-
na de la Tierra que hemos descrito hasta ahora.
35. Observa la gráfica sísmica
de la izquierda y anota la
profundidad a la que se
encuentran las discontinui-
dades.
36. ¿Qué relación existe entre
la velocidad de las ondas
sísmicas y la rigidez o plasti-
cidad de los materiales?
A
B C
D
H
Ondas P
Ondas S
Ondas superficiales
Actividades
https://goo.gl/oPbk4E
Gráficas sísmicas
34. Observen los esquemas
de la estructura interna
de la Tierra. Elaboren
una maqueta didáctica
sobre este tema.
en grupo
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Los organismos descomponedo-
res de la materia orgánica cierran
el ciclo de la materia.
Hasta ahora hemos visto que el flujo de energía se produ-
ce en una sola dirección, a través de los ecosistemas, es
decir, fluye desde los organismos autótrofos a los heteró-
trofos.
En cambio, la utilización de la materia es cíclica, ya que
los principales elementos químicos que forman parte de
los seres vivos se reciclan continuamente.
Los elementos que forman parte de la materia viva reci-
ben el nombre de bioelementos. Los principales son: car-
bono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre, que
constituyen el 99% de la materia viva.
La reserva de bioelementos en la Tierra es limitada, pues a
escala planetaria casi no hay entradas ni salidas de ma-
teria.
Un ciclo biogeoquímico se define como el recorrido que
sigue un elemento químico en la naturaleza: es captado
del medio ambiente por los seres vivos, pasa de un ser vivo
a otro y vuelve otra vez al medio.
Los organismos descomponedores contribuyen de forma
decisiva en el reciclaje continuo de estos elementos.
Debido a la acción constante de estos organismos, la biós-
fera interacciona con los demás sistemas: hidrósfera, geós-
fera y atmósfera.
La velocidad a la que se producen los ciclos biogeoquí-
micos depende de diversos factores, como la vida de las
moléculas o el tiempo que necesitan para descomponer-
se, y también de su accesibilidad.
La lignina y la celulosa son moléculas que constituyen la
madera de los árboles, y tienen una vida larga.
Estas sustancias se acumulan en el sotobosque formando
una capa en el suelo: el humus.
Los elementos que forman parte del ciclo pueden quedar
apartados de él durante largos períodos de tiempo.
Éste es el caso del carbón o del petróleo, que se originan
a partir de materia orgánica que quedó sepultada en la
litosfera y apartada del ciclo del carbono.
3.7. Ciclo de la materia
Todos los elementos inorgá-
nicos pueden ser encontra-
dos en la Tierra de muchas
formas diferentes. Los ele-
mentos pueden diferir en su
forma física y así ser sólidos,
líquidos o gaseosos. Ele-
mentos como el nitrógeno,
carbono, azufre y fósforo,
pueden ser encontrados en
muchos lugares diferentes.
El nitrógeno está presente
en el agua, así como en el
suelo y las reservas siem-
pre son renovadas. Esto es
porque el nitrógeno, como
otros muchos elementos, se
mueve por La Tierra en un
ciclo de la materia; el ciclo
del nitrógeno; así también
el ciclo del carbono, del
fósforo…
De ellos uno de los ciclos
más importantes es el del
carbono, pues es un ele-
mento muy importante, ya
que es el pilar constructor
de toda la materia orgá-
nica, incluyendo partes
del cuerpo humano, tales
como proteínas, lípidos,
ADN y ARN.
y también:
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Los ciclos biogeoquímicos son sistemas cerrados perfectos en los que la cantidad de materia no
varía. El equilibrio de estos ciclos es indispensable para el mantenimiento de la vida.
A continuación, describimos los ciclos biogeoquímicos del carbono, el nitrógeno, el fósforo y el
azufre, elementos fundamentales en la composición de la materia orgánica. El hidrógeno y el
oxígeno también son bioelementos fundamentales y su circulación en los sistemas está incluida
en los ciclos citados anteriormente.
3.7.1. Ciclo del carbono
3.7.2. Ciclo del nitrógeno
El carbono es uno de los elementos más abundantes en las moléculas orgánicas. Se encuentra en los océa-
nos, en los vegetales, en el suelo y en la atmósfera.
Este elemento se incorpora a los organismos fotosintéticos, que captan el CO2
de la atmósfera y lo transforman
en glúcidos.
Tanto los organismos autótrofos como los heterótrofos oxidan estos compuestos en los procesos catabólicos y
originan CO2
.
Por otra parte, los diversos organismos descomponedores actúan sobre la materia orgánica de los organismos
que mueren y desprenden también CO2
.
El nitrógeno se en cuentra principal-
mente en forma de gas (N2
), y constitu-
ye el 78% en volumen de la atmósfera.
Es un elemento im - prescindible como
com - ponente de las proteínas y los
ácidos nucleicos, pero sólo algunos
microorganismos pueden fijar ni-
trógeno at mos férico en forma de
compuestos inorgánicos que utilizan
las plantas. La mayoría del nitrógeno
proviene del reciclaje de la materia
orgánica.
edb©
nitrógeno atmosférico
plantas
amonio
bacterias fijadoras de
nitrógeno, nódulos de
leguminosas
bacterias fijadoras de
nitrógeno al suelo amonificación
bacterias nitrificantes
bacterias
nitrificantes
bacterias
desnitrificantes
nitrificación
asimilación
nitratos
nitritos
descomponedores
(bacterias y hongos)
fotosíntesis
respiración
respiración
humus
combustibles fósiles
descomposición
descomposición
combustión
CO2
en la atmósfera
materia
orgánica
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3.7.3. Ciclo del fósforo
3.7.4. Ciclo del azufre
El fósforo se encuentra for-
mando parte de las rocas
sedimentarias. Es un compo-
nente importante de los áci-
dos nucleicos y de moléculas
como el ATP.
Para que se incorpore a las
plantas y sea utilizado por el
resto de los seres vivos, es ne-
cesario que se solubilice y dé
El azufre forma parte de la composición de algunos aminoácidos, enzimas, hormonas y vitaminas. no obstante
los seres vivos contienen muy poco azufre, pero imprescindible para la vida.
Se encuentra en rocas sedimentarias, en el suelo y en los ríos, en forma de ion sulfato (SO4
)-2
. Puede ser absor-
bido por los vegetales e incorporarse a la cadena trófica.
Otras fuentes de azufre son las emisiones volcánicas y las fuentes hidrotermales. Al morir los organismos, se
libera al medio sulfuro de hidrógeno (H2
S), que se oxida dando lugar a iones sulfato.
lugar al ion (PO4
) -3

. En este proceso intervienen diversos grupos de microorganismos.
En los ecosistemas, una parte del fósforo se encuentra en las conchas y los esqueletos de los seres vivos. Cuan-
do los organismos mueren, el ion (PO4
) -3
se libera por hidrólisis y se incorpora al suelo.
En los ecosistemas marinos, el fósforo se acumula en los sedimentos del fondo oceánico, que constituye su
mayor depósito. Por tanto, allí queda fuera del alcance de los seres vivos, excepto en zonas de afloramiento,
donde se produce un ascenso de aguas profundas. Este proceso da lugar a una gran biodiversidad de or-
ganismos marinos.
Observa el siguiente
enlace sobre los ci-
clos biogeoquímicos:
https://bit.ly/2JLuiEf
TIC
https://goo.gl/S0dZb6
Sulfuro
Dióxido
de azufre
Sulfato
Bacterias
edb©
fósforo en el suelo
fósforo en solución
descomposición
meteorización
de rocas
fertilización
excrementos y orina
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Experimento
Tema:
Estudio de un ecosistema
Introducción:
Vamos a aplicar algunas de las técnicas
que hemos visto en esta unidad para estu-
diar un ecosistema. Para ello, has de selec-
cionar un ecosistema cercano a tu instituto,
como un parque, un jardín o un área de
campo o bosque.
Recuerda que puedes tomar como muestra
de estudio una subunidad o parcela de un
ecosistema mayor.
Procedimiento:
• Observa el ecosistema que has seleccio-
nado y haz un croquis de la zona.
• Toma las medidas necesarias utilizando
la cinta métrica e indícalas en el croquis.
• Haz un listado de los elementos más repre-
sentativos del biotopo (tipo de suelo, pre-
sencia de agua, relieve, intensidad de luz,
orientación…) y describe cómo son las tem-
peraturas y las precipitaciones de la zona.
• Para describir la vegetación del ecosis-
tema, efectuaremos un estudio de una o
más parcelas.
• Primero, delimita un cuadrado de 5 m de
lado con un cordel de pita mediante es-
tacas o piedras.
• Identifica las diferentes especies de árbo-
les, arbustos y hongos con la ayuda de la
guía de campo.
• Elabora una tabla de abundancia relativa
de cada especie vegetal en función de
la superficie que ocupa, siguiendo este
modelo. Debes tener en cuenta que, al
existir distintos estratos vegetales, podemos
llegar a encontrar diferentes especies que
ocupen más del 75 % de la superficie:
Muy abundante 75 % del total.
Abundante 50-75 % del total.
Frecuente 25-50 % del total.
Escasa 5-25 % del total.
Muy escasa 5 % del total.
• Para realizar el estudio de la fauna, de-
bes escoger el sistema de muestreo que
utilizarás entre los distintos propuestos al
inicio de la unidad.
• Anota los diferentes animales que has obser-
vado y su abundancia en número de indivi-
duos. Utiliza la guía de campo si es necesa-
rio y describe sus características principales.
Actividades:
a. Clasifica los diferentes organismos según
sean productores, consumidores y des-
componedores. Indica si existen diferen-
tes niveles de consumidores y explícalos.
b.
Elabora dos gráficos de barras con los datos
de cobertura de los arbustos, por un lado, y
los árboles, por otro. ¿Existen algunas espe-
cies que sean más abundantes que otras?
¿A qué crees que puede ser debido?
c.
Compara las especies más abundantes
de arbustos y árboles. ¿Presentan carac-
terísticas morfológicas comunes? ¿Cuá-
les? Razona tu respuesta.
d.
¿Crees que el análisis de la fauna del eco-
sistema es completo? Razona tu respuesta.
e.
Redacta un informe con las conclusiones
de los resultados que hayas obtenido y
las dificultades que has encontrado para
desarrollar tu trabajo de campo.
Material
• Guía de campo
• Bloc de notas
• Lápiz
• Cinta métrica
• Calculadora
• Lupa
• Cordel de pita
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3
Resumen
Ecosistemas
Componentes de
los ecosistemas
Cadenas y redes
tróficas
Flujo de energía
Dinámica de los
ecosistemas Estructuras Ciclos
biogeoquímicos
Son
Como
Analizada mediante Su análisis involucra
En las
Intervienen
Biotopo
Atmósfera Ciclo del nitrógeno
Hidrósfera Ciclo del carbono
Biocenosis
Geósfera Ciclo del fósforo
Biósfera Ciclo del azufre
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Mientras tanto en el mundo...
Un planeta mutable
Francisco Medina Martínez, mexicano, realizó estudios profesionales en la Facultad de Quí-
mica de la Universidad Nacional Autónoma de México. Desde 1978 ha realizado labores de
investigación en el Instituto de Geofísica de la UNAM y ha publicado más de 30 trabajos de
investigación, entre ellos el libro planeta mutable. El estudio de la Tierra, desde una escala
planetaria, debe esclarecer los 4500 millones de años de evolución que la Tierra ha tenido
desde su formación, a partir de la acumulación de material meteorítico hasta su dinámico
estado actual.
Los sismos y los volcanes son una manifestación actual de una dinámica interna de la Tierra,
cuyo origen debe buscarse en las primeras etapas de su evolución. Esto se debe a que la
energía interna de la Tierra, la cual permite dichas manifestaciones, procede de la desin-
tegración de elementos radiactivos presentes en los materiales que formaron el planeta.
Dicha energía no se disipó rápidamente, como en la Luna o en Marte, sino que ha tenido
una disipación gradual que persiste en la actualidad y que permite el desplazamiento de
grandes bloques de la corteza terrestre. Estos desplazamientos, enmarcados en una teoría
general denominada tectónica de placas, involucran diversos procesos energéticos que
ocurren en el interior de la Tierra, y que también dan lugar a otra serie de fenómenos como
es la presencia del campo magnético terrestre. Hoy en día, gracias a las sondas espaciales,
es posible estudiar la estructura de otros cuerpos planetarios. El conocimiento derivado de
estos estudios ha permitido comprender mejor la estructura de la Tierra y las diferentes eta-
pas de su evolución como cuerpo planetario.
Francisco Medina Martínez. Un planeta mutable. Extraído de:
http://www.laprensa.com.ec/interna.asp?id=2864#.VlKLDXbRbDc
http://goo.gl/PSfu0q
• ¿Por qué se titula el artículo un planeta mutable?
• ¿Cuáles han sido los factores que han determinado la diná-
mica interna del planeta Tierra?
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Para finalizar
1 Explica para qué se utilizan los siguien-
tes instrumentos en el estudio de los
ecosistemas: disco de Secchi, termó-
metro, fotómetro.
2 Clasifica las siguientes características
según las capas de la zona pelágica
de un ecosistema marino:
—Gran cantidad de plancton.
—Presión hidrostática muy elevada.
—La fauna predominante son los pe-
ces, los moluscos y los equinodermos.
—No llega la luz solar.
—Pueden habitar mamíferos y aves
acuáticas.
3 ¿Qué diferencias hay en el biotopo
de un ecosistema de un curso alto de
un río y un curso bajo?
4 Cita dos características de los ecosis-
temas terrestres y dos de los ecosiste-
mas acuáticos.
5 Observa la imagen siguiente y
responde:
—Describe el biotopo y la biocenosis.
—Describe las características del ecosis-
tema de la imagen.
—¿Qué tipo o tipos de ecosistemas se
observan en la imagen?
6 Elabora, junto con tus compañeros y
compañeras, un listado de zonas o
espacios naturales próximos a tu loca-
lidad sobre los que te gustaría realizar
un itinerario.
7 Di si las siguientes frases son verdaderas
o falsas. En el caso de que sean falsas,
escríbelas correctamente.
— La mayor parte del agua de la hidrós-
fera está en forma de hielo en los polos.
— La mayor parte del agua líquida de
los continentes está en los lagos y ríos.
— Las mareas son movimientos del agua
de los océanos causados por el viento.
— Las nubes están formadas solamente
por vapor de agua.
8 Observa la imagen siguiente y responde:
—¿Qué contaminantes se emiten a la
atmósfera en esta situación?
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AUTOEVALUACIÓN
•Pide a tu profesor sugerencias para
mejorar y escríbelas.
•Trabajo personal
Reflexiona y autoevalúate en tu cuaderno:
•Trabajo en equipo
¿Cómo ha sido mi actitud
frente al trabajo?
¿He compartido
con mis compañeros?
¿He cumplido
mis tareas?
¿He respetado las opiniones
de los demás?
¿Qué aprendí en esta
unidad temática?
•Escribe la opinión de tu familia.
—¿Qué efectos pueden provocar sobre
la salud? ¿Y sobre el medio ambiente?
—Los catalizadores que llevan los co-
ches actuales en el tubo de escape
pueden aliviar esta situación. Busca in-
formación y explica qué contaminantes
son eliminados con estos sistemas.
—Busca otras soluciones individuales y
colectivas para resolver este problema.
9 Realicen una lista de las actividades con-
taminantes de la atmósfera en tu pobla-
ción. Expliquen qué tipo de contaminan-
tes se emiten en cada caso. Construyan
un árbol de ideas en la pizarra.
10 El ozono es un gas que se concentra de
forma natural en la estratósfera.
— ¿Qué importancia tiene el ozono para
la vida en la superficie terrestre?
— Cuando se produce ozono en la tropós-
fera, éste se considera un contaminante.
Busca información sobre las nieblas fo-
toquímicas o smog en las que se forma
y sobre los efectos que causa en nuestra
salud.
11 Explica por qué el dióxido de carbono
atmosférico es muy importante para los
seres vivos.
—¿En qué problema ambiental está im-
plicado el CO2
? Explica por qué este
gas, presente de forma natural en la at-
mósfera, llega a constituir un problema.
12 Describe los beneficios que la atmósfera
aporta a los seres vivos.
—Por el contrario, ¿qué elementos del
aire pueden afectar a nuestra salud?
¿De qué manera?
13 ¿Por qué a la biósfera se la considera
como un sistema abierto?
14 Realicen, en grupos de tres estudian-
tes, un esquema gráfico de los ci-
clos biogeoquímicos estudiados,
¿qué elementos, compuestos e iones
intervienen?
— Dialoguen sobre la importancia de los
ciclos biogeoquímicos. ¿Cuál de estos
ciclos es el más importante para la vida?
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PARA EMPEZAr:
• ¿ Fue el Big bang el inicio del universo?
• ¿ Cuál es el rol de las galaxias, planetas, satélites, cometas y asteroides en la
conformación del universo?
• ¿ Conocen la importancia del espectro electromagnético en su conformación
de bandas?
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La orientación diurna
EXPERIMENTO
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CONTENIDOS:
4.1. El universo
4.1.1. Exploración del universo
4.1.2. Origen y evolución del
universo
4.1.3. Las galaxias,
4.1.4. Las estrellas,
4.1.5. Las nebulosas.
4.1.6. El Sistema Solar
4.1.7. Asteroides, cometas y
meteoritos
4.2. Origen y evolución de la
Tierra
4.2.1. Métodos de datación y
eras geológicas
4.3. Espectro electromagnético
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Sistema geocéntrico propuesto por Aristóteles
Sistema heliocéntrico copernicano
Rotación elíptica de los planetas
según la segund ley de Kepler
4.1. el universo
El universo es un espacio inmenso que incluye todo cuanto nos rodea: las galaxias, las estre-
llas, el Sistema Solar, la Tierra y a nosotros mismos, sus minúsculos habitantes.
Desde su aparición en la Tierra, el ser humano ha contemplado el cielo nocturno buscando
datos que le ayuden a conocer el universo: su composición, su origen, su evolución, el movi-
miento de los astros... Las pinturas sobre constelaciones que decoran las cuevas habitadas
por los primeros seres humanos y los calendarios elaborados por antiguas civilizaciones son
una muestra de este interés.
A lo largo de la historia han existido distintas concepciones sobre el universo. Estas se han ido
modificando a partir de las observaciones de numerosos científicos.
Las modificaciones de los diferentes modelos sobre el universo se han producido al mismo
tiempo que se perfeccionaban los instrumentos de observación y se avanzaba en el escla-
recimiento de las leyes de la física. En la tabla siguiente se pueden observar los sucesos efec-
tuados en el desarollo del origen del universo, y las concepciones propuestas por diversos
autores.
s. IV a.C.
s. II d.C.
s. XV-XVI
s. XVI-XVII
Aristóteles propone el modelo geocéntrico, en el cual
la Tierra es el centro del universo, en torno a la cual gi-
ran los demás astros unidos a las esferas celestes, bajo
la bóveda de las estrellas fijas.
Claudio Ptolomeo introduce el concepto de epici-
clo: los planetas no están fijos a las esferas, sino que
realizan un giro, lo que justifica su aparente cambio
de trayectoria en el cielo.
Nicolás Copérnico propone que la Tierra no es el
centro del universo, sino que gira alrededor del Sol,
al igual que los otros planetas, en órbitas circulares.
Galileo Galilei descubre los satélites de Júpiter: el Sol y
la Tierra no son los únicos astros alrededor de los cuales
giran otros cuerpos.
Tycho Brahe modifica el sistema copernicano: el Sol
gira alrededor de la Tierra, y los demás planetas al-
rededor del Sol.
Johannes Kepler, apoyándose en los datos obteni-
dos por Brahe, propone sus tres leyes:
1. Los planetas se mueven en elipses con el Sol en
uno de sus focos.
2. Los radios que unen el planeta con el Sol barren
áreas iguales en tiempos iguales
3. Los cuadrados de los períodos de los planetas son
proporcionales a los cubos de sus distancias al Sol
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DORA
s. XVII
s. XVIII
s. XX
1900
1915
1905
1934
1964
Isaac Newton enuncia la ley de la gravitación universal: la fuer-
za de la gravedad es la que mantiene a la Luna en la órbita de
la Tierra, al igual que cualquier par de masas se atraen entre
ellas. Estas leyes son aplicables a todo el universo.
William Herschel afirma que el Sol es una estrella en una galaxia,
la Vía Láctea, y que ocupa el centro de ésta.
Max Planck inicia la física cuántica, que permitirá unir el mundo
atómico con el mundo estelar.
Albert Einstein propone la teoría de la relatividad, trastocando
los conceptos de espacio y tiempo, y permitiendo la interpreta-
ción de fenómenos no explicables por las leyes de Newton.
Harlow Shapley propone que el Sol se halla en uno de los brazos
de la galaxia, no en su centro.
Edwin Hubble identifica a Andrómeda como una galaxia más
allá de la Vía Láctea. Nuestra galaxia no es más que una entre
millones.
Las galaxias se separan entre ellas: el universo está en expan-
sión.
Arno Penzias y Robert Wilson corroboran la teoría del big bang
mediante el estudio de la radiación de fondo.
1. Realicen un cuadro comparativo entre los modelos geocéntrico y heliocéntrico del universo, des-
tacando sus diferencias fundamentales así como sus principales valedores.
Respondan las siguientes cuestiones:
2. ¿Crees que los cambios sociales que se dieron en los siglos XVI y XVII influyeron en el desarrollo de
los nuevos sistemas cosmológicos? Justifica tu respuesta.
3. ¿Qué diferencia existe entre las órbitas de la teoría heliocéntrica copernicana de las del modelo
de Kepler?
4. ¿Qué fuerza provoca que la Luna se mantenga en la órbita terrestre? ¿Y que la Tierra orbite alre-
dedor del Sol? ¿Qué característica han de tener los cuerpos para verse sometidos a esa fuerza?
5. ¿Podrías decir cuáles son las dos grandes teorías enunciadas a principio del s. XX que cambiaron
radicalmente la manera de ver el universo físico que nos rodea, y quiénes fueron los científicos
que las enunciaron?
Diversas observaciones en galaxias lejanas han demostrado que el universo se está expan-
diendo a pasos agigantados. Otros datos demuestran que gradualmente se va enfrian-
do, por lo que se puede llegwar a considerar que el fin del universo se dará cuando este
se congele.
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4.1.1. La exploración del universo
El desarrollo de aparatos e instrumentos cada vez más precisos
ha permitido ampliar el conocimiento acerca del universo. Los
más utilizados son: los telescopios ópticos, los radiotelescopios,
las sondas espaciales y las naves espaciales tripuladas.
Los telescopios ópticos
Captan la luz procedente de los astros y producen imágenes
lo bastante grandes y nítidas para que puedan ser examina-
das con detalle.
Las principales características que definen un buen telesco-
pio son:
• El poder de recogida, que representa el área de luz que
capta el telescopio.
• El poder de resolución, que es la capacidad para distinguir
separadamente dos puntos muy próximos. A mayor poder de
resolución, más capacidad para diferenciar los detalles en una imagen.
Los telescopios pueden ser refractores o reflectores, según estén constituidos por lentes o por
espejos.
• Los telescopios refractores se basan en la refracción de la luz, producida por las lentes del
objetivo y del ocular.
• Los telescopios reflectores se fundamentan en el fenómeno de la reflexión de la luz y, por
tanto, el objetivo y el ocular son espejos.
La atmósfera absorbe una parte de la luz que llega del espacio, especialmente si
hay nubes o el aire está contaminado. Por esta razón, los observatorios donde se en-
cuentran los telescopios están situados lejos de las áreas urbanas, en lugares altos
y de clima seco, lo que permite llevar a cabo mejores observaciones del espacio.
En las últimas décadas se han lanzado al espacio telescopios espaciales que, al estar fuera
de la atmósfera terrestre, nos ofrecen mejores imágenes. Estos telescopios están automatiza-
dos y responden a órdenes enviadas por los científicos desde la Tierra.
Telescopio refractor en el obser-
vatorio Lowell, Arizona, Estados
Unidos
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Los radiotelescopios
Son aparatos que captan las ondas radioeléctricas que tie-
nen una frecuencia aproximada de 100 megahercios. Estos
aparatos disponen de una gran antena parabólica que reci-
be las ondas y las concentra sobre otra pequeña antena. La
señal procedente de ésta es amplificada y procesada por
un receptor, que la transforma en una imagen de la zona
observada.
En comparación con los telescopios ópticos, los radiotelesco-
pios ofrecen la ventaja de que las ondas electromagnéticas
penetran a través de la atmósfera independientemente de
cuáles sean las condiciones meteorológicas.
Sin embargo, su poder de resolución es mucho más bajo
que el de un telescopio, motivo por el cual es necesario pro-
cesar simultáneamente la información procedente de varios
radiotelescopios.
Las sondas espaciales
Se trata de pequeñas naves que se lanzan desde la Tierra
para que realicen un recorrido determinado. Estas naves son
capaces de detectar diferentes tipos de radiaciones y en-
vían a la Tierra la información que captan.
Desde 1957, año en que la desaparecida Unión Soviética lan-
zó al espacio la sonda espacial Sputnik 1, este tipo de naves
ha sido muy utilizado. La Voyager 2 es la primera sonda que ha recorrido todo el Sistema
Solar y que ha salido de él.
Las naves espaciales tripuladas
Son vehículos espaciales que permiten al ser humano la observación astronómica in situ. La
Luna es el único astro que ha sido visitado hasta el momento por el ser humano. El primer
alunizaje fue realizado por una nave de Estados Unidos, el 20 de julio de 1969. Dentro del
programa Apolo, entre los años 1969 y 1972, se realizaron seis alunizajes con éxito.
El coste de los viajes tripulados es mayor que el de las sondas espaciales. Además, un viaje
por el espacio siempre entraña riesgos. Por ello, en la actualidad, los viajes tripulados son
trayectos alrededor de la órbita terrestre.
La Mars Pathfinder ha sido uno
de los dispositivos enviados a
Marte para recopilar informa-
ción sobre el planeta rojo.
Radiotelescopio de antena fija
en Are cibo (Puerto Rico)
Actividades
1. ¿Cuáles son los dos tipos principales de tele-
scopios ópticos y en qué se diferencian?
2. ¿A qué se debe que los telescopios en órbi-
ta nos proporcionen mejores imágenes que
aquellos que se encuentran en la superficie
terrestre?
3. ¿Qué ventaja presenta un radiotelescopio so-
bre un telescopio óptico?
4. Últimamente, Marte ha sido objeto de varias
misiones de reconocimiento con sondas es-
paciales. A pesar de ello, aún no se ha en-
viado ninguna nave espacial tripulada al pla-
neta rojo. ¿Qué inconvenientes y dificultades
crees que presenta una misión tripulada en
comparación con las sondas espaciales? Or-
ganiza con tus compañeras y compañeros
una mesa de debate.
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El conocimiento sobre el origen del universo ha permitido la elaboración de un modelo sobre la
formación y la evolución del mismo, que ha sido aceptado hasta el momento por la comunidad
científica, pero que, sin duda, puede verse modificado con nuevos descubrimientos.
Según las últimas teorías sobre el origen del universo, éste se habría originado hace entre
15000 y 20000 millones de años a partir de la expansión de un único punto de temperatura y
densidad infinitas en lo que conocemos como el Big bang. Este punto o singularidad inicial
contendría toda la materia y la energía que constituyen nuestro universo, y su expansión
marcaría el inicio del tiempo y el espacio.
A continuación vamos a ver los fenómenos que estas teorías suponen que tuvieron lugar
desde lo que se considera el inicio del tiempo y del universo.
0 segundos
10-43
segundos
10-35
segundos
10-10
segundos
1 segundo
3 minutos
100
millones de
años
15000
millones de
años
Singularidad de la gran explosión inicial.
Big bang.
Leyes de la física exóticas y desconocidas.
Era de la teoría de la gran unificación. El equilibrio entre materia y
antimateria se decanta a favor de la materia.
Era electrodébil, dominada por quarks y antiquarks.
Era de los hadrones y leptones. Los quarks se asocian formando pro-
tones, neutrones y otras partículas.
Los protones y neutrones se combinan formando núcleos de hidró-
geno, helio, litio y deuterio.
La materia y la radiación se acoplan y se forman los primeros áto-
mos estables.
Cúmulos de materia forman quásares, estrellas y protogalaxias. En
el interior de las estrellas comienzan a sintetizarse núcleos más pe-
sados.
Se forman nuevas galaxias con sistemas solares alrededor de las
estrellas. Los átomos se enlazan entre ellos para formar moléculas.
A medida que se producía la expansión la temperatura disminuyó, hasta alcanzar los 100
000 millones de grados aproximadamente tres minutos después del inicio de la expansión.
Este descenso abrió la posibilidad de la condensación de la energía en partículas subatómi-
cas, quarks en primer lugar, que acabaron asociándose en protones, neutrones, mesones y
bariones. Unos tres minutos después del big bang, estas partículas dieron lugar a los núcleos
atómicos más ligeros.
4.1.2. Origen y evolución del universo
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Cientos de miles de años más tarde, con temperaturas de unos
miles de grados, los electrones fueron frenados lo suficiente
como para ser capturados por los núcleos atómicos, originan-
do los primeros átomos completos. La materia así creada se
asoció 1000 millones de años después, formando protoga-
laxias, compuestas por estrellas que en su interior sintetizaron
núcleos atómicos pesados, como carbono, nitrógeno, hierro...
A partir de los productos de estas protogalaxias se formaron
nuevas generaciones de galaxias, como la Vía Láctea.
5. ¿Cuál se cree que es la edad del universo hoy
día?
6. En las centrales nucleares la materia de los
átomos radioactivos es convertida en ener-
gía. En las etapas tempranas del universo, la
energía se condensó para dar lugar a partí-
culas materiales. ¿Qué teoría nos explica es-
tas transformaciones?
7. ¿Cuáles son los átomos más ligeros? ¿De qué
están compuestos?
8. ¿Cómo podrías argumentar que la Vía Lác-
tea no se originó inmediatamente después
del big bang, sino que forma parte de una
generación posterior de galaxias?
En la actualidad, la expansión y el enfriamiento del universo
continúan, aunque no se ha podido precisar si este fenóme-
no ocurrirá indefinidamente.
La evolución futura del universo depende de su masa total y
de la fuerza gravitatoria que se ejerce entre la materia que lo
forma:
•Si la masa del universo no es suficientemente elevada,
no generará una fuerza gravitatoria capaz de detener la
expansión, y el universo continuará expansionándose in-
definidamente. En tal supuesto, el universo sería abierto.
•Si la masa del universo es suficientemente elevada, ejercerá
Representación de un universo
abierto y de un universo cerrado
Representación del Big bang
una gran fuerza gravitatoria sobre sus constituyentes y, como consecuencia, en un momento fu-
turo se detendrá la expansión. Cuando llegue ese momento, es posible que se inicie la contrac-
ción del universo, en un proceso denominado Big crunch, y se origine un nuevo superátomo. En
este caso, el universo sería cerrado. El modelo de universo cerrado nos plantea dos posibilidades:
— El superátomo originado por el Big crunch da lugar a otro Big bang, que iniciará otra expansión del uni-
verso, y así sucesivamente. En este caso se trataría de un universo cíclico.
— No se produce un nuevo Big bang y el universo dejaría de existir.
Actividades
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4.2.3. Las galaxias
Durante el siglo XX se definió la galaxia como la unidad bási-
ca del universo. Las galaxias están formadas por agregados
de estrellas y nebulosas.
• Los agregados de estrellas son conjuntos de centenares o
incluso miles de millones de estrellas.
• Las nebulosas son inmensas nubes de gas y polvo, de den-
sidad variable.
Las galaxias se agrupan dando lugar a cúmulos, los cuales, a
Galaxia espiral barrada NGC 1300
Clasificación morfológica de las galaxias
su vez, forman grupos mayores denominados supercúmulos.
Hasta el momento, en la zona del universo que ha podido ser estudiada, se han detectado
más de mil millones de galaxias, que se encuentran separadas entre sí por grandes exten-
siones de espacio vacío.
La primera clasificación de las galaxias se basó en criterios morfológicos: según su forma
fueron agrupadas en irregulares, elípticas, lenticulares y espirales, y dentro de éstas en nor-
males y barradas.
En la actualidad, esta clasificación únicamente se aplica a las llamadas galaxias lumino-
sas, habiéndose detectado muchos otros tipos galácticos, como las galaxias enanas, las de
bajo brillo o las galaxias peculiares: las galaxias Seyfert, las radiogalaxias o los quásares.
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Las galaxias no son elementos estáticos, sino que presentan
tres movimientos característicos. La mayor parte de ellas pre-
sentan una rotación alrededor de un eje central. También
tienen un movimiento de traslación respecto a otras galaxias
de su entorno, que puede llegar a producir colisiones ga-
lácticas. Por último, las galaxias se desplazan alejándose las
unas de las otras. Este desplazamiento fue una de las prime-
ras indicaciones de un posible origen expansivo del universo.
Las extraordinarias dimensiones de las galaxias y de las dis-
tancias entre ellas obligan a utilizar como unidad de longi-
tud el año luz. Un año luz equivale a 9 460 800 000 000 km.
Nuestro planeta se encuentra en la galaxia de la Vía Láctea,
una galaxia espiral que tiene un diámetro de 100 000 años
luz y un espesor de 20 000 años luz en su núcleo central.
La Vía Láctea presenta cuatro brazos que reciben los nom-
bres de Brazo de Sagitario-Carina, Brazo de Orión, Brazo de
Perseo y Brazo del Cisne.
Edwin Powell Hubble (1889-
1953) fue un astrónomo es-
tadounidense que demostró
en 1923 que la nebulosa de
Andrómeda era una galaxia
diferenciada de la Vía Láctea,
a diferencia de lo que se creía
hasta el momento.
Continuando su es tudio de las
galaxias, llegó a medir el mo-
vimiento de expansión, que
las aleja las unas de las otras
y puso las bases de la teoría
del big bang, calculando de
forma aproximada el tamaño
y la edad del universo.
En su honor se bautizó al tele-
scopio.
y también:
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Representación de un universo
abierto y de un universo cerrado
La Vía Láctea forma parte de un cúmulo que está constituido por aproximadamente 30 ga-
laxias y que se conoce con el nombre de Grupo Local. En esta región se localizan galaxias
irregulares, como la Gran Nube de Magallanes, que se encuentra a unos 170 000 años luz de
la nuestra, o como la Pe queña Nube de Magallanes a 190 000 años luz. Además también se
localizan diversas galaxias espirales, como Andrómeda, situada a 2 000 000 años luz.
El Grupo Local se agrupa con otros cúmulos de galaxias, como el Quinteto de Stephan, que
forman el Supercúmulo de Virgo.
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4.1.4. Las estrellas
Son enormes concentraciones de materia, brillantes y calien-
tes. En la clasificación de los cuerpos celestes realizada por
la Unión Astronómica Internacional, quedarían incluidas en la
categoría de los objetos primarios, juntamente con las enanas
marrones y las subenanas marrones. Los objetos primarios es-
tán formados por el colapso gravitatorio de la materia de una
nube interestelar. Vamos a ver en la siguiente tabla las principa-
les características de los objetos primarios:
La fuerza gravitatoria es la res-
ponsable de la atracción que
ejercen los cuerpos con masa
entre ellos.
Si dos partículas se atraen
y colisionan, la masa resul-
tante, mayor, actuará sobre
otras partículas más leja-
nas, repitiendo el proceso y
conduciendo a la formación
de núcleos masivos. Todo
ello comporta la reducción
de tamaño de la nebulosa,
el incremento de su densi-
dad y el inicio de la rotación.
Es el colapso gravitatorio.
Lafusión nuclear esunproceso
en el cual dos núcleos preexis-
tentes chocan y se unen dando
lugar a un núcleo mayor. Para
que este proceso pueda reali-
zarse, son necesarias unas con-
diciones de presión y tempera-
tura extremadamente altas, de
forma que pueda vencerse la
repulsión entre ellos. La reac-
ción fundamental es la que une
dos núcleos de hidrógeno, dan-
do lugar a uno de helio.
y también:
y también:
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Estrella
Enana marrón
Subenana marrón
Mantiene reacciones
estables de fusión nu-
clear del hidrógeno.
Presentan reaccio-
nes de fusión nuclear
de deuterio durante
un período breve de
tiempo.
m80
13m80
m13
La reacción de fusión nuclear genera una enorme cantidad
de energía, que será la responsable de la temperatura y el bri-
llo de la estrella. Por lo tanto, la estrella se verá sometida a dos
fuerzas fundamentales: la fuerza gravitatoria, que la comprimi-
rá hacia su centro y generará las altas presiones que permitirán
la fusión nuclear, y la fuerza expansiva originada por la energía
liberada. En una estrella como el Sol, estas dos fuerzas están
equilibradas.
Cuando el combustible nuclear de la estrella se agota, esta inicia un nuevo período de reac-
ciones utilizando los nuevos núcleos generados anteriormente. En esta fase, la relación entre las
fuerzas gravitatorias y expansivas varía, la estrella aumenta de volumen y su color cambia al rojo.
También cambiará su luminosidad, que corresponde a la cantidad de energía que emite por
unidad de tiempo.
DENOMINACIÓN
MASA
( EN MASA DE JÚPITER)
CARACTERÍSTICAS
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La temperatura superficial determina el color de las estrellas.
Así, si es elevada, desprenden una luz azulada y, si es baja,
una luz rojiza. Según su color, las estrellas se clasifican en siete
tipos, que se distinguen con una letra: azul (O), blanco azu-
lado (B), blanco (A), amarillo blanquecino (F), amarillo (G),
naranja (K) y rojo (M). En el diagrama de Hertzsprung-Rusell
aparecen clasificadas según su color y su luminosidad.
Cuando una estrella de gran
masa se colapsa sobre ella
misma por efecto de la fuer-
za gravitatoria, no existe una
presión capaz de frenar esta
caída hacia su interior: conti-
nuará comprimiéndose hasta
tamaño cero y densidad infini-
ta, formando lo que se llama
una singularidad.
La región del espacio-tiempo
que queda a su alrededor es
un agujero negro. N siquiera la
luz puede escapar de su inte-
rior debido a la intensidad de
su gravedad.
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El diagrama de Herzsprung-Rusell re-
laciona la temperatura y la luminosi-
dad de las estrellas. La luminosidad
se indica dando el valor de 1 a la
luminosidad del Sol.
En sus fases finales, si la estrella es relati-
vamente pequeña, menor de 1,4 veces
la masa del Sol, el fin de las reacciones
nucleares provoca que se condense por
acción de la gravedad hasta dar lugar a
una enana blanca; en el proceso se libe-
ra una burbuja de gas, la nebulosa plane-
taria. El enfriamiento del núcleo estelar la
convertirá en una enana negra, sin brillo.
Las estrellas mayores consumen rápida-
mente el hidrógeno, tras lo cual utiliza el
helio para dar lugar a elementos más pe-
sados en reacciones que liberan menos
energía. Como consecuencia, comien-
zan a colapsarse tras una violenta explo-
sión denominada supernova. La mayor
parte de los materiales sintetizados a lo
largo de su vida son expulsados al espa-
cio, quedando sólo un núcleo muy denso,
que puede ser una estrella de neutrones
o un agujero negro, dependiendo de la
masa inicial.
Residuos expulsados al espacio por una supernova
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En el siguiente esquema podemos ver las fases de la evolución estelar en los dos casos:
cuando la masa estelar es inferior a 1,4 veces la masa del Sol y cuando es superior.
Actividades
9. ¿Cuáles son los componentes de las galaxias?
10. ¿En qué categorías morfológicas se dividen
las galaxias?
11. ¿Podrías decir cuál sería la evolución de una
estrella con una masa equivalente a la de 15
soles?
12. ¿Cuál es la diferencia principal entre una ne-
bulosa de emisión y una de reflexión?
Las nebulosas
Son nubes de gas, principalmente de hidrógeno y de helio.
También contienen polvo formado por partículas de carbo-
no, hierro y silicio, recubiertas por amoníaco, metano o agua.
El polvo procede del material que se desprende de las estre-
llas en las últimas etapas de su actividad.
Existen tres tipos de nebulosas:
• De absorción. No emiten luz, pero podemos observar sus
siluetas oscuras gracias a que absorben la luz de las es-
trellas situadas detrás. Es el caso de la nebulosa del Saco
de Carbón.
La nebulosa de la Cabeza del
Caballo es una nebulosa de ab-
sorción.
• De reflexión. Tampoco emiten luz, pero reflejan la luz de las estrellas más cercanas y por
ello se observan tenuemente, como sucede con la nebulosa de las Pléyades.
• De emisión. Emiten una luz rosada procedente de alguna estrella muy activa que se en-
cuentra en su interior. La nebulosa del Pelícano es un ejemplo.
http://goo.gl/RshaE
http://goo.gl/MuOE0H
Estrella de masa menor a 1,4
veces la del Sol
Estrella de masa superior a
1,4 veces la del Sol
Supernova
Enana blanca
Enana negra
Estrella de neutrones
Agujero negro
13. Sitúen nuestro Sol en el diagrama Hertzs-
prung-Russell, sabiendo que tiene una tempe-
ratura superficial de 5800 K y un magnitud vi-
sual absoluta de 4,79 mag. ¿A qué tipo estelar
corresponde?
en grupo
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4.1.6. El Sistema Solar
Hasta 1995, en que Didier y Queloz identificaron por vez pri-
mera un planeta orbitando alrededor de la estrella 51 Pega-
si, el Sistema Solar era el único sistema planetario conocido.
Hoy en día, han sido descubiertos más de 200 mundos que
orbitan alrededor de una multitud de estrellas, la mayor par-
te similares al Sol, lo que nos hace pensar que estos sistemas
son fenómenos asociados comúnmente a este tipo estelar.
Para medir la distancia entre
un planeta y su estrella pri-
maria se hace servir la au o
unidad astronómica. Una uni-
dad astronómica de distancia
equivale a 1,495 1011
m, o lo
que es lo mismo, la distancia
media entre la Tierra y el Sol.
y también:
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Formación del disco protoplanetario alrededor del protosol. A partir de una distribución homogénea de la
materia en el disco protoestelar, aparecen concentraciones de masa que darán lugar a la formación de los
planetas.
El Sistema Solar está formado por una estrella y un grupo de astros que giran a su alrede-
dor. Tiene una estructura aplanada y se encuentra en uno de los brazos de la Vía Láctea,
el Brazo de Orión, situado a unos 28 000 años luz del centro de la galaxia. El Sol es la estrella
alrededor de la cual giran los astros que integran este sistema.
En la actualidad, se cree que la formación de los sistemas planetarios se da paralelamente
a la formación de la estrella entorno a la cual orbitan. Mientras la estrella se colapsa sobre
ella misma, una cierta cantidad de gas y polvo cósmico forma un disco aplanado en torno
a su ecuador: eldisco protoplanetario. Muchos de estos discos han sido observados en fe-
cha reciente alrededor de estrellas en las proximidades de Orión.
La materia que forma el disco colisiona entre ella formando agregados que crecen en ta-
maño y masa hasta dar lugar a pequeños cuerpos, los planetesimales. Éstos crecen unién-
dose entre ellos y forman un núcleo de roca y metal. Si su masa es suficiente y se hallan
relativamente alejados de su estrella, pueden capturar gas y envolverse de una atmósfera.
51 Pegasi
55 Cancri
Bootis
Coronae Borealis
47 Ursae
Gliese 876
0,44
0,85
3,6
1,13
2,3
2,1
0,05
0,11
0,05
0,23
2,11
0,2
4,2 días
14,6 días
3,3 días
39,6 días
3 años
61,1 días
Estrella a la que
pertenecen
Masa (masas
de Júpiter)
Semieje
orbital (ua)
Período
orbital
Algunos planetas extrasolares
Organízate en grupos con
tus compañeros y elaboren
una maqueta didáctica del
Sistema Solar. Pueden em-
plear bolillas de espuma-
flex, témperas o cualquier
otro material
en grupo
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Los sistemas planetarios como el Sistema Solar están formados, por tanto, por los elementos que
la Unión Astronómica Internacional ha caracterizado como objetos secundarios, terciarios y
escombros.
El Sol
El Sol es la estrella más cercana a la Tierra y, por esta razón, es la más estudiada y conocida. Se
formó hace 5000 millones de años y a partir de los datos que se conocen sobre él, se ha calcu-
lado que seguirá brillando unos 5000 millones de años más.
Es una estrella amarilla, de tipo G2, y por tanto, es de mediana edad. Su temperatura su-
perficial es de 6000°C, aproximadamente, y en su interior puede alcanzar los 15 millones de
grados. La luz y el calor que emite hacen posible la vida en nuestro planeta.
Objetos secundario
Planetas
Objetos terciarios
Satélites
Escombros
Asteroides, cometas y
objetos del cinturón de
Kuiper
Se forman por acreción de granos de polvo en un disco que gira alrededor
de una estrella. Capturan la mayor parte del material de su entorno en la fase
de crecimiento, dejando libre su órbita. Tienen forma esférica, y a partir de una
cierta masa pueden atraer una atmósfera densa. El Sistema Solar se compone
de 8 planetas: Mercurio, Venus, Marte, Tierra, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
Son cuerpos que orbitan en torno a los planetas, o bien porque se forma-
ron allí o bien porque fueron capturados por la gravedad de éstos. Hay
multitud de satélites en el Sistema Solar: sólo Saturno ya tiene 18. La Luna
es el satélite del planeta Tierra.
Inician su formación como los objetos secundarios, pero su crecimiento se
detiene. Los asteroides están formados por material rocoso, mientras que los
objetos del cinturón de Kuiper, más allá de Neptuno, son pequeñas masas de
hielo. Cuando sus órbitas los llevan cerca del Sol, se convierten en cometas.
Elementos secundarios secundarios, terciarios y escombros, que constituyen los sistemas planetarios.
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El siguiente cuadro nos muestra algunas de sus características.
Núcleo
Tiene un radio aproximado de 500 000 km y contiene
aproximadamente el 60% de la masa solar. En esta zona
se dan las reacciones de fusión nuclear.
Zona radiativa
Ocupa desde los 500 000 km hasta 1 000 000 de km apro-
ximadamente. La energía generada en el núcleo solar
atraviesa esta capa en forma de radiación, en un proce-
so que tarda 10 000 000 de años.
Zona convectiva
Abarca desde el final de la zona radiativa hasta la super-
ficie del Sol. En ella la energía se transmite hacia el exterior
por la circulación de la materia solar.
Fotósfera
Constituye la superficie visible. Está formada por gas muy
tenue.Tiene un espesor de unos 400 km y en ella se pro-
duce un descenso de temperatura desde los 8000 K a los
4500 K. En ella se localizan las manchas solares.
Cromósfera
Está compuesta de gas muy tenue y tiene un grosor de
unos 500 km. A medida que se aleja de la fotosfera se pro-
duce un incremento de temperatura. En esta capa se ori-
ginan las protuberancias solares, erupciones de brillo muy
intenso que pueden llegar a medir más de 14 000 km.
Corona
Es la región más externa y menos densa del Sol. Está for-
mada por gases muy poco densos altamente ionizados.
Alcanza hasta una decena de radios solares desde la
superficie.
Interior
solar
Superficie
solar
Atmósfera
solar
149 600 000 km
28 000 años luz
1 393 000 km
Distancia a la Tierra
Distancia al centro de la
vía láctea
Diámetro
1,989 · 1030 kg
25,38 días terrestres
220 millones de años
terrestres
Masa
Período de rotación
Período de traslación
El Sol se compone de varias capas concéntricas que, ordenadas de más interna a más externa,
son: núcleo, zona radiativa, zona convectiva, fotósfera, cromósfera y corona.
El tamaño del Sol permite predecir que, cuando llegue a su fase final de actividad, se convertirá
primero en una estrella roja, después en una enana blanca y, posteriormente, en una enana
negra. El fin del Sol implicará la desaparición del Sistema Solar.
Capas concéntricas del Sol
Mira el siguiente vi-
deo sobre las capas
del Sol: https://goo.gl/
J9kzzF y vincula con
la temática analizada
en clase.
TIC
https://goo.gl/htc4Ai
fotosfera
corona
15.7 millones K
7 millones K
2 millones K
5700 K
núcleo
neutrino
2,3 segundos
fotón
10.000–170.000 años
150 g/cm3
20 g/cm3
0,2 g/cm3
0,0000002
g/cm3
zona radiativa
tacoclina
zona convectiva
—el interior solar—
capas a escala
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Los planetas del Sistema Solar suelen clasificarse en dos grupos,
según su proximidad al Sol, sus características físicas y el núme-
ro de satélites que tengan.
• Los planetas interiores o terrestres. Son los más próximos al
Sol. Son Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. Tienen un tamaño pe-
queño; son sólidos y de aspecto rocoso. Poseen pocos o ningún
satélite.
Están formados por elementos como el hierro o el silicio, y po-
seen poco hidrógeno y helio, por lo que sus densidades son
superiores o iguales a 4 g/cm3
.
Todos los astros del Sistema
Solar presentan dos tipos de
movimiento:
• Rotación. Es el giro de los as-
tros sobre sí mismos.
• Traslación. Es el recorrido
que des criben los astros
alrededor de otro astro.
Si se miran desde el polo Norte
celeste, los planetas presentan
en su mayoría movimientos de
traslación y rotación en sentido
antihorario. Si el movimiento se
da en sentido opuesto, se de-
nomina retrógrado y se identifi-
ca con un signo negativo.
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• Los planetas exteriores o gigantes. Son los más alejados del Sol. Son Júpiter, Saturno, Ura-
no y Neptuno. Son mucho mayores que los planetas de tipo terrestre, y poseen enormes
atmósferas formadas básicamente de hidrógeno y helio, que envuelven un núcleo sólido.
Su densidad es muy baja: 1,5 g/cm3
. Tienen un gran número de satélites y presentan anillos,
es decir, grupos de partículas de polvo, rocas y hielo, que giran alrededor de los planetas.
Hasta 1977, se creía que sólo Saturno poseía un sistema de anillos concéntricos, pero poste-
riormente se ha observado su presencia en el resto de los planetas exteriores.
Los planetas
Planetas interiores del Sistema Solar.
http://goo.gl/dn5ojN
Nombre Mercurio Venus Tierra Marte
Distancia media al Sol (km)
Distancia media al Sol (UA)
57 909 175
0,387 098 93
108 208 930
0,72333199
149 597 870
1
227 936 640
1,52366231
Gravedad ecuatorial (m/s2
) 2,80 8,90 9,81 3,71
Período de rotación (días) 58,646225 -243,0187 0,99726968 1,02595675
Período orbital (años) 0,2408467 0,61519726 1,0000174 1,8808476
Temperatura media en
superficie (o
C)
166,85 456,85 14,85 -87,15 / -5,15
Composición de la
atmósfera
He, Na+
, P+ 96% CO2
, 3%
N2
0, 1% H2
O
78% N2
, 21% O2
,
1% Ar
95% CO2
, 3% N2
,
1,6% Ar
Número de lunas conocidas 0 0 1 2
Anillos No No No No
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En la actualidad, los satélites
de los planetas exteriores se
han convertido en uno de los
lugares que mayor interés des-
pierta entre los astrónomos.
Mundos como Europa, con un
enorme océano cubierto de
hielo, presentan ambientes en
los que tal vez pudiera haberse
desarrollado la vida.
y también:
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Los satélites
Son astros que se formaron a partir de la concentración de las partículas procedentes de la
nebulosa inicial y quedaron alrededor de los planetas. Además de tener un movimiento de ro-
tación sobre sí mismos, presentan un movimiento de traslación alrededor de su planeta y, junto
con él, en torno al Sol.
De los 40 satélites detectados, el más estudiado es la Luna, situada a 384 400 km de distancia. En
su superficie se observan diversas formaciones: los mares, grandes llanuras formadas por rocas
oscuras; las tierras, zonas de rocas más claras y más antiguas, y los cráteres, debidos a numerosos
impactos de fragmentos rocosos procedentes del Sistema Solar.
Planeta Satélite Diámetro (km) Distancia al plane-
ta (en miles de km)
Período orbital
Los mayores satélites del Sistema Solar
Tierra
Júpiter
Saturno
Urano
Neptuno
Luna
Ganímedes
Calisto
Rea
Tetis
Titania
Tritón
384,4
1070
1883
527
1222
436
355
3476
5262
4800
1530
5150
1580
2706
27,32 días
7145 días
16 689 días
4518 días
15 945 días
8706 días
5877 días
Planetas exteriores del Sistema Solar.
Nombre Júpiter Saturno Urano Neptuno
Distancia media al Sol (km)
Distancia media al Sol (UA)
778 412 010
5,20336301
1 426 725 400
9,53707032
2 870 972 200
19,19126393
4 498 252 900
30,06896348
Gravedad ecuatorial (m/s2
) 22,90 9,10 7,80 11,00
Período de rotación (días) 0,41354 0,44401 -0,71833 0,67125
Período orbital (años) 11,862615 29,447498 84,016846 164,79132
Temperatura media en
superficie (o
C)
-121,15 -139,15 -197,15 -220,15
Composición de la
atmósfera
90% H2
, 10% He,
trazas de CH4
96% H2
, 3% He,
0.5% CH4
84% H2
, 14% He,
2% CH4
75% H2
, 25% He,
1% CH4
Número de lunas conocidas 67 62 27 14
Anillos Sí, 5 Sí Sí, 11 Sí, 5
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4.1.7. Asteroides, cometas y meteoritos
Los planetas y los satélites no son los únicos astros que forman
el Sistema Solar.
Los asteroides y los cometas también pertenecen a este siste-
ma planetario, al igual que las rocas de diversos tamaños, pro-
cedentes de su fragmentación, denominadas meteoritos.
Los asteroides
Son, en general, más pequeños que los planetas y los sa-
télites. Los de menor tamaño son irregulares y los mayores
tienen forma esférica.
Estos astros proceden de planetesimales que no llegaron a inte-
grarse en ningún planeta y quedaron girando alrededor del Sol.
Entre las órbitas de Marte y Júpiter se encuentra el cinturón prin-
cipal de asteroides, mientras que, compartiendo la órbita con
Júpiter y controlados por su gravedad, existen los llamados aste-
roides Troyanos. Probablemente Fobos y Deimos, los satélites de
Marte, sean dos asteroides capturados por el planeta.
Los cometas
Tienen el mismo origen que los as-
teroides y su forma característica los
convierte en astros muy populares.
Están compuestos por una mezcla
congelada de agua, amoníaco y
dióxido de carbono, junto con par-
tículas sólidas de polvo.
Entre las órbitas de Saturno y Neptu-
no se halla un conjunto de cometas
denominados Centauros, el mayor
de los cuales es Quirón. Aún más
exterior es el cinturón de Kuiper,
que parece ser la fuente de la ma-
yor parte de los cometas que apa-
recen periódicamente en el cielo,
como el Halley o el Hale-Bopp.
Ceres es el menor de los pla-
netas enanos del Sistema So-
lar con 933 km de diámetro.
Presenta una forma casi esfé-
rica. Cuando fue descubierto
en 1801 por Giuseppe Piazzi,
fueconsideradounnuevoplaneta.
y también:
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Plutón, que hasta 2006 había sido considerado el noveno planeta del sistema solar, es un
objeto más de la multitud que forma este cinturón.
Los cometas describen una órbita muy elíptica alrededor del Sol, de mo do que, cuando pasan
muy cerca de él, el calor hace que parte de sus componentes se convierta en gas y se despren-
dan partículas de pol vo. En este punto de su recorrido se pueden observar en los cometas: el
núcleo, la cabellera y la cola. Cuando el cometa se aleja del Sol, se va enfriando y se convierte
de nuevo en un cuerpo sólido.
http://goo.gl/eRuCA9
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en grupo
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Los meteoritos
Son, en general, fragmentos procedentes de asteroides o co-
metas que caen sobre la superficie de los planetas o de otros
astros. Pueden tener el tamaño de un grano de arena, o bien,
un diámetro de varios centenares de kilómetros.
Cuando entran en contacto con la atmósfera terrestre, mu-
chos de ellos se ponen incandescentes debido a la fricción y
dejan un rastro luminoso.
Éste es el origen de las llamadas estrellas fugaces. Normal-
mente se desintegran antes de llegar a la superficie terrestre,
pero si son de gran tamaño, pueden conservar parte de su
masa y caer sobre la superficie de nuestro planeta. En este
caso se denominan bólidos.
También se consideran meteoritos algunos fragmentos de la
Luna y de Marte que se han localizado en la Tierra, y que se
originaron por el impacto de asteroides contra estos astros.
En 1930, el astrónomo Clyde Tom baugh
descubrió más allá de la órbita de Neptuno
un nuevo objeto al que se identificó como
el planeta X, y que posteriormente fue
bautizado con el nombre de Plutón. El nuevo
objeto cruzaba en su órbita la de Neptuno, y
fue considerado durante 60 años como un
planeta extraño en los confines de nuestro
Sistema Solar: menor que la Luna, sólido, con
una gran excentricidad...
Cuando se descubrió el cinturón de Kuiper,
que incorporaba gran cantidad de objetos, empezó a plantearse la posibilidad de que Plu-
tón no fuera más que uno de sus componentes, al igual que Ceres había pasado en 1852 a
ser un elemento del cinturón de asteroides.
El descubrimiento en 2003 de Eris, un objeto del cinturón de Kuiper mayor que Plutón, llevó
finalmente a la exclusión de este último del selecto club de los planetas, reduciéndolo a
ocho, e incorporando a Plutón al grupo de los componentes del cinturón, los cuales están
rodeados de objetos con tamaños semejantes al suyo.
6. ¿Se convertirá el Sol al final de su vida en un
agujero negro? ¿Por qué?
7. ¿Que diferencia existe entre un planeta y un
satélite? ¿Y entre un planeta y un asteroide?
¿Y entre un asteroide y un cometa?
8. ¿Qué son los planetesimales? ¿Cuál es el ori-
gen de éstos?
9. Expliquen las diferencias entre los planetas in-
teriores y los exteriores.
10. Ganímedes es más grande que Mercurio.
¿Tendría que ser calificado como planeta?
¿Por qué?
11. ¿Cuál es el planeta que presenta los días más
largos? ¿Y el que los tiene más cortos?
12. ¿En qué se diferencia un asteroide de un me-
teorito?
En 1996, un equipo de cientí-
ficos anunció que había ha-
llado indicios de actividad
biológica fosilizada en el me-
teorito ALH84001, recogido
en la Antártida y proveniente
de Marte.
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¿Y Plutón?
http://goo.gl/XMda93
http://goo.gl/q0HPUy
Respondan las siguientes cuestiones:
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A medida que los protoplanetas chocaban entre ellos en el proceso de formación de la Tie-
rra primitiva, la energía liberada por los impactos, así como la desintegración de los elemen-
tos radioactivos, incrementaron la temperatura, provocando que los materiales que forma-
ban el planeta se fundieran. De esta manera, se produjo una segregación durante la cual
los componentes más pesados se desplazaron hacia el centro por efecto de la gravedad,
mientras que los más ligeros quedaron en las capas exteriores.
Poco a poco, estos materiales fueron enfriándose y solidificándose, produciendo una delgada
corteza. La dinámica interna del planeta condujo a una serie de episodios volcánicos continua-
dos, durante los cuales se liberaron al exterior los gases generados por el magma, tales como
CO2
, SO2
, compuestos de nitrógeno y vapor de agua. Este último se condensó en la atmósfera,
originando una capa nubosa de gran potencia, que se precipitó en forma de lluvia sobre la su-
perficie y originó los océanos.
En la Tierra primitiva, con una atmósfera reductora, pobre en oxígeno, podrían haberse forma-
do una gran variedad de compuestos orgánicos. Algunos científicos afirman que, sólo con la
energía que se libera actualmente en la Tierra en forma de relámpagos, las reacciones en la
atmósfera habrían podido formar en 100 000 años materia orgánica suficiente como para cubrir
la superficie de la Tierra con un espesor de un metro. Éstas moléculas, arrastradas por la lluvia, se
acumularían en los océanos, que quedarían convertidos en una suspensión de materia orgáni-
ca, algo parecido a un caldo: el caldo primigenio.
A partir de este punto, se iniciaría un proceso de evolución química, a través del
cual las moléculas orgánicas se irían perfeccionando, creando un sistema de au-
torreplicación basado en los ácidos nucleicos (ADN y ARN). De este modo, las mo-
léculas orgánicas crearían un entorno propio en el que se aislarían gracias a ca-
pas de sustancias grasas o lípidos, que delimitarían los primeros protoorganismos.
diferentes elementos. Los elementos radiactivos o padres se desintegran y dan lugar a los
elementos radiogénicos.
Formación de la Tierra, mediante la teoría protoplanetaria.
Existen otras versiones que pre-
tenden explicar la formación
de la materia orgánica en la
Tierra previa a la aparición de
los seres vivos.
Una de ellas fue la propuesta
por el filósofo griego Anaxá-
goras Arrhenius en 1908,
denominada panspermia.
Según la cual, la materia orgá-
nica llegó por el impacto de
un cometa, es decir, la vida se
originó en el espacio exterior.
Se ha confirmado la presen-
cia de compuestos complejos
de carbono en los núcleos de
los cometas y en la materia
interestelar.
y también:
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4.2. Origen y evolución de la Tierra
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Estos primeros organismos, semejantes a las bacterias actuales, se alimentarían de la ma-
teria orgánica presente en el agua de los océanos hasta que ésta dejó de ser abundante.
Entonces, obligados a buscar nuevas estrategias de obtención de nutrientes, un grupo de
seres vivos descubriría una reacción que habría de cambiar radicalmente el aspecto del
planeta: la fotosíntesis.
La captación de CO2
y la liberación a la atmósfera de O2
por parte de los organismos au-
tótrofos tubo una serie de consecuencias que marcaron la evolución del planeta y de sus
pobladores.
Si observamos las atmósferas de los otros dos planetas interiores que disponen de ella, Venus
y Marte, observaremos que se basan fundamentalmente en CO2
y N2
, tal y como se supone
que era la primitiva atmósfera terrestre. La Tierra es el único planeta que conocemos con
un porcentaje de oxígeno atmosférico cercano al 20%, producto de la actividad de los
seres vivos.
4.2.1. Métodos de datación y eras geológicas
La datación de los acontecimientos geológicos se ha realizado de diversas maneras. En
primer lugar cabe diferenciar entre la datación relativa y la datación absoluta.
La datación relativa nos informa qué materiales son más antiguos que otros, pero no nos
dice cuáles son sus edades. Por ejemplo, podemos saber que un fósil A situado en un estrato
horizontal situado por encima de otro es más moderno que otro fósil B contenido en el estra-
to inferior, pero no obtenemos información de cuál es su edad.
en estratos horizontales, que per-
mite determinar la antigüedad
de cada uno. El fósil de la capa
superior es más moderno, según
este tipo de datación.
El descenso de la concentración
atmosférica de CO2
provoca:
El incremento de la concentración atmosférica de O2
produce:
— Disminución del efecto
invernadero
— Bajada de las temperaturas
en la superficie del planeta
— Futuras glaciaciones a escala
local y planetaria
— Cambio de la química planetaria: reacciones de oxidación
— Extinción de los organismos anaerobios o regresión a hábitats
marginales
— Posibilidad de metabolismos aerobios, más rentables energéticamen-
te, y con ellos posibilidad del paso a la pluricelularidad
— Formación de la capa de ozono y protección de la superficie de los
rayos ultravioletas; se hace posible la colonización de la tierra fuera de
los océanos
Para realizar una datación absoluta se utilizan actualmente
métodos de radiocronología. Estos métodos se basan en la
capacidad de desintegración de los isótopos radiactivos de
diferentes elementos. Los elementos radiactivos o padres se
desintegran y dan lugar a los elementos radiogénicos.
Así, en una determinada roca, a partir del momento en que
se forma y a medida que pasa el tiempo, aumenta el por-
centaje de los elementos radiogénicos y disminuye el de
los radiactivos. Si conocemos la tasa de desintegración del
elemento radiactivo en cuestión y los porcentajes en los
que aparece en la roca junto con sus elementos hijos, po-
dremosinferir cuál fue la época de formación de dicha roca.
Cuando una roca ígnea se solidifica se forman minerales que
atrapan isótopos radiactivos.
Fósil más moderno
Fósil más antiguo
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La datación de las rocas nos permite establecer una escala
de tiempo geológico sobre la cual situar los acontecimientos y
etapas por los cuales ha pasado el planeta.
Procesos y cambios de los periodos geologicos
Las eras y períodos en los que se divide la historia de la Tierra no
tienen la misma duración, ya que esta escala se estableció en
función de las formas de vida fósiles presentes en las diferentes
rocas, estableciéndose posteriormente la datación absoluta de
las mismas.
La datación por carbono-14
Uno de los métodos de de-
terminación de la edad de
las sustancias orgánicas por
radiocronología es el méto-
do del carbono-14. Éste es un
isótopo radiactivo del carbo-
no que se origina en las ca-
pas altas de la atmósfera y
que es incorporado a lo largo
de la vida por plantas y ani-
males, manteniéndose una
proporción constante entre
el carbono-14 y el carbono-12
ordinario.
A partir de la muerte del or-
ganismo, la cantidad de car-
bono-14 empieza a disminuir
porque se detiene su incorpo-
ración, a la vez que va des-
integrándose dando lugar a
carbono-12. Conociendo la
relación existente entre car-
bono-14 y carbono-12 en una
muestra de materia orgánica
se puede conocer de forma
muy precisa la fecha de la
muerte del organismo. El car-
bono-14 tiene una vida media
muy breve, (5730 años) y por
ello solo es aplicable a mues-
tras de menos de 40 000 años
de antigüedad
14. ¿Qué orígenes tienen los componentes de la
atmósfera del planeta Tierra? Explica breve-
mente los procesos que han llevado a su for-
mación.
15. ¿Cómo se originó la materia orgánica en el
planeta Tierra?
16. ¿Puede existir vida en un planeta sin oxígeno?
Justifica tu respuesta.
17. Comenta el impacto de la aparición de los or-
ganismos fotosintéticos sobre el planeta.
18. ¿En qué se diferencia la datación absoluta de
la relativa?
0,01
1,8
5
22,5
37,5
54,5
65
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212
223
230
251
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395
423
435
450
500
515
540
570
2650
4600
Holoceno
Pleistoceno
Plioceno
Mioceno
Oligoceno
Eoceno
Paleoceno
Superior
Inferior
Malm
Dogger
Lias
Superior(keuper)
Medio
Inferior
Superior
Inferior
Superior
Inferior
Superior 360
Medio
Inferior
Superior
Inferior
Superior
Inferior
Superior
Medio
Inferior
Cuaternario
Terciario
Cretácico
Jurásico
Triásico
Pérmico
Carbonífero
Devónico
Silúrico
Ordovícico
Cámbrico
Algónquico
Arcaico
Cenozoico
Mesozoico
Paleozoico
Precámbrico
Era Período Época Inicio hace (m.a.)
Eras geológicas de la historia de la tierra
Neógeno
Paleógeno
y también:
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Isótopos más utilizados en datación geológica
Isótopo
padre
Productos
hijos estables
Vida
media
(millones
de años)
U238
Pb235
y He 4,5
U235
Pb207
y He 0,71
Th232
Pb208
y He 14
Rb84
Sr87
51
K40
Ar40
, Ca40
1,3
Actividades
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Origen y evolución de la atmósfera
La atmósfera primitiva de la Tierra se formó a partir de los ga-
ses emitidos en las continuas erupciones volcánicas, en los
géiseres y en las fuentes termales que existían en los orígenes
del planeta. Esta atmósfera era rica en dióxido de carbono,
sulfuro de hidrógeno y vapor de agua.
El oxígeno apareció más tarde, debido a los primeros seres
vivos fotosintéticos.
Se sabe que los primeros organismos fotosintéticos y, por
lo tanto, los primeros en producir oxígeno a partir del CO2
,
fueron las cianobacterias, y las algas cianofíceas, llama-
das así a pesar de que seguramente no se trataba de al-
gas como las actuales. Estos organismos no aparecen
fosilizados en las rocas, pero sí se encuentran fósiles de
las estructuras que construyen, llamadas estromatolitos.
Los estromatolitos son unas estructuras que se forman por la
precipitación de carbonato de calcio provocada por estas
algas en forma de finas láminas paralelas, como hacen las
algas rodofíceas en la actualidad.
Proceso y cambio evolutivo de la atmósfera
Los estromatolitos más antiguos descubiertos en el registro fósil se han encontrado en rocas de
3500 millones de años de antigüedad, lo que quiere decir que entonces comenzó la actividad
fotosintética. Sin embargo, el oxígeno producido se quedaba disuelto en el agua del mar y no
pasaba a la atmósfera. Por ello, la vida se desarrolló de forma exclusiva en el mar hasta que las
condiciones en la superficie fueron las apropiadas.
Las primeras rocas continentales con minerales de hierro oxidado, llamadas red beds, datan
de hace unos 2000 millones de años. Esto significa que, a partir de esta fecha, los océanos es-
Los estromatolitos son formacio-
nes sedimentarias de tipo calcá-
reo originadas por la actividad
de algunas algas.
Mira el siguiente docu-
mental sobre el origen
del planeta Tierra: ht-
tps://goo.gl/KNTUWR y
analiza en clase.
TIC
taban saturados de oxígeno y éste
comenzó a pasar a la atmósfera.
Eso no quiere decir que la vida ya
pudiese colonizar los continentes.
Esto sucedió hace poco más de 400
millones de años, que es la edad de
los primeros fósiles de plantas conti-
nentales. La causa de que ocurrie-
se tan tarde fue la falta de la capa
de ozono, encargada de filtrar al-
gunas de las radiaciones que pro-
vienen del Sol, nocivas para la vida.
La inexistencia de la capa de azo-
no y la elevada concentración de
CO2
, fueron dos factores que impi-
dieron que la vida se genere en los
diversos continentes.
http://goo.gl/emGtDn
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La atmósfera se extiende hasta unos 10000 km. A partir de esta altura se considera que ya
no hay gases atraídos por la gravedad de la Tierra. La atracción gravitatoria disminuye con
la altura, por lo que la densidad de la atmósfera también lo hace. Así, en los 30 primeros
kilómetros se encuentra más del 90% de la masa de la atmósfera. Su estructura no es homo-
génea, sino que se divide en diferentes zonas en función de su composición y de las varia-
ciones de la temperatura del aire. Estas zonas son las siguientes:
• Homósfera: es una capa que se extiende hasta unos 80 km de altitud. Está constituida por la
mezcla de gases indicados en la tabla siguiente y que recibe el nombre de aire. La composición
de la homosfera es constante por las turbulencias que producen una mezcla del aire.
En la homosfera, según las variaciones de la temperatura del aire, se distinguen las siguientes
capas:
• Tropósfera: es la región de la atmósfera que se encuentra en contacto con la superficie terres-
Estructura vertical de la atmósfera.
La tropósfera tiene una espe-
cial importancia, ya que es la
zona de la atmósfera que está
en contacto con la superficie
de la Tierra y en ella tienen lu-
gar todos los fenómenos me-
teorológicos, motivados por la
circulación del aire.
Atmósfera
y también:
y también:
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tre y llega hasta una altura variable entre 12 y 15 km, depen-
diendo de la latitud y de la estación del año. En esta capa
la temperatura desciende con la altura y llega a –60 °C en
su límite superior. El límite superior de la troposfera se llama
tropopausa.
• Estratósfera: se extiende desde la tropopausa hasta unos 50
km de altura. En esta capa encontramos una zona con una
alta concentración de ozono (O3
), responsable de filtrar la
radiación ultravioleta más energética que proviene del Sol.
Esto tiene lugar según la reacción: O3
+ E (uv) O2
+ O
Como en la reacción de formación del ozono se libera
calor, la temperatura del aire en la estratosfera aumenta
progresivamente hasta los 0 °C. En esta capa prácticamen-
78,0%
21,0%
0,93%
0,033%
0,01%
Nitrógeno (N2
)
Oxígeno (O2
)
Argón (Ar)
Dióxido de carbono (CO2
)
Helio (He), metano (CH4
), hi-
drógeno (H2
), ozono (O3
) y
vapor de agua (H2
O)
Gases Porcentaje en volumen
Homósfera
Tropósfera
Estratósfera
Mesósfera
Heterósfera
Termósfera
Exósfera
Estructura y composición de la atmósfera
te no hay circulación vertical del aire. Su límite superior se llama estratopausa.
• Mesósfera: está directamente sobre la estratósfera y debajo de la termósfera. Su límite superior es
la mesopausa, que puede ser el lugar más frío de origen natural en la Tierra. Los límites exactos
superior e inferior varían con la latitud y con la temporada, pero el límite inferior de la mesosfera
normalmente se encuentra a una altura de unos 50 km sobre la superficie de la Tierra y la me-
sopausa es por lo general cerca de 100 km, excepto en las latitudes medias y altas en verano,
donde desciende hasta una altura de unos 85 km.
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• Heterósfera: llega desde los 80 km de altura hasta el límite
de la atmósfera. En esta capa, al no haber mecanismos que
mezclen el aire, los gases se distribuyen de forma estratifica-
da, en función de su densidad. Se pueden diferenciar las
siguientes zonas:
• Termósfera o ionósfera: desde la mesopausa hasta 600 km
de altura. Está formada por capas de nitrógeno (N2
), de oxí-
geno (O2
) y de helio (He).
El N2
y el O2
, por su peso más elevado, se encuentran en mayor
concentración en la parte inferior de la capa y actúan como
filtro de las radiaciones X y gamma que provienen del Sol. La
energía de estas radiaciones ioniza a estos elementos y el ca-
lor desprendido en estas reacciones hace subir la temperatura
hasta los 1000 °C.
Esta ionización es especialmente intensa en las zonas de latitud
alta, donde se forman las conocidas auroras boreales.
Otra particularidad de la termosfera es que en esta capa las
ondas de radio emitidas desde la superficie de la Tierra se refle-
jan otra vez hacia ella.
– Exósfera: es la capa más exterior, que llega desde los 600 km
de altura hasta el final de la atmósfera, a unos 10000 km. El prin-
cipal componente es el hidrógeno, ya que a esta distancia de
la Tierra la atracción gravitatoria ya es muy débil.
Formación
de auroras boreales
Los vientos solares, formados
por protones y electrones pro-
cedentes del Sol, llegan hasta
la Tierra y son desviados por el
campo magnético terrestre.
Algunas de estas partículas
consiguen entrar por los po-
los magnéticos, hasta llegar a
la termosfera. Allí interactúan
con las moléculas de oxígeno
y nitrógeno causando un des-
prendimiento de calor y de
luz. Las moléculas de nitróge-
no producen al separarse una
coloración rojiza anaranjada,
mientras que las moléculas de
oxígeno también desprenden
calor al romper sus enlaces,
y se produce una coloración
azul violeta.
y también:
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El siguiente video des-
cribe la formación de
las auroras boreales:
https://goo.gl/dlbKk1
TIC
http://goo.gl/j4SuAG
10 000 km
690 km
85 km
50 km
Exósfera
Termósfera
Mesósfera
Estratósfera
Tropósfera
Capa de ozono
Capas de la atmósfera
10 - 17 km
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164
La estructura y la composición que hemos descrito confieren
a la atmósfera unas características que favorecen el desa-
rrollo de la vida:
• Actúa de pantalla protectora: la capa de ozono de la es-
tratosfera impide que parte de la radiación ultravioleta atra-
viese la tropósfera y llegue a la superficie terrestre.
La atmósfera también evita el impacto de meteoritos y otros
cuerpos procedentes del espacio exterior, que se desinte-
gran al atravesar las distintas capas de la atmósfera.
• Interviene en el ciclo del agua: el vapor de agua que con-
tiene se condensa, forma nubes y precipita en forma de llu-
via o nieve.
• Contiene los gases necesarios para el desarrollo de la
vida: el oxígeno y el dióxido de carbono, que forman parte
del aire en la troposfera, son imprescindibles para los seres
vivos. Éstos utilizan el oxígeno para la respiración, y las plan-
tas y las bacterias fotosintéticas usan el dióxido de carbono
para la fotosíntesis.
• Mantiene una temperatura media adecuada para los
procesos vitales: la atmósfera tiene una función reguladora
de la temperatura, pues mantiene un balance de la radia-
ción solar sobre la Tierra, que permite el desarrollo de la vida.
Esto es posible gracias al efecto invernadero, que impide
que parte del calor que llega a la superficie terrestre proce-
dente del Sol se disipe en el espacio exterior.
La presión atmosférica
La presión atmosférica es el peso que ejerce la atmósfera
sobre una superficie.
La presión se mide con un instrumento denominado barómetro.
En general, la presión a nivel del mar es de 1 atmósfera (atm)
o 760 milímetros de mercurio (mm de Hg). Estos valores varían
con la altura y con la latitud.
Variación de la presión con la altura
La presión atmosférica disminuye con la altura, debido a dos
factores:
• La atmósfera pierde rápidamente densidad con la altura.
• Al ascender en la atmósfera, la columna de aire que
queda por encima es menor.
En la imagen se representa la pre-
sión atmosférica sobre dos puntos
de distinta altura. El punto B sopor-
ta mayor presión que A.
El barómetro fue inventado por
Torricelli en el siglo XVII.
El instrumento ideado por Torri-
celli era un recipiente con mer-
curio en el que se introducía un
tubo lleno de esta sustancia,
de algo más de 80 cm de al-
tura, cerrado en su extremo su-
perior y abierto en su extremo
inferior.
El mercurio descendía por el
tubo hasta los 760 mm.
El peso de la columna de aire
sobre el mercurio del recipien-
te quedaba compensado por
el peso de la columna de mer-
curio.
De este modo, dedujo que la
presión de la atmósfera equi-
valía a la presión de la colum-
na de mercurio.
y también:
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El manómetro es un instru-
mento de medición para la
presión de fluidos conteni-
dos en recipientes cerrados.
Funcionan según los mismos
principios en que se basan
los barometros de mercurio;
sus valores se expresan por
encima o por debajo de la
presión atmosférica.
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Variación de la presión con la latitud
La presión atmosférica también varía de manera horizontal,
con la latitud, debido a la distinta distribución de la radiación
solar en la superficie terrestre. Así, las zonas del ecuador y los
trópicos reciben más calor que los polos y las zonas cercanas
a ellos.
El aire más caliente se expande; por tanto, es menos denso y
ejerce una presión menor sobre el suelo que el aire más frío,
más denso. Por esta razón, en general, las zonas más cálidas
tienen menor presión atmosférica que las zonas más frías.
4.3. El espectro electromagnético
Espectro de la radiación solar
La radiación con longitud de onda más
corta es la que posee más energía. Se
trata de los rayos ultravioleta, que tie-
nen una longitud de onda por debajo
de los 360 nm.
La luz visible tiene una longitud de
onda entre los 360 nm y los 760 nm.
Los rayos de longitud de onda más lar-
ga, superior a los 760 nm, son los infra-
rrojos, que poseen poca energía y pro-
ducen calor.
Se extiende desde la radiación de menor longitud de onda, como los rayos gamma, has-
ta las ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda, como son las ondas de ra-
dio. La Tierra se calienta a causa de la radiación electromagnética emitida por el Sol.
Esta radiación es emitida en distintas longitudes de onda.
http://goo.gl/94j7bG
Altas presiones
Bajas presiones
1 kilómetro 1 metro 1 milímetro 1000 nanómetros 1 nanómetro
10 m 10 m 10 m 10 m 10 m
3 -3 -6 -9 -12
1 kilómetro
700 nanómetros
onda larga onda corta
600 nanómetros 500 nanómetros 400 nanómetros
1 metro 1 milímetro 1000 nanómetros 1 nanómetros
Luz visible
rayos infrarrojos
(IR)
microondas
radar
radio
rayos
ultravioleta
rayos
infrarrojos
rayos X rayos
cósmicos
rayos
gamma
rayos
ultravioletas
UV
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13. Expliquen, en parejas, los procesos que cau-
san los siguientes fenómenos:
• Durante el invierno predominan las presiones
atmosféricas altas.
• Cuando el cielo está despejado, sin nubes,
se produce un descenso importante de la
temperatura durante la noche. Sin embargo,
cuando el cielo está nublado, no hay gran-
des contrastes entre las temperaturas.
• La radiación ultravioleta comprendida entre los 200 nm y los 330 nm es absorbida por el ozono (O3
)
en la estratosfera, antes de llegar a la superficie terrestre. La radiación ultravioleta de longitud de
onda más larga, entre 330 nm y 400 nm, puede atravesar la capa de ozono.
• La radiación visible pasa a través de la atmósfera y llega a la superficie de la Tierra.
• Los rayos infrarrojos son absorbidos por el dióxido de carbono (CO2
) de la troposfera y también por la
superficie de la Tierra, que se calienta.
• Una parte de la radiación absorbida por la Tierra es emitida en forma de calor, que es captado por el
dióxido de carbono y el vapor de agua de la atmósfera. Estos gases provocan el efecto invernadero
natural, fenómeno que hace que la temperatura media de la superficie terrestre se mantenga en
unos márgenes que permiten el desarrollo de la vida. Si no se diera el efecto invernadero, la Tierra se
convertiría en un desierto helado.
Parte de la radiación que llega a la atmósfera y a la superficie terrestre es reflejada hacia el espacio. La
radiación reflejada por un planeta recibe el nombre de albedo. Los agentes responsables del albedo
de la Tierra son las nubes, el polvo atmosférico, los gases atmosféricos, las zonas cubiertas de hielo y nie-
ve, los océanos y los continentes. El albedo más elevado corresponde a las nubes y a las zonas cubiertas
de nieve o hielo, mientras que las superficies continentales libres de nieve o hielo presentan un albedo
menor.
Cuando la radiación solar llega a la Tierra, ocurre lo siguiente:
en grupo
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• ¿Qué es una supernova superluminosa?
• ¿Cómo aporta este descubrimiento al proceso de expansión del
universo?
Luz sobre una supernova superluminosa que parece explotar dos veces
En los últimos años se ha descubierto un nuevo tipo de supernova del que aún se sabe
muy poco y que se caracteriza por poseer un mayor brillo y longevidad, lo que les ha
valido el nombre de supernovas superluminosas (SLSN, por sus siglas en inglés). Aun-
que de momento sólo se conocen alrededor de una docena de ellas, un grupo in-
ternacional de investigadores ha podido utilizar el Gran Telescopio CANARIAS (GTC)
para observar una supernova superluminosa casi desde el momento de su nacimien-
to. La investigación ha revelado un comportamiento sorprendente, pues esta superno-
va ha mostrado un aumento inicial en su brillo que posteriormente se ha reducido du-
rante algunos días para luego volver a incrementarse de manera mucho mayor. (...)
“Las supernovas superluminosas se caracterizan por ser hasta cien veces más brillantes que
las de tipo 1a y porque su brillo puede tardar hasta seis meses en comenzar a decaer, en
lugar de unas pocas semanas”, ha explicado Mathew Smith, (...).
Este nuevo e intrigante objeto, bautizado por los astrónomos con el críptico nombre de
“DES14X3taz”, fue descubierto el 21 de diciembre de 2014 por el Dark Energy Survey, un pro-
yecto internacional que sondea el cielo nocturno realizando mediciones precisas de más
de 300 millones de galaxias que se encuentran a miles de millones de años luz de la Tierra,
además de miles de supernovas y otros fenómenos transitorios. El objetivo es ayudar a expli-
car la expansión del universo y aportar pistas acerca de la naturaleza de la esquiva energía
oscura.
(...) Tras comparar sus observaciones con distintos modelos físicos, los astrónomos concluyen
en su artículo que la explicación más plausible es que el mecanismo que causa esta super-
nova sea el nacimiento de un “magnetar”, una estrella de neutrones que gira rápidamente
sobre sí misma. En los datos recogidos se puede observar que el pico inicial en la gráfica
de luminosidad viene seguido de un enfriamiento rápido del objeto, tras lo que sucede un
nuevo calentamiento más brusco. (...).
https://goo.gl/nK3hle
Instituto de Astrofísica de Canarias. Tomado de
https://bit.ly/2pEu5vO.
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Experimento
Tema:
La orientación diurna
Introducción:
Hemos visto cómo podemos localizar el polo
Norte geográfico a partir de las estrellas y así
orientarnos por la noche. De día también po-
demos orientarnos gracias a la posición del Sol
en el cielo.
Para ello, tan sólo debemos recordar que el
Sol al mediodía solar (sol cenital) tiene una
posición sobre la vertical de un lugar (cenit)
y se encuentra ubicado en la dirección sur.
A continuación, veremos dos sencillos procedi-
mientos para orientarnos de día.
Procedimiento:
Orientación mediante la ayuda de un reloj
• Colocamos el reloj en posición horizontal.
• Tomamos una pajita y la disponemos de
forma vertical sobre las 12 h.
• Orientamos el reloj de modo que la som-
bra de la pajita pase por las 6 h.
• La sombra de la pajita determina una lí-
nea que va de las 12 a las 6 y forma un
ángulo con la aguja horaria. Trazamos la
bisectriz de este ángulo y esta línea nos
indicará la dirección Sur.
Orientación mediante la utilización de un
bastón
• Al mediodía solar, clavamos en el terreno
un palo de unos 50 cm y marcamos sobre
el suelo el extremo de la sombra proyec-
tada por el palo.
• Esperamos unos 10 o 15 minutos y al cabo
de ese tiempo, volvemos a marcar el ex-
tremo de la sombra que proyecta el palo.
• Unimos los dos puntos marcados, y la lí-
nea que obtenemos indica la dirección
este-oeste. Si trazamos una línea perpen-
dicular a la línea este-oeste, obtenemos
una línea que nos indica la dirección
norte-sur.
Actividades:
a. Los procedimientos anteriores nos permi-
ten localizar el Norte geográfico con más
o menos precisión. ¿Cuál de los métodos
crees que es el más preciso? ¿Por qué?
b. ¿Por qué la sombra del bastón va variando
de posición a medida que pasa el tiem-
po? Las sombras, ¿son cada vez más cor-
tas o más largas? ¿Por qué?
c. Si nos encontramos en el hemisferio sur y
nos orientamos con la ayuda de un reloj,
¿qué dirección nos indicará la bisectriz?
d. En la naturaleza existen otros elementos que
ayudan a orientarnos. Supón que paseas
por un bosque y observas que los troncos
de los árboles presentan mucho más musgo
en un lado que en el opuesto. ¿Crees que la
parte del tronco que presenta más musgo
está orientada al Norte o al Sur? ¿Por qué?
Material
• Un reloj de agujas.
• Una pajita.
• Un palo de unos 50 cm.
• Rotulador para vidrio
Hemos visto cómo podemos localizar el polo Norte geográfico a partir de las estrellas y
así orientarnos por la noche. De día también podemos orientarnos gracias a la posición
del Sol en el cielo.
Para ello, tan sólo debemos recordar que el Sol al mediodía solar (una o dos horas des-
pués de las 12:00, horario oficial según sea invierno o verano) se encuentra en la direc-
ción Sur.
A continuación, veremos dos sencillos procedimientos para orientarnos de día.
a. Los procedimientos anteriores nos permiten localizar el Norte geográfico con más o menos precisión. ¿Cuál de ambos métodos crees
que es el más preciso? ¿Por qué?
b. ¿Por qué la sombra del bastón va variando de posición a medida que pasa el tiempo? Las sombras, ¿son cada vez más cortas o más
largas? ¿Por qué?
c. Si nos encontramos en el hemisferio sur y nos orientamos con la ayuda de un reloj, ¿qué dirección nos indicará la bisectriz?
d. En la naturaleza existen otros elementos que ayudan a orientarnos. Supón que paseas por un bosque y observas que los troncos de
los árboles presentan mucho más musgo en un lado que en el opuesto. ¿Crees que la parte del tronco que presenta más musgo
Actividades
— Colocamos el reloj en posición horizontal.
— Tomamos una pajita y la disponemos de forma vertical sobre
las 12 h.
— Orientamos el reloj de modo que la sombra de la pajita pase
por las 6 h.
— La sombra de la pajita determina una línea que va de las 12 a
las 6 y forma un ángulo con la aguja horaria. Trazamos la bi-
sectriz de este ángulo y esta línea nos indicará la dirección
Sur.
Orientación mediante la utilización de un bastón
— Al mediodía solar, clavamos en el terreno un palo de unos
50 cm y marcamos sobre el suelo el extremo de la sombra
proyectada por el palo.
— Esperamos unos 10 o 15 minutos y al cabo de ese tiempo,
volvemos a marcar el extremo de la sombra que proyecta el
palo.
— Unimos los dos puntos marcados, y la línea que obtenemos
indica la dirección Este-Oeste.
— Si trazamos una línea perpendicular a la línea Este-Oeste, ob-
tenemos una línea que nos indica la dirección Norte-Sur.
Procedimiento
Introducción
Material
• Una pajita.
INVESTIGA: La orientación diurna
ACTIVIDADES
90 Unidad 4
S
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90º
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6042-BL2-NAT-1ESO-CAS-008-031 14/10/10 13:41 Página 90
Hemos visto cómo podemos localizar el polo Norte geográfico a partir de las estrellas y
así orientarnos por la noche. De día también podemos orientarnos gracias a la posición
del Sol en el cielo.
Para ello, tan sólo debemos recordar que el Sol al mediodía solar (una o dos horas des-
pués de las 12:00, horario oficial según sea invierno o verano) se encuentra en la direc-
ción Sur.
A continuación, veremos dos sencillos procedimientos para orientarnos de día.
a. Los procedimientos anteriores nos permiten localizar el Norte geográfico con más o menos precisión. ¿Cuál de ambos métodos crees
que es el más preciso? ¿Por qué?
b. ¿Por qué la sombra del bastón va variando de posición a medida que pasa el tiempo? Las sombras, ¿son cada vez más cortas o más
largas? ¿Por qué?
c. Si nos encontramos en el hemisferio sur y nos orientamos con la ayuda de un reloj, ¿qué dirección nos indicará la bisectriz?
d. En la naturaleza existen otros elementos que ayudan a orientarnos. Supón que paseas por un bosque y observas que los troncos de
los árboles presentan mucho más musgo en un lado que en el opuesto. ¿Crees que la parte del tronco que presenta más musgo
Actividades
— Colocamos el reloj en posición horizontal.
— Tomamos una pajita y la disponemos de forma vertical sobre
las 12 h.
— Orientamos el reloj de modo que la sombra de la pajita pase
por las 6 h.
— La sombra de la pajita determina una línea que va de las 12 a
las 6 y forma un ángulo con la aguja horaria. Trazamos la bi-
sectriz de este ángulo y esta línea nos indicará la dirección
Sur.
Orientación mediante la utilización de un bastón
— Al mediodía solar, clavamos en el terreno un palo de unos
50 cm y marcamos sobre el suelo el extremo de la sombra
proyectada por el palo.
— Esperamos unos 10 o 15 minutos y al cabo de ese tiempo,
volvemos a marcar el extremo de la sombra que proyecta el
palo.
— Unimos los dos puntos marcados, y la línea que obtenemos
indica la dirección Este-Oeste.
— Si trazamos una línea perpendicular a la línea Este-Oeste, ob-
tenemos una línea que nos indica la dirección Norte-Sur.
Procedimiento
Introducción
Material
• Una pajita.
INVESTIGA: La orientación diurna
ACTIVIDADES
90 Unidad 4
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90º
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4
Resumen
El universo
Estrellas
El Sol
Planetas
La Tierra
La Luna
Satélites, cometas y asteroides
Sistemas planetarios
Mercurio, Venus, Marte,
Júpiter, Saturno, Urano y
Neptuno
Galaxias La Vía Láctea
El Sistema Solar
que constituyen
y su satélite
que contiene
en ella
se encuentra
como
como
está formado por
está formado por
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Para finalizar
1 Analiza la lectura y contesta correctamente las siguientes preguntas:
El mapa meteorológico
El mapa del tiempo es como una fotografía de la atmósfera. Una instantánea hecha con
una luz especial que permite ver cosas que no se observan a simple vista. La sucesión de
tales mapas sería como la película cinematográfica del tiempo. Los mapas del tiempo nos
informan de la situación meteorológica en un momento dado y nos permiten prever situa-
ciones de horas o días posteriores. En España es el Instituto Nacional de Meteorología (INM)
el organismo encargado de la elaboración y la difusión de estos mapas. En la interpretación
debemos tener en cuenta varios factores clave: las distintas masas de aire que nos afectan,
y la procedencia y el recorrido de las que puedan afectarnos próximamente.
Javier A. Melendo, Manual de técnicas de montaña e interpretación de la Naturaleza
a) ¿Qué informaciones nos aporta la interpretación de los mapas del tiempo
b) Cita los factores que deben tenerse en cuenta cuando se interpreta unmapa del tiempo.
c) ¿Qué elementos tiene un mapa meteorológico? Además de los mapas meteorológicos,
¿qué otros medios se usan en la predicciónmeteorológica?
2 Lee el siguiente texto acerca de la expansión del universo y responde las cuestio-
nes que se intercalan.
Intentando comprender la expansión del universo
Imagina que estás junto a una carretera y ves venir un automóvil desde lejos. Cuando pasa por delante
de ti y se aleja, se produce un cambio en el sonido que percibes. ¿A qué se debe este cambio? Imagina
el automóvil en reposo. Las ondas sonoras que emite presentan unas crestas equidistantes, ya que la
frecuencia del sonido es una determinada. En cambio, cuando el automóvil se desplaza, las ondas se
apilan ante él mientras que detrás quedan más alejadas. Como consecuencia de ello, la frecuencia del
sonido por delante será más alta que por detrás. Así, cuando el coche se acerque el sonido será más
agudo, y cuando se aleje, más grave.
Con las ondas de luz que emiten las galaxias sucede algo parecido. En el caso de la luz visible, las fre-
cuencias más altas corresponden a la luz azul, mientras que las más bajas corresponden a la luz roja.
Cuando Hubble examinó la luz emitida por las galaxias descubrió que en todos los casos se halla des-
plazada hacia el rojo.
— ¿Qué conclusiones pueden extraerse de esta observación?
— Otra de las observaciones de Hubble fue que el desplazamiento hacia el rojo era tanto
más intenso cuanto más alejadase hallaba una galaxia. ¿Qué puedes inferir de ello?
Para finalizar
1 Lee el siguiente texto acerca de la expansión del universo y responde las cuestiones
que se intercalan.
— ¿Qué conclusiones pueden extraerse de esta observación?
— Otra de las observaciones de Hubble fue que el desplazamiento hacia el rojo era tanto
más intenso cuanto más alejadase hallaba una galaxia. ¿Qué puedes inferir de ello?
— ¿Que sucedería si invirtiéramos el sentido de desplazamiento de las galaxias? ¿Con qué
teoría podemos relacionar esta situación?
Intentando comprender la expansión del universo
Imagina que estás junto a una carretera y ves venir un automóvil desde lejos. Cuando pasa por delante
de ti y se aleja, se produce un cambio en el sonido que percibes. ¿A qué es debido este cambio? Ima-
gina el automóvil en reposo. Las ondas sonoras que emite presentan unas crestas equidistantes, ya que
la frecuencia del sonido es una determinada. En cambio, cuando el automóvil se desplaza, las ondas
se apilan ante él mientras que detrás quedan más alejadas. Como consecuencia de ello, la frecuencia
del sonido por delante será más alta que por detrás. Así, cuando el coche se acerque el sonido será más
agudo, y cuando se aleje, más grave.
Con las ondas de luz que emiten las galaxias sucede algo parecido. En el caso de la luz visible, las fre-
cuencias más altas corresponden a la luz azul, mientras que las más bajas corresponden a la luz roja.
Cuando Hubble examinó la luz emitida por las galaxias descubrió que en todos los casos se halla des-
plazada hacia el rojo.
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En conclusión, el desplazamiento hacia el rojo
de la luz emitida por las galaxias, parecía indicar
que nuestra galaxia, la Vía Láctea, se encontraba
en el centro del universo, y todas las galaxias se
alejaban de ella ordenadamente. Sin embargo,
esta posición central privilegiada no parecía de-
masiado compatible con una visión del universo
en la cual habíamos sido desplazados del cen-
tro, primero de nuestro sistema solar, después de
la galaxia... Por este motivo, el mismo Hubble se
encargó de presentar una alternativa a esto. La
pregunta que el científico debió formularse po-
dría ser: ¿cómo se puede interpretar que todas las
galaxias se alejen de nosotros, más rápidamente
cuanto más lejos se encuentran, sin que nos halle-
mos en el centro del universo?
AUTOEVALUACIÓN
•Pide a tu profesor/profesora sugeren-
cias para mejorar y escríbelas.
•Trabajo personal
frente al trabajo?
¿He compartido
con mis compañeros?
¿He cumplido
mis tareas?
de los demás?
unidad temática?
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171
— ¿Que sucedería si invirtiéramos el senti-
do de desplazamiento de las galaxias?
¿Con qué teoría podemos relacionar esta
situación?
Para buscar una respuesta a esta pregunta,
experimentemos en grupos de tres estudiantes
— Tomen un globo e inflen, pero no dema-
siado. Señalen con un rotulador cinco
puntos que llamaremos A, B, C, D y E,
distribuidos por la superficie, y que repre-
sentarán cinco galaxias. Con una cinta
métrica, midan la distancia de cada uno
de los puntos al punto A y anoten. Repi-
tan la misma operación con otro punto
cualquiera, y anota también los resulta-
dos. Acaba de hinchar el globo y repitan
las medidas que tomaste anteriormente,
tanto para el punto A como para el otro.
— ¿Cómo han variado las distancias refe-
ridas al punto A? ¿Podrías decir que un
observador en la galaxia A vería que
todas las otras galaxias se alejan de
él?
— ¿Qué pasa con las medidas referentes
al otro punto? ¿Qué implica extrapolar
estos resultados a nuestro universo?
3 En julio de 2007 se inauguró en el
observatorio del Roque de los Mucha-
chos, en la isla de La Palma, el Gran
Telescopio de Canarias, con un espejo
primario de 10,4 m de diámetro.
— Busquen información sobre este obser-
vatorio y el Gran Telescopio de Cana-
rias. ¿Por qué la isla de La Palma es un
lugar privilegiado para instalar un tele-
scopio?
4 Marte ha sido, desde siempre, uno
de los planetas que más ha atraído la
curiosidad de los seres humanos.
— Busquen información sobre Marte y
comparen con la información del pla-
neta Tierra. ¿A que conclusiones lle-
gaste?, ¿existen semejanzas?, ¿diferen-
cias?. En base a lo analizado, ¿crees
que Marte reúna las condiciones para
que se genere vida? Organicen una
mesa de debate.
5 Realicen un cuadro resumen con
las principales características de las
galaxias, cometas, asteroides, plane-
tas y satélites.
6 Elaboren un esquema gráfico del
espectro electromagnético.
— ¿Cómo han variado las distancias referi-
das al punto A? ¿Podrías decir que un ob-
servador en la galaxia A vería que todas
las otras galaxias se alejan de él?
— ¿Qué pasa con las medidas referentes al
otro punto?
— Ten en cuenta que las medidas que has
tomado se encuentran sobre la superficie
del globo, y, por tanto, en dosdimensio-
nes, mientras que el plano sobre el que se
hallan los puntos está doblado sobre una
lar? Aparte de demostrar el movimiento
de traslación, ¿para qué se utiliza en as-
tronomía el paralaje estelar?
3 En julio de 2007 se inauguró en el ob-
servatorio del Roque de los Muchachos,
en la isla de La Palma, el Gran Telescopio
de Canarias, el telescopio reflector ma-
yor del mundo, con un espejo primario
de 10,4 m de diámetro.
— Busca información sobre este observato-
rio y el Gran Telescopio de Canarias. ¿Por
qué la isla de La Palma es un lugar privile-
giado para instalar un telescopio?
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5
PARA EMPEZAr:
• ¿En que se diferencian una biomolécula orgánica de una inorgánica?
• ¿Por qué el agua y las sales minerales son biomoléculas inorgánicas?
• ¿Cuál es la importancia de glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos?
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Jabón de glicerina
experimento
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CONTENIDOS:
5.1. Biomoléculas inorgánicas
5.1.1. El agua
5.1.2. Las sales minerales
5.2. Biomoléculas orgánicas
5.2.1. Glúcidos
5.2.2.Lípidos
5.2.3.Proteínas
5.2.4.Ácidos nucleicos
5.3. Fechado radioactivo
y sus aplicaciones.
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5.1. biomoléculas inorgánicas
El análisis de la composición de los seres
vivos nos muestra que los elementos quími-
cos que los constituyen son los mismos que
componen el resto de la materia de nuestro
planeta y del universo. Sin embargo, la pro-
porción en la que se encuentran los distintos
elementos es diferente en los seres vivos y en
la materia inanimada.
Los elementos que predominan en los seres
vivos se caracterizan por establecer entre
ellos múltiples y complejas combinaciones,
que dan lugar a las biomoléculas. Aunque
las biomoléculas constituyen una parte im-
portante de la masa de los seres vivos, el
agua es la sustancia más abundante. En
cantidades muy pequeñas se encuentran
las sales minerales.
5.1.1. El agua
El agua es la sustancia más abundante en
los seres vivos, ya que constituye alrededor
del 70% de su masa. Debido a su estructura
molecular, presenta unas propiedades que
la hacen imprescindible para el desarrollo
de la vida.
Composición y estructura molecular
La molécula de agua está formada por el
enlace covalente entre un átomo de oxíge-
no y dos de hidrógeno, y se caracteriza por:
O
H
H
La compartición de dos electrones.
• El oxígeno comparte cada
uno de los dos electrones de
su último nivel de energía con
un átomo de hidrógeno.
• Cada uno de los dos átomos
de hidrógeno comparte con
el oxígeno su único electrón.
La compartición de electrones
permite mantener una configura-
ción más estable.
La polaridad de las moléculas de
agua.
• El oxígeno es más electronega-
tivo que el hidrógeno, es decir,
su núcleo atrae con más fuer-
za a los electrones.
• Eso produce un reparto des-
igual de las cargas; la molé-
cula se comporta como un
dipolo eléctrico, en el cual el
polo negativo corresponde al
oxígeno y el polo positivoa los
hidrógenos.
La formación de enlaces o
puentes de hidrógeno.
• La atracción entre los átomos
de oxígeno y los de hidróge-
no de distintas moléculas de
agua da lugar a un tipo de
enlaces débiles llamados en-
laces o puentes de hidrógeno.
• Cada molécula de agua
puede unirse a un máximo
de cuatro moléculas me-
diante puentes de hidróge-
no.
Los elementos que constituyen los seres vivos tam-
bién se llaman bioelementos.
De éstos, los bioelementos primarios (el oxígeno, el
carbono, el hidrógeno, el nitrógeno, el fósforo y el
azufre) son los más abundantes en los seres vivos.
Los bioelementos secundarios son aquellos que se
encuentran en menor proporción en los seres vivos.
Son el calcio, el sodio, el potasio, el cloro, el yodo y
el magnesio.
Otros bioelementos, como el hierro, el cobre, el
manganeso, el cinc..., también son imprescindibles
para el desarrollo de las reacciones celulares, aun-
que se encuentran en proporciones muy pequeñas
llamadas trazas u oligoelementos.
y también:
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Oxígeno Oxígeno
Hidrógeno
Hidrógeno
Puente
de
hidrógeno
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Propiedades físico-químicas
La composición y la estructura de las moléculas de agua
se manifiestan en las propiedades siguientes:
Cohesión y adhesión entre las moléculas
La cohesión es la atracción existente entre las moléculas
de agua y da como resultado la formación de puentes
de hidrógeno. La adhesión es la atracción y unión con
otras moléculas polares diferentes, como monosacáridos,
aminoácidos, etc.
Estas propiedades dan lugar a los fenómenos siguientes:
Capacidad calorífica específica elevada
La capacidad calorífica específica, es decir, la cantidad de calor necesaria para aumentar
1 °C la temperatura de un kilogramo de una sustancia, es muy elevada en el caso del agua,
porque los numerosos puentes de hidrógeno que se establecen entre sus moléculas limitan
el movimiento de éstas y atrasan el incremento de la agitación térmica.
De este modo, cuando el agua se calienta, la temperatura asciende lentamente, porque no
todo el calor se utiliza para aumentar el movimiento de las moléculas, sino que una parte
se invierte en romper los puentes de hidrógeno. El descenso de 1 °C también se produce
lentamente, ya que supone la pérdida de una importante cantidad de calor, la misma que
se ha utilizado para producir este incremento.
Gran capacidad disolvente
Las moléculas de agua tienen la capacidad de interponerse y separar diferentes sustancias
para disolverlas, debido a la polaridad de las moléculas. El agua es el solvente universal
gracias a que puede descomponerse en iónes y presenta polaridad.
Tensión superficial Capilaridad
En la superficie de contacto con otro medio, por
ejemplo el aire, las moléculas de agua se cohesio-
nan fuertemente y la superficie del líquido se com-
porta como una fina película elástica, capaz de sos-
tener el peso de pequeñas partículas.
Cuando el agua entra en contacto con un papel po-
roso, sus moléculas avanzan por los poros y se extien-
den empapando la superficie del papel.
Del mismo modo, las moléculas de agua ascienden
por el interior de un conducto estrecho.
Teoría celular
La unidad de la capacidad
calorífica específica en el SI es
el J/kg · K.
La capacidad calorífica espe-
cífica del agua varía según el
estado en el que se encuentre:
Agua líquida ........... 4180 J/kg · K
Hielo .......................... 2 090 J/kg · K
Vapor de agua ... 1 960 J/kg · K
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Densidad de 1 kg/dm3
Cada decímetro cúbico de agua tiene una masa de 1 kg. La
densidad del agua aumenta a medida que desciende la tem-
peratura, porque las moléculas se mueven más lentamente y
no ocupan tanto espacio, de modo que en un mismo volumen
existen más moléculas. El valor máximo de la densidad se al-
canza cuando la temperatura del agua es de 4 °C.
Como veremos más adelante, este hecho tiene una gran
importancia biológica, ya que, a temperaturas inferiores a 4
°C, las moléculas de agua establecen entre ellas numerosos
Estos puentes de hidrógeno se estabilizan si las moléculas se
separan ligeramente entre ellas, lo que produce un aumento
de volumen y, por tanto, una disminución de la densidad.
De este modo, el agua en estado sólido (hielo) flota sobre el
agua líquida.
La flecha indica que es una reacción reversible, esto es, que se
da tanto en un sentido como en el otro.
Para simplificar, el ion hidronio se llama ion hidrógeno y se re-
presenta por H+.
H2
O H3
O+
+ OH-
Tendencia a ionizarse
En general, una pequeña proporción de las moléculas de agua tiende a ionizarse, es decir,
uno de los átomos de hidrógeno se separa del oxígeno al que se une covalentemente para
combinarse con otro átomo de oxígeno al que está unido por puentes de hidrógeno.
De este modo, se obtiene un ion H3
O+
, llamado hidronio, y un
ion OH–
, denominado hidroxilo. La reacción de ionización se
representa de la forma siguiente:
Ion hidroxilo
O
H
H
Ion hidrógeno
Las moléculas anfipáticas
son moléculas constituidas
por grupos hidrófilos (partes
de la molécula solubles en
agua) y grupos hidrófobos
(partes insolubles en agua).
En el agua, estas moléculas
se dispersan y forman pe-
queñas esferas, llamadas
micelas, en las que los gru-
pos hidrófilos se disponen en
dirección al agua y los gru-
pos hidrófobos lo hacen ha-
cia el interior de las esferas.
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Relación entre el peso
del cuerpo y el empuje
que genera el agua.
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Funciones biológicas
El agua desempeña unas funciones biológicas decisivas en los procesos vitales. Estas funcio-
nes se relacionan con las propiedades anteriores.
Funciones Propiedades
Distribuye sustancias.
Algunas sustancias, como las sales minerales, circu-
lan hacia las partes aéreas de las plantas y se distri-
buyen por ellas, gracias al desplazamiento del agua
por los vasos conductores.
La ascensión del agua por los vasos conductores es
posible por capilaridad, es decir, por la combina-
ción de la cohesión y la adhesión de las moléculas
de agua.
Debido a la atracción que ejercen las paredes del
vaso conductor sobre las moléculas de agua, éstas
se adhieren a su superficie y avanzan en sentido as-
cendente. El resto de las moléculas que constituyen
la columna de agua se mueve por cohesión.
Modera la temperatura interna de los seres vivos.
El contenido en agua de los seres vivos amortigua
las variaciones de su temperatura interna como con-
secuencia de cambios bruscos de la temperatura
ambiental o por la producción de calor durante el
metabolismo. Este efecto moderador favorece el de-
sarrollo de las reacciones metabólicas.
El agua necesita absorber mucho calor para au-
mentar 1 °C su temperatura. Del mismo modo, para
que ésta descienda 1 °C, se ha de desprender de
una gran cantidad de calor.
El lento ascenso o descenso de la temperatura del
agua se debe a su elevada capacidad calorífica
específica.
Permite la vida bajo la superficie helada de lagos y
océanos.
La capa de hielo que se forma en los lagos y los
océanos durante el invierno no impide que por de-
bajo de ella, en el agua líquida, vivan numerosos
organismos. El hielo actúa como aislante térmico y,
como no se acumula en el fondo, no supone un obs-
táculo para el desarrollo de la vida
A temperaturas inferiores a los 4 °C, la densidad del
agua disminuye en vez de aumentar. De esta mane-
ra, el hielo flota sobre el agua líquida.
Actúa como disolvente.
La disolución de sustancias en el citoplasma permi-
te su transporte y su participación en las reacciones
metabólicas.
Las moléculas de agua tienden a separar numerosos
compuestos por su elevada capacidad disolvente.
Los enlaces de las sustancias se debilitan por la
atracción que se establece entre cargas opuestas.
Participa en diversas reacciones.
En las células tienen lugar numerosas reacciones y
en algunas de ellas el agua actúa como reactivo.
En estas reacciones, denominadas reacciones de
hidrólisis, se rompen enlaces de las moléculas por
adición de H+ o OH–.
Algunas moléculas de agua tienen tendencia a io-
nizarse, es decir, a separarse del oxígeno al que se
unen covalentemente para unirse con otro átomo
de oxígeno al que están unidas por puentes de hi-
drógeno.
Los iones resultantes son atraídos por otros compues-
tos, de modo que rompen algunos enlaces existen-
tes y forman nuevos.l
en grupo
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1. Realicen un informe sobre el agua en el que se
traten los puntos siguientes:
• Importancia.
• Composición y estructura molecular.
• Propiedades.
• Funciones.
Empleen material didáctico
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5.1.2. Las sales minerales
Las sales minerales forman parte de los seres vivos y, aunque
se encuentran en cantidades muy pequeñas en comparación
con el agua o las biomoléculas, tienen funciones muy impor-
tantes en las reacciones metabólicas, en la regulación de és-
tas o como constituyentes celulares.
Las sales más abundantes en los seres vivos son los cloruros, los
fosfatos y los carbonatos de calcio, sodio, potasio y magnesio.
Características
Las sales minerales son sustancias formadas por un catión pro-
cedente de una base y un anión procedente de un ácido.
Se distinguen dos tipos de sales minerales:
• Insolubles. Se encuentran formando un precipitado que no
se disocia. Por ejemplo, el fosfato cálcico, Ca3
(PO4
)2
.
• Solubles. Se encuentran disociadas en iones, como en el
caso del cloruro sódico, NaCl.
Funciones
• Las sales insolubles tienen función estructural, ya que, por
ejemplo, los fosfatos y los carbonatos de calcio son compo-
nentes de huesos y conchas de los animales.
• Las sales solubles se ionizan en sus iones correspondientes,
los cuales tienen diversas funciones en las células. Por ejem-
plo, la transmisión del impulso nervioso depende del inter-
cambio de iones Na+
y K+
entre el medio intracelular y el
extracelular a través de la membrana plasmática.
La presencia de sales disueltas en el agua condiciona el mo-
vimiento de las moléculas de agua a través de la membrana
plasmática para igualar las concentraciones. Este movimiento
es un caso especial de transporte pasivo y se llama ósmosis.
Así, las moléculas de agua atraviesan la membrana plasmática
desde la disolución de menor concentración, disolución hipo-
tónica, hacia la de mayor concentración, la disolución hipertó-
nica. Cuando el paso del agua iguala las dos concentraciones,
las disoluciones reciben el nombre de isotónicas.
Este movimiento del agua a través de la membrana plasmática
puede producir que algunas células se arruguen por una pérdi-
da excesiva de agua, que se conoce como plasmólisis, o bien
que se inflen por un aumento también excesivo en el contenido
celular de agua, fenómeno que se llama turgencia. Para evitar
estas dos situaciones, de consecuencias desastrosas para las
células, éstas poseen mecanismos para expulsar el agua o los
iones mediante un transporte que requiere gasto de energía.
Ósmosis
Disolución
hipotónica
Disolución
hipertónica
Disolución
isotónica
La difusión es el transporte
de sustancias a través de
membrana que se da a
favor del gradiente de con-
centración. No requiere de
aporte energético, pero si las
moléculas que atraviesan
la membrana son de gran
tamaño (ciertas proteínas,
por ejemplo) es necesaria la
participación de transporta-
dores de membrana.
La diálisis es un caso de di-
fusión selectiva a través de
membrana, en el que sólo
la atraviesan moléculas pe-
queñas.
y también:
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Ca2+
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anión
Na+
catión
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179
Junto con el agua y las sales minerales, las biomoléculas orgá-
nicas son los componentes fundamentales de la materia. Son
imprescindibles para el desarrollo de las funciones vitales.
Composición
Las biomoléculas están formadas principalmente por carbo-
no. Este elemento se caracteriza por los siguientes rasgos:
• Es un elemento ligero. Como sus átomos son pequeños, los
núcleos atraen con fuerza los electrones y, por este motivo,
los enlaces que forma el carbono son fuertes y estables.
• Tiene en su nivel de energía más externo cuatro electrones
para compartir. De este modo puede formar cuatro enlaces
covalentes si ples, dos dobles o un enlace triple y otro simple.
Estos enlaces se establecen principalmente con otros átomos
de carbono, hidrógeno, oxígeno o nitrógeno.
La unión covalente entre los átomos de carbono da lugar a
cadenas lineales, cadenas ramificadas y estructuras cíclicas.
A lo largo de estas cadenas se distinguen grupos de átomos,
denominados grupos funcionales, que originan los compues-
tos de carbono.
La mayoría de las propiedades de estos compuestos y las fun-
ciones que desarrollan en las células dependen del número y
el tipo de grupos funcionales que presentan, así como de su
estructura tridimensional.
Isomería
Muchos compuestos de carbono, a pesar de tener la misma
fórmula molecular, es decir, la misma composición elemental
y la misma proporción de los elementos en las moléculas, difie-
ren en la disposición de los átomos en el espacio
5.2. biomoléculas orgánicas
Aunque el silicio es uno de
los elementos más abun-
dantes en la corteza terres-
tre, las biomoléculas están
formadas mayoritariamente
por carbono. Esto se debe a
las siguientes características:
• El átomo de carbono tiene
una gran capacidad para
unirse a otros átomos.
• Los enlaces que forma son
muy estables.
• Estas uniones dan lugar a
una gran variedad de es-
tructuras.
y también:
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2
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H OH
C OH
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OH
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H
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C H
H OH
CH OH
2
(CH O)
2 6
C
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O
H
COOH
C
H
O
CHO
C
O
CO
NH2
C
O
NH2
CONH2
OH Hidroxilo
Aldehido
Cetona
Ácido
carboxílico
Amino
Amida
Átomo de carbono
Grupos funcionales
más frecuentes
Este fenómeno se llama isomería y los compuestos que la pre-
sentan reciben el nombre de isómeros.
Fórmula molecular
Glucosa Manosa
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180
5.2.1. Glúcidos
Son los compuestos llamados azúcares, y están formados por
carbono, oxígeno e hidrógeno.
Los azúcares son las biomoléculas más abundantes en la na-
turaleza y constituyen la principal reserva energética en la ma-
yoría de los seres vivos.
Características
Los glúcidos están formados por una o varias unidades cons-
tituidas por cadenas de entre tres y siete átomos de carbono.
Uno de estos átomos de carbono es un grupo carbonilo, alde-
hído (–CHO) o cetona (–CO–). El resto de los átomos de car-
bono está unido a grupos hidroxilo, OH–. Por este motivo, son
polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas.
Actúan como sustancias de reserva de energía y también son
muy importantes como moléculas estructurales.
Clasificación
Los glúcidos se clasifican en tres grandes grupos.
Monosacáridos
En general, estos compuestos son dulces, tienen color blanco y son solubles en agua.
Atendiendo al número de átomos de carbono que presentan, los monosacáridos se lla-
man triosas, tetrosas, pentosas, hexosas o heptosas. Además, los que presentan un grupo
aldehído se denominan aldosas y los que presentan un grupo cetona, cetosas. Por ejem-
plo: glucosa, ribosa, maltosa, sacarosa, galactosa, fructosa, etc.
CH OH
2
OH
OH
H
OH
HO
O
C
C
C
C
H
H
H
H
C
C
C
C
C
HO H
H
H
OH
OH
CH OH
2
O
CH OH
Grupo
cetona
Grupo
aldehído
2
Fructosa
Glucosa
Galactosa
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Oligosacáridos
Son compuestos formados por la unión de dos a diez monosacáridos, unidos mediante
enlaces O-glucosídicos. En general, tienen sabor dulce y son solubles en agua.
Los oligosacáridos formados por dos unidades se llaman disacáridos, mientras que los
constituidos por tres unidades son trisacáridos.
Algunos de los disacáridos más abundantes en la naturaleza son:
• La lactosa, formada por la unión de una molécula de galactosa y una de glucosa. Se
encuentra exclusivamente en la leche.
• La sacarosa, constituida por la unión de una molécula de glucosa y una de fructosa. Es
muy abundante en el reino vegetal y s extrae de la remolacha y de la caña de azúcar
para obtener el azúcar de mesa.
• La maltosa, resulta de la unión de dos glucosas. Es el azúcar de la malta
Almidón Quitina
http://goo.gl/PEywhE
http://goo.gl/e
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Sacarosa
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Maltosa
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V
6
Polisacáridos
Muchos de los glúcidos que se encuentran en la naturaleza son polisacáridos, es decir,
compuestos que contienen un gran número de monosacáridos unidos entre ellos. Por
ejemplo: el almidón, la quitina, el glucógeno, la celulosa, etc.
En general, estos compuestos no son dulces ni solubles en agua.
Cuando las cadenas están formadas por un único tipo de monosacárido se denominan
homopolisacáridos. Si contienen diversos tipos de monosacáridos, reciben el nombre de
heteropolisacáridos.
Lactosa
http://goo.gl/lY9bkM
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182
5.2.2. Lípidos
Están formados por carbono, oxígeno e hidrógeno y, en algu-
nos casos, contienen otros elementos, como, por ejemplo, fós-
foro y nitrógeno.
Características
En general, no son solubles en agua, sino en disolventes orgá-
nicos, como el alcohol o la acetona.
Los lípidos constituyen una reserva de energía, tienen función
estructural, o bien desarrollan funciones específicas. Entre los
lípidos con funciones específicas se encuentran, por un lado,
las hormonas lipídicas, como por ejemplo los estrógenos, que
actúan como mensajeros intracelulares, y por otro lado, algu-
nas vitaminas como la A, que son imprescindibles para el de-
sarrollo de las reacciones metabólicas.
Clasificación
La gran variedad estructural de los lípidos tiene como con-
secuencia una importante diversidad de funciones. Por ello,
estas biomoléculas pueden clasificarse atendiendo a ambos
criterios.
Según la función principal que desarrollan en los seres vivos, se
distinguen tres grandes grupos:
• Lípidos de reserva de energía. Este grupo incluye los ácidos
grasos, los triacilgliceroles y las ceras.
• Lípidos estructurales. Pertenecen a este grupo los glicerofos-
folípidos, los esfingolípidos y los esteroles.
• Lípidos con funciones específicas. Es el caso de las hormo-
nas y las vitaminas de composición lipídica.
Lípidos de reserva de energía
Aunque los glúcidos son la principal fuente de energía, debido
a que su oxidación es una vía rápida de obtención de energía,
la utilización de los lípidos como reserva energética presenta
estas ventajas:
• Su oxidación libera una mayor cantidad de energía que la
que corresponde a la oxidación de una misma cantidad de
glúcido o de proteína.
Así, 1 g de un triacilglicerol produce aproximadamente 9
kcal/g (algo más de 37 600 J/g) al oxidarse, mientras que 1 g
de glucosa produce alrededor de 4 kcal/g (aproximadamen-
te, 16 720 J/g).
• Debido a su parcial o total insolubilidad, se almacenan li-
bres de agua.
Aunque las ceras constitu-
yen una importante reserva
de energía y, por este moti-
vo, se incluyen en el mismo
grupo que los ácidos gra-sos
y los triacilgliceroles, también
tienen función protectora.
Por ejemplo, impermea-
bilizan la piel, el pelo y las
plumas de los anima-les ver-
tebrados, y las hojas y los fru-
tos de las plantas.
y también:
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Glicolípido
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Ácidos grasos
Son sustancias que, generalmente, se encuentran formando
parte de otros compuestos, como los triacilgliceroles o las ce-
ras, aunque en los animales vertebrados existen ácidos grasos
libres en la sangre unidos a una pro-teína transportadora.
Composición y estructura
Están formados por una cadena hidrocarbonada con un gru-
po carboxi-lo. En general, la cadena es lineal y tiene un núme-
ro par de átomos de carbono, que oscila entre 14 y 22, aunque
lo más frecuente es que en tengan entre 16 y 18.
En uno de los extremos se encuentra un grupo carboxilo,
COOH. Este carbono es el C-1.
Los átomos de carbono pueden unirse mediante enlaces sen-
cillos o dobles enlaces. Cuando todos los enlaces son sen-
cillos, los ácidos grasos son saturados, y cuando pre-
sentan algún doble enlace son insaturados. Estos
últimos se denominan monoinsaturados, si pre-
sentan un doble enlace, o poliinsaturados, si
tienen más de uno.
Propiedades
Dependen, principalmente, de la longi-
tud de la cadena y de la presencia de
dobles enlaces.
• Solubilidad. La presencia del grupo car-
boxilo, que es la parte polar de la cadena, hace
que los ácidos grasos de cadena corta sean li-
gewramente solubles en agua.
En general, cuanto más larga es la
cadena y cuantos menos dobles
enlaces contiene, menos soluble
es el ácido graso.
• Punto de fusión. Los ácidos grasos
saturados tienen un punto de fu-
sión más elevado que los insatura-
dos.
Esto hace que a temperatura am-
biente, 25 °C, los ácidos grasos
satu-rados suelen encontrarse en
estado sólido, mientras que los in-
satu-rados se encuentran en esta-
do líquido.
Punto de fusión (°C) de los
ácidos grasos
Ácidos grasos saturados
Ácido palmítico ................... 63,1
Ácido esteárico................... 69,6
Ácido araquídico................76,5
Ácidos grasos insaturados
Ácido palmitoleico ............–0,5
Ácido oleico ......................... 13,4
Ácido linoleico ....................... –5
y también:
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Ácido palmítico: aceite de semilla de palma
Ácido estearico:
aceite de cacao.
http://goo.gl/Nvsp73
http://goo.gl/MucwbA
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• Isomería geométrica. Los ácidos grasos insaturados presen-
tan isomería geométrica debido a la presencia de dobles
enlaces, que hacen que las cadenas se doblen. Muchos
son isómeros cis.
Las células obtienen energía a partir de la oxidación de los
ácidos gra-sos, los cuales proceden de otros lípidos, como por
ejemplo los triacilgli-ceroles.
Triacilgliceroles
Son derivados de los ácidos grasos y constituyen el grupo de
lípidos más abundante.
Composición y estructura
Están formados por una molécula de glicerina y tres ácidos
grasos.
Los triacilgliceroles que contienen tres ácidos grasos iguales se
llaman triacilgliceroles simples y los que contienen dos o tres
diferentes reciben el nombre de triacilgliceroles mixtos.
Los triacilgliceroles que pre-
sentan mayoritariamente
ácidos grasos saturados a
temperatura ambiente se
encuentran en estado só-
lido y se conocen con el
nombre de grasas, mien-
tras que los que presentan
ácidos grasos insaturados
a temperatura ambiente se
encuentran en estado líqui-
do y se llaman aceites.
y también:
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CH2
CH2
CH2
CH2 CH2
CH2
OH
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C
CH2
C
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CH2 CH2 CH2 CH2 CH2
CH2
CH2
CH2
• Formación de agrupaciones. Los ácidos grasos saturados se unen entre sí mediante inte-
racciones moleculares y forman agrupaciones compactas.
Los ácidos grasos insaturados forman agrupaciones menos compac-tas, ya que los do-
blamientos de las cadenas impiden la proximidad entre las moléculas.
Ácidos grasos saturados Ácidos grasos insaturados
Grasas
Aceite
Acumulación de lípidos en las arterias.
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Propiedades
• Solubilidad. Son sustancias insolubles en agua, por-
que las partes polares de la glicerina y las de los áci-
dos grasos están formando parte del enlace éster.
• Punto de fusión. Los triacilgliceroles con tres ácidos
grasos saturados tienen un punto de fusión más ele-
vado que los que presentan algún ácido insaturado.
A mayor número de ácidos grasos insaturados, me-
nor es el punto de fusión.
• Formación de jabones. Cuando se produce la hidrólisis
de los triacilgliceroles en presencia de bases y dan lugar a
sales denominadas jabones. Esta reacción de hidrólisis reci-
be el nombre de saponificación.
Ceras
Las ceras son lípidos derivados de los ácidos grasos. Son insolu-
bles en agua y, generalmente, presentan un punto de fusión
más elevado que los grupos anteriores.
Estas propiedades permiten que también actúen
impermeabilizando y protegiendo diversas partes
y órganos de los vegetales y de los animales.
Lípidos estructurales
Son los lípidos que constituyen la estructura básica
de las membranas celulares. Estos lípidos son sus-
tancias anfipáticas y, por este motivo, se disponen
en las membranas con la región hidrófila en contacto
con el medio acuoso y la región hidrófoba en oposición
a este medio.
Cuando se mezclan con el agua, las moléculas de estas sus-
tancias se agrupan y forman unas estructuras esféricas llama-
das micelas, en las que las regiones hidrófilas de las moléculas
se disponen en dirección al agua y las regiones hidrófobas ha-
cia el interior.
Entre los lípidos estructurales se distinguen los glicerofosfolípi-
dos, los esfingolípidos y los esteroles. Además, estos lípidos se
conocen con otro tipo de nomenclatura:
• Fosfolípidos. Los glicerofosfolípidos y los esfingolípidos que
contienen grupos fosfato.
• Glucolípidos. Los esfingolípidos que contienen uno o varios
monosacáridos.
Saponificación
Micela
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Función protectora: las cera
cumplen esta función recu-
briendo frutos y plumas de
los animales.
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Investiguen varias fuentes de
las ceras.
en grupo
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186
1. Explica las diferencias que existen entre:
• Solubilidad de glúcidos y de lípidos.
• Función de reserva de energía de glúcidos y
de lípidos.
2. Consulta varias fuentes en las que se pueda
encontrar ácidos grasos tipo omega 3, ome-
ga 6 y amega 9.
Esteroles
Son un grupo de lípidos estructuralmente muy diferentes de los
triacilgliceroles, los glicerofosfolípidos o los esfingolípidos.
Entre los esteroles destacan el colesterol, por su presencia en
las membranas celulares animales; el estigmasterol, por su
presencia en las plantas, y el ergosterol, en los hongos.
El colesterol es muy importante en los animales debido a su
función estructural y por ser una sustancia a partir de la cual
se sintetizan los ácidos biliares y las hormonas esteroides, como
el cortisol, los estrógenos y los andrógenos.
El contenido total de coles-
terol en el ser humano es
de unos 140 g, 120 de los
cuales forman parte de
las membranas celulares.
Forma parte de las lipopro-
teínas (proteínas + lípidos);
precursor de hormonas y
de ácido biliares.
y también:
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Existen proteínas específicas que transportan distintos tipos de
lípidos, como triacilgliceroles, fosfolípidos y colesterol, y que for-
man unos complejos llamados lipoproteínas.
Estos complejos tienen forma esférica y en su parte interior se
concentran los lípidos, mientras que las proteínas se sitúan en
la superficie.
Las lipoproteínas presentan diferentes densidades según los lípi-
dos y los aminoácidos que contengan. De este modo, se distin-
guen cuatro clases de lipoproteínas:
• Quilomicrones. Su densidad es muy baja y contienen una
cantidad elevada de triacilgliceroles.
• Lipoproteínas de muy baja densidad (very low-density lipo-
proteins, VLDL). Están constituidas, principalmente, por triacil-
gliceroles.
• Lipoproteínas de baja densidad (low-density lipoproteins,
LDL). Contienen, principalmente, colesterol.
• Lipoproteínas de alta densidad (high-density lipoproteins,
HDL). Contienen muchas proteínas y un bajo nivel de coles-
terol.
El colesterol y la aterosclerosis
Los niveles deseables de lípidos plasmáticos
para la población general son:
Colesterol total .................................... 5,2 mmol/L
Triacilgliceroles ................................. 2,3 mmol/L
cLDL (colesterol de las LDL) ........ 3,8 mmol/L
cHDL (colesterol de las HDL) ......... 0,9 mmol/L
En muchas ocasiones, una concentración elevada de colesterol en la sangre se relaciona con un trastorno
cardiovascular muy frecuente que conlleva graves complicaciones clínicas, la aterosclerosis. Este trastorno-
consiste en una acumulación de lípidos, principalmente colesterol, en las paredes internas de las arterias.
El colesterol que tiene efectos perjudiciales para la salud es el que forma parte de las LDL, ya que estas lipopro-
teínas penetran fácilmente en la pared de las arterias y liberan el colesterol. En cambio, el colesterol de las HDL
no resulta perjudicial, porque se transporta hasta el hígado, donde es metabolizado. Así, pues, es importante
que la concentración de colesterol de las LDL no supere los valores que se indican en el recuadro.
Actividades
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Lípidos con funciones específicas
Constituyen este grupo las hormonas de composición lipídica
y algunas vitaminas y, aunque se encuentran en cantidades
muy pequeñas en losseres vivos, desarrollan funciones muy im-
portantes.
Hormonas esteroides
Las hormonas lipídicas proceden del colesterol y, por este mo-
tivo, también se llaman hormonas esteroides.
Pueden agruparse en cinco categorías, dependiendo del re-
ceptor al cual se unan: glucocorticoides, mineralocorticoides,
andrógenos, estrógenos y progestágenos.
El cortisol y la aldosterona, ambas hormonas segregadas por
la corteza de las glándulas suprarrenales; los andrógenos, se-
gregados por los testículos, y los estrógenos y la progesterona,
segregados por los ovarios.
A continuación se detallan las principales:
Aparte de las hormonas es-
teroides, existen otros tipos
de hormonas cuya compo-
sición no es lipídica.
Por ejemplo, la insulina es
una hormona peptídica
que favorece la absorción
y la utilización celular de la
glucosa.
La tiroxina es un derivado
del aminoácido tirosina
y su función consiste en
acelerar el metabolismo
celular y, por tanto, el cre-
cimiento del individuo.
y también:
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Cortisol
Activa la degradación de las
proteínas y las grasas a glucosa.
También cumple una función
antiinflamatoria.
Aldosterona
Activa la absorción de los iones
Na+
y la expulsión de K+
en las
nefronas. Mantiene la presión
sanguínea.
Andrógenos: testosterona
Estimulan la formación de espermatozoi-
des y el desarrollo de los caracteres sexua-
les masculinos.
Estrógenos: estradiol
Favorecen el desarrollo y el mantenimiento de
los caracteres sexuales femeninos. Estimulan
la maduración de los ovocitos.
Progesterona
Prepara el útero para el em-
barazo y se encarga de man-
tenerlo, y también estimula el
desarrollo del sistema alveolar
de las glándulas mamarias.
http://goo.gl/GxMj9h
http://goo.gl/OM97Po
http://goo.gl/fR7a08
http://goo.gl/4CNZrj
http://goo.gl/Nj0W0b
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reproducción
188
Vitaminas
Las vitaminas de composición lipídica derivan del
isopreno, un compuesto intermedio en la vía de
síntesis del colesterol. Son compuestos liposolubles,
es decir, se disuelven en medios grasos, y la mayor
parte tiene numerosas funciones. A continuación,
mostramos algunos ejemplos:
Vitamina A1
• Participa en la formación de los pig-
mentos visuales y mantiene la estructu-
ra del tejido epitelial.
• Su carencia causa xeroftalmia (sequedad de
la conjuntiva), alteraciones en la piel y ceguera
nocturna.
• Se encuentra en la yema de huevo, las verduras,
el hígado de bacalao, la mantequilla y las zana-
horias.
Vitamina D3
• Aumenta la absorción de cal-
cio y fósforo en el intestino y
favorece la formación de las
estructuras óseas.
• Su carencia produce raquitismo en los niños y os-
teomalacia en los adultos. Los síntomas de estas
enfermedades son el reblandecimiento y la de-
formación de los huesos.
• Se encuentra en los aceites de hígado de pesca-
do, la leche entera de vaca...
Vitamina E
• Protege las membranas celula-
res de la oxidación de los lípidos.
• Su carencia produce infertilidad
en algunos animales.
• Se encuentra en los aceites vegetales, la leche,
los huevos y las verduras.
Vitamina K1
• Favorece la coagulación de la sangre.
• Su carencia causa hemorragias.
• Se encuentra en las hojas de las plantas verdes,
el hígado, los riñones y algunas frutas.
Existe otro gran grupo de vitaminas, no
derivadas del isopreno, que se carac-
terizan por ser hidrosolubles. Entre estas
vitaminas destacan, por su importan-
cia en los organismos:
• Vitamina B1. Interviene en la
oxidación de los glúcidos. Su
carencia causa beriberi, en-
fermedad cuyos síntomas son
debilidad muscular, pérdida
de reflejos, confusión mental
e insuficiencia cardíaca. Se en-
cuentra en los cereales, las legum-
bres y las verduras.
• Vitamina B2. Participa en la respira-
ción celular. Su carencia produce
alteraciones de la piel y las muco-
sas, y trastornos del crecimiento. Se
encuentra en los huevos, la leche,
el hígado y las frutas.
• Vitamina B5 y vitamina B6. Intervie-
nen en las reacciones metabólicas
de las biomoléculas. No se han
observado alteraciones debidas
a la falta de B5. La carencia de B6
provoca anemia y convulsiones. La
vitamina B5 se encuentra en la ma-
yoría de los alimentos; la B6,en los
cereales y los frutos secos.
• Vitamina B12. Participa en la síntesis
de ADN y en la maduración de los
eritrocitos. Su carencia causa tras-
tornos neurológicos. Se encuentra
en la carne.
• Vitamina C. Actúa como antioxi-
dante en las reacciones de óxido-
reducción del metabolismo y se
encarga de proteger las mucosas.
Su carencia produce escorbuto,
cuyos síntomas son inflamación de
las encías e hinchazón de las arti-
culaciones. Se encuentra en vege-
tales frescos y frutas, especialmente
los cítricos.
y también:
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reproducción
189
5.2.3. Proteínas
Todas las proteínas contienen carbono, oxígeno, hidrógeno y
nitrógeno; además, la mayoría contiene azufre, y algunas, fós-
foro, hierro, cinc y cobre.
Estas biomoléculas presentan una gran variedad funcional.
Composición
Son polímeros formados por la unión de centenares —y, en al-
gunos casos, miles— de unidades que reciben el nombre de
aminoácidos.
En la naturaleza se encuentran veinte aminoáci-
dos, los cuales se combinan entre ellos de mu-
chas formas distintas y dan lugar a miles de
proteínas diferentes, cada una con unas pro-
piedades y funciones características.
Los aminoácidos se unen entre ellos me-
diante enlaces covalentes llamados en-
laces peptídicos.
Algunas proteínas no sólo contienen
aminoácidos, sino que también pre-
sentan unidos otros compuestos o
iones.
Aunque el término proteína se
suele utilizar de modo general, es fre-
cuente distinguir como péptidos a las proteí-
nas formadas por pocos aminoácidos; oligopéptidos,
cuando se unen unos cuantos aminoácidos; polipépti-
dos, cuando se unen centenares, y como proteínas, las
sustancias formadas por miles de aminoácidos.
Estructura
La estructura tridimensional de cada proteína, es decir,
la organización que presenta en el espacio, depende
de su composición de aminoácidos y de la disposición
de éstos en la cadena.
En esta organización se distinguen cuatro niveles o es-
tructuras que son sucesivamente más complejos.
Estructura primaria
La estructura primaria de una proteína es la secuencia
de aminoácidos que se suceden en la cadena, uno a
continuación de otro.
La apolipoproteína B, una
de las encargadas del
transporte del colesterol,
es una de las proteínas for-
madas por un número más
elevado de aminoácidos:
4536 en una sola cadena.
y también:
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Estructura primaria de la proteína
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reproducción
190
• La cadena polipeptídica se enrolla en forma
de hélice que gira en el sentido de las agujas
del reloj. Cada giro de la hélice incluye 3,6 ami-
noácidos.
Este tipo de estructura secundaria es caracte-
rística de las proteínas que forman estructuras
de una estabilidad considerable. Por ejemplo,
la -queratina, que está presente en el pelo, las
uñas y las plumas.
Hélice Conformación y lámina plegada
• La cadena polipeptídica está plegada en zig-
zag, y cada pliegue corresponde a un enlace
peptídico.
• En ocasiones, se establecen uniones entre dis-
tintas cadenas o entre partes de la misma ca-
dena, lo que da lugar a una estructura llamada
lámina plegada.
Las proteínas que presentan esta estructura for-
man filamentos suaves y flexibles. Por ejemplo,
la fibroína de la seda.
Estructura terciaria
En algunas proteínas, la estructura secundaria se
pliega otra vez sobre sí misma, debido a las interac-
ciones entre los grupos R de los aminoácidos. Esto
origina la estructura terciaria.
Las interacciones entre los grupos R pueden ser
débiles, como los puentes de hidrógeno y las inte-
racciones hidrófobas, o bien covalentes, como los
enlaces disulfuro cuando se unen dos cisteínas.
En la estructura terciaria pueden combinarse diver-
sos tipos de estructuras secundarias, de modo que
algunas moléculas proteicas presentan fragmentos
en hélice junto a fragmentos en conformación, tro-
zos de la cadena plegados irregularmente e, inclu-
so, fragmentos lineales.
H
H
H
H
S
S
H
H
H
H
S
S
Estructura secundaria
Se obtiene como resultado del plegamiento de la cadena sobre sí misma, de modo que la
molécula de proteína adquiere una estructura tridimensional.
Existen diversas estructuras secundarias según los ángulos que forman los enlaces peptídi-
cos. Las estructuras secundarias más frecuentes son:
Estructura en hélice
Puentes disulfuro
Puentes
de hidrógeno
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http://goo.gl/UGttSF
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191
Por ejemplo, un 40 % de la cadena polipeptídica que
constituye el lisozima, un enzima que se encuentra en
la clara de huevo y en las lágrimas humanas, presen-
ta una estructura en hélice, un 12 % en conforma-
ción, y el resto presenta otras estructuras, o bien,
fragmentos extendidos con estructura primaria.
Estructura cuaternaria
La estructura cuaternaria se constituye cuando se
unen, mediante diversos tipos de enlaces o inte-
racciones, dos o más cadenas polipeptídicas para
formar una gran proteína.
Las cadenas polipeptídicas que forman una proteína se
denominan subunidades, y pueden ser iguales o diferentes en-
tre ellas.
Por ejemplo, la hemoglobina, que es una proteína que se en-
cuentra en los eritrocitos, está constituida por cuatro subunida-
des, iguales dos a dos.
En estas cadenas existen varios segmentos que presentan es-
tructura en hélice
Desnaturalización
El calor, los valores extremos de pH o la presencia de ciertos
disolventes orgánicos, como el alcohol o la acetona, producen
la rotura de los enlaces no covalentes o alteran la carga elec-
troquímica de las proteínas.
Como consecuencia de estas alteraciones, las proteínas se
desnaturalizan, es decir, se despliegan parcial o totalmente,
y no pueden llevar a cabo su función. Como consecuencia
de la desnaturalización, las proteínas pierden suestructura tridi-
mensional, pero mantienen su estructura primaria.
Por esta razón, en algunos casos, la desnaturalización es re-
versible. Así, cuando se elimina el factor que ha causado la
desnaturalización, la proteína se vuelve a plegar y recupera su
actividad. Este proceso recibe el nombre de renaturalización.
SH
SH SH
HS
HS
HS
HS HS
Stanley Prusiner (Iowa, 1942)
Médico estadounidense que
descubrió y describió los prio-
nes como moléculas respon-
sables de algunas enferme-
dades neurodegenerativas
como el sídrome de Creutz-
feldt-Jakob.
Los priones son proteínas que
infectan células sanas y pro-
vocan un cambio de confor-
mación en las proteínas natu-
rales transformando éstas en
proteínas infecciosas.
Por su descubrimiento reci-
bió el premio Nobel de Me-
dicina el año 1997.
Desnaturalización
Renaturalización
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Realicen un cuadro comparativo de los cuatro estructuras de las proteínas.
en grupo
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192
Funciones biológicas de las proteínas
Las proteínas desempeñan una gran variedad de funciones, que pueden agruparse del
modo siguiente:
Función Ejemplos
Estructural
Algunas proteínas confieren
resistencia y fuerza a los teji-
dos.
El colágeno forma parte de los
huesos y los tendones; la -quera-
tina constituye el pelo, las uñas
y las plumas, y la elastina se en-
cuentra en los ligamentos.
De reserva
Los aminoácidos que se ob-
tienen de la hidrólisis de las
proteínas pueden ser usados
en procesos de obtención de
energía.
La ovoalbúmina es la principal
proteína de reserva de la clara
de huevo, y la caseína, de la le-
che. En la mayoría de las semillas
de las plantas existen proteínas
que se utilizan durante la germi-
nación.
De regulación
Algunas proteínas actúan en
la regulación de procesos
metabólicos. En este grupo se
incluyen algunas hormonas.
La insulina es una hormona pep-
tídica que favorece la absorción
y la utilización de la glucosa; el
glucagón también es un péptido
cuya función es estimular la degra-
dación del glucógeno a glucosa
en el hígado.
Catalizadora
Los enzimas son las proteínas
que controlan la velocidad
de las reacciones que tienen
lugar en los seres vivos.
La lisozima cataliza la hidrólisis
de los polisacáridos de la pared
celular de algunas bacterias; la
glucógeno-sintasa hace posible
la síntesis de glucógeno a partir
de glucosa.
Defensiva
Existen proteínas que actúan
defendiendo a los organis-
mos de otros organismos pa-
tógenos.
Las inmunoglobulinas o anticuer-
pos reconocen y neutralizan los
agentes patógenos que infectan
el organismo.
Transportadora
Algunas proteínas se unen a
otras sustancias para trans-
portarlas a los diferentes teji-
dos.
La hemoglobina de la sangre
transporta el oxígeno a los tejidos.
Las lipoproteínas transportan lípi-
dos.
Contráctil
Existen proteínas que permiten
a las células y a los orgánulos
contraerse y participar en dis-
tintos tipos de movimientos.
La miosina y la actina permiten
la contracción de los músculos;
la tubulina forma los microtúbulos
de los cilios y los flagelos.
http://goo.gl/KgAeTq
http://goo.gl/jHJf3K
http://goo.gl/IUj3hM
Zona
activa
Subtrato
Enzima Enzima
Productos
https://goo.gl/yg6DFN
http://goo.gl/yXqag5
http://goo.gl/LqbJcQ
http://goo.gl/yXqag5
Músculo
Fibras musculares
Músculo relajado Músculo contraído
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193
Clasificación de las proteínas
Podemos clasificar las proteínas atendiendo a diversos cri-
terios. Según su composición, distinguimos: las proteínas
simples u holoproteínas y las proteínas conjugadas o hete-
roproteínas.
Las proteínas simples u holoproteínas están formadas ex-
clusivamente por cadenas de polipéptidos y, por tanto, su
hidrólisis produce únicamente aminoácidos. Un ejemplo es
la ovoalbúmina.
Las proteínas conjugadas o heteroproteínas están forma-
das por cadenas polipeptídicas y otras moléculas o iones
llamados grupos prostéticos. La hidrólisis de estas proteínas
produce aminoácidos y otras moléculas o iones.
Pueden encontrarse distintos tipos de proteínas conjugadas:
• Lipoproteínas. Contienen como grupo prostético molé-
culas de lípidos como, por ejemplo, las VLDL, las LDL, etc.
• Glucoproteínas. Contienen como grupo prostético mo-
léculas de glúcidos como, por ejemplo, la inmunoglobu-
lina G.
• Fosfoproteínas. Tienen grupos fosfato como grupo pros-
tético. Un ejemplo es la caseína.
• Hemoproteínas. El grupo prostético es el grupo hemo,
que está formado por una estructura en anillo compleja
y un átomo de hierro. Es el caso de la hemoglobina.
• Flavoproteínas. Presentan como grupo prostético unos
determinados nucleótidos derivados de la vitamina ribo-
flavina, como en el caso de la NADH-deshidrogenasa.
• Metaloproteínas. Contienen como grupo prostético io-
nes metálicos, como en el caso de la plastocianina, en
la que el grupo prostético es el cobre.
Las proteínas también pueden
clasificarse, según su estructu-
ra, en:
•Proteínas fibrosas. Las cade-
nas polipeptídicas originan
largos filamentos. Estas pro-
teínas suelen presentar un
solo tipo de estructura secun-
daria. Es el caso de la quera-
tina y del colágeno.
•Proteínas globulares. Las ca-
denas polipeptídicas se plie-
gan y originan formas redon-
deadas o globulares. En la
misma molécula presentan
distintos tipos de estructura
secundaria. Son ejemplos
de este grupo la lisozima o la
mioglobina.
y también:
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Actividades
3. Explica la estructura en hélice y la conforma-
ción beta.
4. Completa esta tabla sobre la estructura de
las proteínas. Indica, en cada caso, las ca-
racterísticas.
5. ¿Cuáles de las cuatro posibles estructuras
proteicas pueden verse afectadas por la des-
naturalización de las proteínas? ¿Por qué?
• Explica qué es la renaturalización y cuán-
do se produce.
Estructura Características
Primaria
Secundaria
Terciaria
Cuaternaria
http://goo.gl/qVxIqk
https://goo.gl/OLiZGU
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194
La estructura del ADN
El año 1953, James Watson
y Francis Crick establecie-
ron la estructura tridimen-
sional del ADN construyen-
do modelos moleculares.
Cabe destacar también
la contribución de otros
científicos, como Rosalind
Franklin, Erwin Chargaff y
Maurice Wilkins.
y también:
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5.2.4. Ácidos necleicos
Los ácidos nucleicos están formados por carbono,
nitrógeno, hidrógeno, oxígeno y fósforo.
Son las biomoléculas que contienen la información
necesaria para la síntesis de todas las proteínas de
un individuo.
Composición
Son polímeros formados por la unión de unidades
llamadas nucleótidos.
Características de los nucleótidos
Están formados por la unión de una base nitro-
genada, una pentosa y ácido fosfórico.
El compuesto formado por una base nitrogena-
da y la pentosa recibe el nombre de nucleósido.
Las bases nitrogenadas son compuestos cíclicos
formados por cadenas de carbono y grupos
amina o amida. Se clasifican en dos grupos se-
gún deriven de la purina o de la pirimidina. Las
bases derivadas de la purina son la adenina y la
guanina, y las bases derivadas de la pirimidina
son la citosina, la timina y el uracilo.
La pentosa es cíclica y puede ser una desoxi-D-ri-
bosa o una D-ribosa.
La unión entre una base nitrogenada y la pen-
tosa se establece mediante un enlace N-gluco-
sídico entre el carbono 1’ de la pentosa y el ni-
trógeno en posición 9, si la base es derivada de
la purina, o el nitrógeno en posición 1, si la base
es derivada de la pirimidina El ácido fosfórico se
une al C-5’ de la pentosa mediante un enlace
éster.
Se clasifican en desoxirribonucleótidos y ribonu-
cleótidos según la pentosa y la base nitrogena-
da que los constituyen.
Base nitrogenada
Pentosa
Nucleósido
Nucleótido
Ácido fosfórico
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195
Los nucleótidos están unidos entre sí mediante enlaces fosfodiéster para formar los ácidos
nucleicos o bien se encuentran libres en las células y participan en numerosos procesos
metabólicos.
Principales funciones de los nucleótidos libres
Enlace fosfodiéster
• Proporcionan energía en el metabolismo celular.
Algunos nucleótidos pueden estar unidos a una, dos o
tres moléculas de ácido fosfórico y originar un grupo de
compuestos ricos en energía.
Cuando los enlaces de estos compuestos se rompen, la
energía liberada se utiliza en las reacciones endergóni-
cas, es decir, en las reacciones que consumen energía.
En el caso de un nucleósido trifosfato, éste se transforma
en nucleósido difosfato, que puede transformarse otra vez
en nucleósido trifosfato mediante la energía desprendida
en las reacciones que generan energía o exergónicas.
Entre estos compuestos se encuentran: el 5’-trifosfato de
adenosina, ATP; el 5’-trifosfato de uridina, UTP; el 5’-trifosfato
de guanosina, GTP, y el 5’-trifosfato de citidina, CTP.
El sucesivo desprendimiento de átomos de fósforo de la
molécula de ATP proporciona energía a los procesos me-
tabólicos.
• Actúan en la comunicación celular.
En la membrana plasmática existen numerosos recepto-
res a los que se unen compuestos del medio extracelular.
Estas uniones inducen la síntesis de segundos mensaje-
ros en el interior celular, es decir, compuestos sintetizados
como respuesta a una señal externa, los cuales activan o
inhiben enzimas, etc.
Muchos segundos mensajeros son nucleótidos. Por ejem-
plo, el 3’,5’-monofosfato de adenosina cíclico, abreviada-
mente AMP cíclico.
• Favorecen la actividad catalizadora de los enzimas.
Algunos enzimas necesitan unirse a un componente adi-
cional, llamado cofactor, para poder realizar su actividad
catalizadora. Los cofactores pueden ser complejos orgá-
nicos, y en este caso están constituidos principalmente
por nucleótidos formados por ribosa y adenina.
Por ejemplo, la nicotinamida-adenina-dinucleótido, NAD,
la flavina-adenina-dinucleótido, FAD, etc.
Los nucleótidos se unen
entre ellos mediante en-
laces fosfodiéster, que
se establecen entre el
grupo fosfórico situado
en C-5’ de un nucleóti-
do y el grupo hidroxilo
en la posición C-3’ del
nucleótido siguiente. Se
distinguen dos tipos de
ácidos nucleicos, el áci-
do desoxirribonucleico,
ADN, formado exclusiva-
mente por desoxirribo-
nucleótidos, y el ácido
ribonucleico, ARN, for-
mado exclusivamente
por ribonucleótidos
http://goo.gl/knJgGk
O
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P O
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O
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O CH2
O
OH
H
OH
H H H
La ingesta de alimentos, lue-
go del metabolismo de los
mismos, produce energía en
forma de ATP. Esta energía
nos permite realizar todas las
actividades.
ATP
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Clasificación de los ácidos nucleicos
A lo largo de este apartado vamos a conocer las característi-
cas del ADN y el ARN en las que se basa su clasificación.
ADN
La composición, la estructura y las propiedades de la molécu-
la de ADN posibilitan su función: contener, de forma codifica-
da, la información genética de cada organismo.
Composición
El ADN está formado por la unión de desoxirribonucleótidos
mediante enlaces fosfodiéster. Este enlace se establece entre
el grupo fosfórico en C-5’ de la desoxirribosa de un nucleótido
y el grupo hidroxilo en C-3’ de la desoxirribosa del nucleótido
siguiente.
De este modo, los extremos de la cadena son un grupo fosfó-
rico en C-5’, denominado extremo 5’, y un grupo OH en C-3’,
denominado extremo 3’.
El ADN puede encontrarse en forma de cadena sencilla o do-
ble. Hay varios tipos de ADN: ADN-A, ADN-B y ADN-Z.
En la mayoría de los casos, el ADN se encuentra en forma de
doble cadena; sólo en algunos virus el ADN es de cadena sen-
cilla.
Estructura del ADN
El ADN es una molécula muy flexible, ya que posee la capaci-
dad de rotación alrededor de una serie de enlaces. Se pueden
observar distintos niveles estructurales.
• Estructura primaria. Corresponde a la secuencia de nucleó-
tidos que se suceden en las cadenas.
A
A
T
T
T
C G
C
G
A
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P P
P P
C
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A T
A
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Pareja de
nucleótidos 1
Pareja de
nucleótidos 2
Pareja de
nucleótidos 3
Base
nitrogenada
Desoxirribosa Ácido fosfórico
Ácido fosfórico
Extremo 3’ Extremo 5’
Desoxirribosa
Base nitrogenada
Almacenamiento de informa-
ción genética en el ADN.
http://goo.gl/RlXrWF
Empleando papel brillante de diferentes colores realicen un
esquema didáctico del ADN.
en grupo
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reproducción
197
• Estructura secundaria. La doble cadena está enrollada como
un largo tirabuzón, lo cual le confiere un aspecto helicoidal,
y por ello es llamada doble hélice. Cada vuelta de la hélice
contiene 10,5 nucleótidos y tiene una longitud de 3,6 nm.
• La posición de una cadena respecto de la otra es antipara-
lela, es decir, el extremo 5’ de una cadena queda enfrenta-
do al extremo 3’ de la otra.
Las cadenas se unen mediante puentes de hidrógeno que se
establecen entre las bases nitrogenadas, las cuales quedan si-
tuadas en el interior de la hélice. Estas uniones no se producen
al azar, sino según la ley de complementariedad de bases.
Entre las bases de una misma cadena se establecen interac-
ciones hidrófobas que estabilizan la estructura.
• Estructuras de orden superior
• El ADN se une con pequeños polipéptidos cilíndricos,
principalmente las histonas. Estas proteínas producen el
empaquetamiento del ADN en unidades estructurales
llamadas nucleosomas.
• Superenrollamiento del ADN. Este plegamiento tiene lu-
gar cuando los nucleosomas, mediante la unión a proteí-
nas, se aproximan y adoptan estructuras más compactas.
Existen distintas formas de superenrollamiento como, por
ejemplo, la solenoidal y la plectonémica. En los cromoso-
mas eucariotas la forma más habitual es la solenoidal.
Propiedades
Como consecuencia de su composición y su estructura, el
ADN presenta las siguientes propiedades:
• Solubilidad. En la molécula de ADN hay partes hidrófo-
bas y partes hidrófilas. Las partes hidrófobas son las ba-
ses nitrogenadas, mientras que los ácidos fosfóricos y las
desoxirribosas son las partes hidrófilas.
Complementariedad
de bases
•Entre la adenina y la ti-
mina se establecen dos
•Entre la guanina y la ci-
tosina se establecen tres
Estas uniones son invaria-
bles, ya que cualquier otro
tipo de unión desestabiliza
la molécula.
y también:
E
N
G
R
UPO
Y
T
A
M
B
IÉN:
T
I
C
S
R
E
C
O
R
T
A
BLES
Modelo molecular
Longitud de 1 vuelta de ADN: 3,6 nm
N
N
N
N H
N
N
H H O
O
N
CH3
N
N
N
N
N
H
H
O
N
H
O
N
H
H
N
Adenina
Citosina
Timina
Guanina
Estructura
secundaria
Nucleosomas
histona
Forma
solenoidal
Forma
bucle
Cromosoma
http://goo.gl/EiHCSx
P
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su
reproducción
198
• Desnaturalización. El calor o los valores extre-
mos de pH producen la rotura de los puentes
de hidrógeno que unen las cadenas y la ro-
tura de las interacciones hidrófobas que se
establecen entre las bases nitrogenadas de
una misma cadena.
Si las cadenas se colocan en un medio a
temperaturas superiores a los 80-90°C, o bien
con valores extremos de pH, las dos cadenas
se disocian rápidamente.
Se ha observado que las zonas donde abun-
dan los pares adenina-timina se separan
más rápidamente que las zonas donde hay
pares guanina-citosina.
La renaturalización se produce fácilmente si
existe algún fragmento que no se ha separa-
do y mantiene la estructura de la doble héli-
ce.
En caso de que las dos cadenas se hayan
separado totalmente, la renaturalización es
un proceso más lento, ya que se tiene que
producir el encuentro entre las dos cadenas
para poder formar la doble hélice.
ADN, procariota y vírico
El ADN se encuentra en todos los seres vivos y
constituye el material genético de todos los or-
ganismos.
Únicamente algunos tipos de virus no presentan
ADN como material genético. En estos casos,
como veremos más adelante, el material gené-
tico es el ARN.
En las células eucariotas, el ADN se encuentra
formando los cromosomas en el núcleo y tam-
bién en el interior de las mitocondrias y los clo-
roplastos.
El ADN del núcleo es una doble cadena rodea-
da por la envoltura nuclear.
El ADN mitocondrial y de los cloroplastos es una
doble cadena cerrada sobre sí misma, en con-
tacto con los componentes internos de los orgá-
nulos. Las moléculas de ADN de los cloroplastos
son más largas que las de las mitocondrias. En
las bacterias y los virus, el ADN tiene estas ca-
racterísticas:
• Se encuentra en forma de doble cadena
cerrada sobre sí misma y replegada.
• No hay envoltura que rodee el ADN.º
• Puede ser de cadena doble o sencilla; y
al mismo tiempo, la cadena puede estar
abierta o cerrada sobre sí misma.
• Encontramos el ADN rodeado por la cápsi-
da proteica.
ADN procariota
ADN vírico
Renaturalización
Renaturalización
Desnaturalización
Desnaturalización
ADN
ADN
Cápsida
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199
ARN
Hay tres tipos de ARN en las células eucariotas y procariotas,
todos ellos sintetizados a partir del ADN. Cada tipo de ARN de-
sarrolla una función característica relacionada con la síntesis
proteica como veremos al final de esta unidad.
Composición
El ARN está formado por la unión de ribonucleótidos mediante
enlaces fosfodiéster. Este enlace se establece entre el grupo
fosfórico en C-5’ de la ribosa de un nucleótido y el grupo hi-
droxilo en C-3’ de la ribosa del nucleótido siguiente. Los extre-
mos de la cadena son el extremo 5’ y el extremo 3’.
Estructura
Hay tres tipos principales de ARN: el ARN mensajero (ARNm),
el ARN de transferencia (ARNt) y el ARN ribosómico (ARNr), los
cuales se distinguen por su estructura y su función.
En los tres tipos de ARN puede definirse una estructura primaria,
es decir, la secuencia de nucleótidos de la cadena. La estructu-
ra secundaria es muy variable. En algunos casos, las moléculas
de ARN tienen tendencia a enrollarse, con lo que dan lugar a
estructuras helicoidales. Estas estructuras se mantienen estables
por la formación de puentes de hidrógeno y por interacciones
hidrófobas entre las bases nitrogenadas. A veces, la cadena de
ARN se une a otra cadena de ARN o de ADN por complemen-
tariedad de bases. Como en el caso del ADN, la posición de
una cadena respecto de la otra es antiparalela y las cadenas
se unen por la ley de complementariedad de bases.
Se sintetiza a partir del ADN.
El ARNm se encarga de trans-
portar la información que
contiene el ADN hasta los ri-
bosomas, paso imprescindible
para la síntesis de proteínas.
Suelen ser moléculas muy peque-
ñas que transportan los aminoá-
cidos hasta las cadenas proteicas
en la secuencia que determina el
ARNm.
ARN mensajero (arnm)
ARN mensajero (arnm)
ARN ribosómico (arnr)
El ARN ribosómico es el más
abundante de todos los ARN.
Las moléculas de ARNr están
asociadas a proteínas constitu-
yendo los ribosomas.
Citosina
Guanina
Adenina
Uracilo
RNA
https://goo.gl/1
V
V
N
P
3
A U
A U
CG
GC
A U
T A
C G
GC
T A
T
G
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A
G
C
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G
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• Entre la adenina y el uracilo se establecen dos
• Entre la guanina y la citosina se establecen tres
• En determinadas condiciones, la guanina y el
uracilo pueden unirse mediante dos puentes de
hidrógeno.
Complementariedad ARN-ARN
• Entre la adenina del ADN y el uracilo del ARN se
establecen dos puentes de hidrógeno.
• Entre la timina del ADN y la adenina del ARN se
establecen dos puentes de hidrógeno.
• Entre la guanina y la citosina se establecen tres
Complementariedad ARN-ADN
Propiedades
La solubilidad del ARN depende de las partes hidró-
fobas e hidrófilas de la molécula. Las partes hidrófo-
bas son las bases nitrogenadas, y las partes hidrófi-
las, los ácidos fosfóricos y las ribosas.
ARN vírico
Algunos virus, en lugar de ADN, contienen ARN
como material genético. En los virus, nunca están
presentes a la vez los dos tipos de ácidos nucleicos.
El ARN vírico puede ser de cadena doble o sencilla.
Actividades
6. La figura de la derecha corresponde
a un fragmento de un ácido nucleico.
• Identifica si se trata de un frag-
mento de ADN o de ARN.
• Explica las características de los
nucleótidos que constituyen este
fragmento.
• Escribe una secuencia de ADN
complementaria a una de las dos
cadenas del fragmento.
N N
H
O
N
H
O
H
N
N
N
N
N N
N
O
H
N
H
N
H
N
H
O
H
N
N N
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O H
N
N
H O
NH2
N
O CH3
O
H
N
H
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N N
N H
N
O
N N N H N
O
N
N
N
H
O
H
H
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H
O
N
N N
H
H
O
N
N
N
H
N N
A
A
T
T
T
G C
C G
G C
A
ARN sencillo
ARN doble
• Escribe una secuencia de ARN
complementaria a una de las
dos cadenas del fragmento.
7. Explica las semejanzas y las dife-
rencias entre la estructura de las
proteínas y la estructura del ADN.
• ¿Qué clases de enlaces inter-
vienen en la estructura tridi-
mensional de ambos tipos de
biomoléculas?
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201
5.3. Fechado radiactivo y sus aplicaciones.
El fechado radiactivo es un mé-
todo para deducir la edad de
algunos objetos mediante la ra-
dioactividad (reacción química
mediante la realización de isóto-
pos). Puesto que la vida media de
cualquier núclido (es el conjunto
de todas aquellas posibles espe-
cies nucleares de un elemento quí-
mico) en particular es constante,
la vida media puede servir como
un reloj molecular para determinar
la edad de diferentes objetos. Por
ejemplo el carbono-14 usado para
determinar la edad de los materia-
les orgánicos el procedimiento se
basa en la captura de neutrones
en la atmosfera superior.
La técnica de fechado por radio-
carbono se ha corroborado me-
diante el método de la dendro-
cronología basado en la edad de
los árboles que se determina contando sus anillos y la calcula
por análisis de radiocarbono. A medida que un árbol crece,
incorpora un anillo cada año. En el crecimiento antiguo el car-
bono-14 se desintegra, mientras que la concentración de car-
bono-12 permanece constante. Los dos métodos de fechado
concuerdan con una diferencia de alrededor de 10%.
En ciertos casos, la edad de un material se puede determinar
basándose en la velocidad de desintegración de un isótopo
radiactivo. El ejemplo mejor conocido de este procedimiento
es el uso del carbono-14 para determinar la antigüedad de
objetos históricos.
El isótopo 14
C tiene un periodo de semidesintegración de 5730
años, lo que lo hace muy adecuado para fechar objetos de
hasta 25000 años de antigüedad. El 14
C está presenta en la
atmósfera como consecuencia de las reacciones nucleares
producidas por los rayos cósmicos. Este isótopo del carbono,
al igual que el otro isótopo, 12
C, se combina con el oxígeno y
forma CO2
. Los seres vivos intercambian continuamente CO2
con la atmósfera, de forma que mientras están vivos mantie-
nen constante la proporción de 14
C y 12
C, y su composición
isotópica es la misma que la de la atmósfera que le rodea.
Aplicación de la radiactividad
en la medicina.
Fechado radiactivo en piezas
arqueológicas
http://goo.gl/tYuUND
http://goo.gl/fhOJtq
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202
En cada gramo de carbono de nuestro cuerpo hay suficien-
te 14
C para que se produzcan 15 emisiones beta por minuto.
Cuando muere, cesa este equilibrio y la desintegración del 14
C
no es compensada con el carbono atmosférico existente.
La cantidad de 14
C va disminuyendo con el tiempo, por lo que
basta medir el número de desintegraciones que se producen
por gramo de carbono para determinar la fecha en la que
murió un organismo determinado.
Otros isótopos con semidesintegración más grandes se usan
para fechar periodos de tiempos mayores. La serie radiactiva
del 238
U, por ejemplo, se puede usar para determinar la edad
de las rocas en la Tierra. El método consiste en hallar la razón
entre el 238
U y su producto final, el 206
Pb.
Como ocurre con todos los procedimientos experimentales, el
fechado con carbono 14 tiene ciertas limitaciones. Este proce-
dimiento asume que la cantidad de carbono 14 en la atmos-
fera hace cientos o miles de años era la misma en la actuali-
dad, aunque sabemos que esto no es exactamente lo cierto;
el porcentaje ha variado en un 10%. Además no es posible
usar el carbono 14 para fechar un objeto que tenga menos de
100 años de antigüedad, el nivel de radiación del carbono 14
no varía lo suficiente en este breve periodo como para poder
detectar con exactitud una diferencia respecto al valor inicial.
Las aplicaciones del fenómeno de la radiactividad son nume-
rosas, pero quizás las aplicaciones más importantes son aque-
llas aplicadas a la medicina. El matrimonio Curie vio ensegui-
da como este nuevo fenómeno podía ser utilizado para tratar
tumores. Desde entonces las aplicaciones no han parado, si
bien es verdad que al principio cuando no se conocían bien
sus efectos se cometieron muchos errores que llevaron a la
muerte a muchas personas.
Otra aplicación que se dio fue desgraciadamente en la indus-
tria armamentística. En la segunda guerra mundial se empleó
por primera vez la bomba nuclear, y tras sus devastadores
efectos comenzó la carrera de
armamento nuclear, que hoy
en día ha terminado. Las apli-
caciones más importantes
son las médicas y el fechado
de muestras arqueológicas.
Adaptado de fechado
radiactivo (2009). Disponible en
http://goo.gl/1tpdXU
Carbono 12
Carbono 13
Carbono 14
Prohibida
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http://goo.gl/5gRI6S
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203
¿Por qué nos engordamos?
La comprensión de la forma en que el
metabolismo lipídico se altera y provo-
ca obesidad revela nuevas formas de
vencer el sobrepeso. Las necesidades
energéticas inmediatas de las cé-
lulas humanas son cubiertas por la
glucosa, procedente de los alimen-
tos.
En condiciones normales, el organis-
mo mantiene el nivel de glucosa entre unos límites estrechos. Cuando aumenta la concen-
tración de glucosa en la sangre, determinadas células del páncreas detectan el cambio y
segregan más insulina.
Los adipocitos convierten en triglicéridos el exceso de energía que han ingerido. Cuando no
hay alimento disponible y el nivel de insulina disminuye, los adipocitos liberan triglicéridos al
torrente sanguíneo; a partir de aquí, llegan al hígado y se metabolizan para convertirse en
cetonas, que sirven de combustible para el músculo y el cerebro.
Los humanos poseemos un sistema similar al que controla el nivel de glucosa en la sangre,
que es capaz de mantener el equilibrio de la energía almacenada. Los mecanismos de
regulación del cuerpo humano parecen estar ligeramente descompensados en favor de
conservar las grasas en lugar de eliminarlas. Dada la importancia de la grasa para la super-
vivencia, esta tendencia tiene sentido desde el punto de vista evolutivo.
El cerebro regula el peso corporal a través de la integración de la información que recibe
sobre las necesidades energéticas del organismo y el nivel de las reservas, para responder
después mediante cambios en el comportamiento y en el procesamiento de la energía.
Determinadas regiones cerebrales del hipotálamo estimulan la sensación de apetito o sa-
ciedad para conseguir más energía en forma de alimento, o para que se dé por finalizada
una ingesta. Con el tiempo, el cerebro aumenta o disminuye el consumo energético total
del organismo y redistribuye la energía, evitando así que se destine a funcionesque no son
esenciales para la supervivencia a corto plazo, como el crecimiento y la reproducción.
Jeffrey S. Flier y Eleftheria Maratos-Flier,
adaptado de Investigación y ciencia.
203
Prohibida
su
reproducción
• ¿Por qué decimos que el progreso de la técnica nos lleva hacia una tenden-
cia al sobrepeso?
• Razona por qué la calidad de los alimentos que ingerimos puede favorecer el
incremento de la obesidad.
• ¿Las células humanas cuándo metabolizan los triglicéridos para proporcionar
energía? Explícalo.
• Explica qué papel desarrolla el cerebro en el control del apetito.
• ¿Cómo gestiona el cerebro la distribución de energía en el interior del organismo?
http://goo.gl/UbwJkV
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204
Experimento
Tema:
Jabón de glicerina
Introducción:
Es un jabón cuya base está constituida de
glicerina. Además de la glicerina, se utilizan
generalmente colorantes y aromatizantes
naturales. En general el jabón de glicerina
se utiliza para pieles grasas por su carácter
específico que tiende a cerrar las glándulas
sebáceas. En la medida química del pH, la
escala del jabón de glicerina es neutro. La
tecnología para la fabricación del jabón
de glicerina utiliza como materias primas el
sebo, los aceites de coco y el ricino. Se dife-
rencia de los jabones industriales, cuya ma-
yoría usa grasas animales y en menor medi-
da grasas vegetales.
Procedimiento:
• Vierte en un recipiente el café, el aceite
de oliva y el aceite de coco
Materiales
• Aceite de oliva
• Aceite de coco
• Aromatizante
• Café
• Recipientes
• Jabón de glicerina
• Moldes para el jabón
• Mezcla los ingredientes hasta formar una
pasta, incrementa el aromatizante sabor
vainilla y coloca en un recipiente limpio a
que esté en reposo.
• Luego corta el jabón de glicerina en pe-
queños trozos para una mayor fusión.
• Cuando el jabón esté en estado líquido
junta con el café que estaba en estado
de reposo
• Revuelve las especias hasta que obten-
gas una forma acuosa
• Y finalmente pon en los recipientes res-
pectivos y deja enfriar hasta que tengas
los jabones.
Actividades:
1. Investiga si en la obtención del jabón de
glicerina se aplicó la propiedad de sapo-
nificación de los lípidos.
2. Investiga sobre otros procesos en los que
intervenga la saponificación.
3. Compara tus resultados obtenidos con los
resultados de tus compañeros y compa-
ñeras.
4. Redacta un informe con las conclusiones
de los resultados que hayas obtenido y
las dificultades que has encontrado para
desarrollar el presente experimento.
http://goo.gl/HN2UYt
http://goo.gl/QMY7c6
http://goo.gl/QMY7c6
http://goo.gl/HdZqzj
http://goo.gl/NBnlWSz
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205
Biomoléculas
Son
Son Son
5
Resumen
Biomoléculas
inorgánicas
Biomoléculas
inorgánicas
Agua Glúcidos
Lípidos
Proteínas
Ácidos
nucleicos
Oligosacáridos
Estructurales
Conjugadas
ARN
Monosacáridos
De reserva de
energía
Simples
ADN
Polisacáridos
Con funciones
específicas
Fibrosa
/globulares
Sales minerales
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206
Para finalizar
1 ¿Por qué el agua forma enlaces de hi-
drógeno? Dibuja la estructura del agua
en los tres estados de la materia.
2 Si el hielo tuviese una densidad más
grande que el agua, ¿qué sucedería en
los lagos que se hielan?
3 Las esporas y las semillas tienen un 10%
de agua mientras que en el cerebro
humano representa un 86 %. Razona a
qué crees que se debe esta diferencia.
Cita algún órgano que tenga un bajo
contenido de agua.
4 ¿Qué partes del cuerpo de un perro y
de un mejillón presentan sales minerales
insolubles? ¿Qué función realizan estas
sales?
5 ¿Por qué el carbono es el principal cons-
tituyente de las Biomoléculas
6 Explica por qué el glucógeno se cono-
ce como el «almidón animal», y la qui-
tina como la «acetato aminocelulosa
animal».
7 ¿Mostrarán el mismo comportamiento
las moléculas de aceite y las molécu-
las de un ácido graso al sumergirlas en
agua? Explica por qué.
8 Busca información y explica las diferen-
cias entre un aceite virgen, un aceite
puro y un aceite refinado.
9 Observa este dibujo.
• Indica qué tipo de biomolécula re-
presenta y explica las partes que la
forman.
• Explica en qué medio se encuentra la
biomolécula y cómo se comporta.
10 ¿Qué ventajas representa para las per-
sonas tener como principal reserva
energética los triacilgliceroles en lugar
de los glúcidos?
11 Completa la siguiente tabla sobre las
características de algunos glúcidos:
12 Relaciona los glúcidos de la izquierda
con la terminología que se indica en la
columna de la derecha
13 ¿Cuántos dipéptidos diferentes pueden
formarse con 10 aminoácidos distintos?
14 ¿Cuáles de estas estructuras de una
proteína suelen estar relacionadas con
los enlaces por puentes de hidrógeno?
Glúcido Tipo Estructura Localización Función
Glucosa
Celulosa
Sacarosa
Glucógeno
1. Almidón a. Disacárido
2. Galactosa b. Polisacárido
3. Ácido araquidónico c. Hormona esteroide
4. Sacarosa
d. Éster de ácido graso
y monialcohol
5. Aldosterona e. Aldohexosa
6. Cera f. Ácido graso insaturado
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207
• Primaria y secundaria.
• Secundaria, terciaria y cuaternaria.
• Primaria, secundaria, terciaria y cua-
ternaria.
15 Razona si es correcta esta afirmación:
«Todas las proteínas tienen estructura
cuaternaria, pero no todas presentan
estructura primaria».
Realicen las siguientes actividades en pare-
jas:
16 Contesten:
— ¿De qué depende la función de una pro-
teína?
— ¿Cómo influyen los factores externos como
el pH y la temperatura en la configura-
ción nativa de una proteína? ¿Por qué?
17 ¿Qué fenómeno sufren las proteínas de un
huevo cuando lo freímos? Explíquenlo.
18 Comparen las funciones de las proteí-
nas con las de los ácidos nucleicos.
19 Completen las siguientes tablas, indi-
cando las diferencias entre el ADN y el
ARN.
20 Respondan las siguientes cuestiones:
a. En los ácidos nucleicos cada nucleó-
tido está unido a otro por medio de
los grupos: ________________________.
b. Los ácidos nucleicos están forma-
dos por dos clases de glúcidos, si el
azúcar es ___________________, el
ácido se llama ribonucleico y si es
__________________________, el ácido
sellama___________________________.
c. Es la estructura del ADN:
I. Dos cadenas enrolladas y una cadena
simple
II. Una cadena simple y una en forma de
aspa
III. Dos cadenas enrolladas en forma de
doble hélice
IV. Una cadena enrollada y una cade-
na simple
AUTOEVALUACIÓN
•Pide a tu profesor o profesora sugeren-
cias para mejorar y escríbelas.
•Trabajo personal
frente al trabajo?
¿He compartido con mis
compañeros y compañeras?
¿He cumplido
mis tareas?
de los demás?
¿Qué aprendí
en esta unidad?
Componentes de los ácidos nucleicos
Base
Fosfato Azúcar Purinas Pirimidinas
ADN Desoxiribo Guanina Citosina
ARN Presente Guanina Citosina
ADN ARN
Estructura
Función
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6
PARA EMPEZAr:
• ¿Cuál es la relación entre velocidad, aceleración y fuerza?
• ¿Cuáles son las diferencias entre fuerza equilibrada y no equilibrada?
• ¿Existe alguna relación entre presión absoluta, atmosférica y manométrica?
208
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209
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Página 238
La densidad de un sólido
Experimento
209
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CONTENIDOS:
6.1. Estudio de la física
6.2. El movimiento
6.2.1. Elementos del
movimiento
6.3. La velocidad
6.3.1. Unidades de velocidad
6.3.2.Cálculos de espacio
y tiempo
6.4. La aceleración
6.4.1. Cálculo de la
aceleración
6.5. Las fuerzas
6.5.1. Elementos y unidades
de fuerza
6.5.2.Fuerza equilibrada y no
equilibrada
6.5.3.Fuerza, masa y
aceleración
6.5.4.Fuerza gravitatoria
6.6. Presión
6.6.1. La presión en los gases
6.6.2.Tipos de presión
6.7. Materia y energía
6.7.1. Formas de
energía
6.7.2.Propiedades de la
energía
6.7.3.Utilización de la energía
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6.1. El estudio de la física: las magnitudes físicas
La física es la ciencia que estudia los fenómenos físicos. Un
fenómeno físico es el que produce un cambio en un cuerpo
o sustancia sin alterar su estructura interna. Todos los fenóme-
nos físicos, además de ser observables, han de ser medibles.
Como ya sabes, existen diferentes unidades para medir una
misma magnitud. Por ejemplo, en los países anglosajones uti-
lizan millas y pies como unidades de longitud y la libra como
unidad de masa, mientras que nosotros utilizamos el metro y
el kilogramo, respectivamente. Con el fin de facilitar la coo-
peración y la comunicación, se utiliza el Sistema Internacio-
nal de unidades en el terreno científico.
El Sistema Internacional de unidades (SI) es el sistema de uni-
dades más extensamente usado. Con él se pretende unificar
todas las medidas de las magnitudes físicas. Consta de siete
unidades básicas que sirven para medir las llamadas mag-
nitudes básicas.
• Las magnitudes básicas son aquellas
que pueden medirse directamente sin
tener que realizar ningún cálculo.
Las magnitudes derivadas se definen a par-
tir de las magnitudes básicas. Fíjate en el si-
guiente ejemplo:
Si queremos saber la temperatura del agua,
no tenemos que realizar ninguna operación
matemática. Podemos decir que la tempe-
ratura es una magnitud básica. Para calcu-
lar el volumen de agua que contiene la pis-
cina, hemos de multiplicar la longitud por el
ancho y por la profundidad:
Volumen de agua = 50 m · 25 m · 2,5 m =
3125 m3
.
Así pues, diremos que el volumen es una
magnitud derivada de la longitud y que el
metro cúbico es una unidad derivada.
• Las magnitudes derivadas son aquellas
que son el resultado de una o más ope-
raciones matemáticas entre magnitudes
básicas.
Algunas magnitudes derivadas que se utili-
zan frecuentemente son la superficie, el vo-
lumen o la densidad. Conocerás otras a lo
largo de esta unidad: la velocidad, la ace-
leración, la fuerza y la presión.
Medir es comparar un objeto con una cantidad que utilizamos
como patrón y que llamamos unidad. La propiedad que medimos
es la magnitud física.

Las magnitudes básicas
del SI y sus unidades bási-
cas son las siguientes:
y también:
E
N
G
RUPO
Y
T
A
M
B
IÉN:
T
I
C
S
R
E
C
O
R
T
A
BLES
C
A
L
C
U
L
A
DORA
Magnitudes
básicas
Unidades
Longitud Metro (m)
Masa Kilogramo (kg)
Tiempo Segundo (s)
Temperatura Kelvin (K)
Intensidad
de corriente
Amperio (A)
Intensidad
luminosa
Candela (cd)
Cantidad
de sustancia
Mol (mol)
P
r
o
h
i
b
i
d
a
s
u
c
o
m
e
r
c
i
a
l
i
z
a
c
i
ó
n

Prohibida
su
reproducción
211
A la hora de realizar una medición, puede ser que
la unidad del SI no sea adecuada. En este caso, utili-
zaremos un múltiplo o un submúltiplo de estas unida-
des. Recuerda que en el sistema métrico decimal los
múltiplos y los submúltiplos vienen dados por prefijos.
Observa estas tablas con los prefijos más usados y el factor
por el que has de multiplicar para pasar a la unidad básica:
Cuando se resuelven cálculos numéricos en física, los cam-
bios de unidades se realizan con factores de conversión y,
a menos que se indique lo contrario, los resultados se expre-
san en las unidades del Sistema Internacional. Fíjate en los
siguientes ejemplos:
Para evitar trabajar con números de muchas cifras, los resul-
tados de los ejemplos anteriores pueden expresarse en no-
tación científica. Para ello, se escribe cada medida como
un número que contenga en la parte entera una única cifra
diferente de 0 multiplicada por una potencia de base 10. De
este modo:
12756000 m = 1,2756 · 107
m
0,000015 m = 1,5 · 10-5
m
Aquí tienes unas tablas con
otros múltiplos y submúlti-
plos del sistema métrico de-
cimal.
MÚLTIPLOS
SUBMÚLTIPLO
En algunos casos, se utilizan
valores tan grandes que el
uso de unidades del SI no re-
sulta práctico y se emplean
otras unidades cuya equiva-
lencia con el SI es conocida.
Por ejemplo, en astrono-
mía, muchas distancias
se expresan en años luz
(9,4608 · 1012
km).
1. ¿Qué es una magnitud física? ¿Qué dife-
rencia hay entre una magnitud física bási-
ca y una derivada?
2.
Escribe tres magnitudes físicas básicas y tres mag-
nitudes físicas derivadas, y di cuál es la unidad
de cada una en el Sistema Internacional.
3.
Transforma las siguientes medidas, con fac-
tores de conversión, en unidades del Siste-
ma Internacional:
15 km3
- 78 Mg - 29 hm - 342 ng - 30 dam2
y también:
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M
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IÉN:
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Factor Prefijo Símbolo
109
giga- G
106
mega- M
103
kilo- k
102
hecto- h
101
deca- da
10−1
deci- d
10−2
centi- c
10−3
mili- m
10−6
micro- µ
10−9
nano- n
1024
yotta- Y
1021
zetta- Z
1018
exa- E
1015
peta- P
1012
tera- T
10−24
yocto- y
10−21
zepto- z
10−18
atto- a
10−15
femto- f
10−12
pico- p
El diámetro de la Tierra es de
12 756 km.
El diámetro de una célula
eucariota es de unos 15 µm.
http://goo.gl/8e3VTz
http://goo.gl/sW1ABg
y también:
E
N
G
R
UPO
Y
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M
B
IÉN:
T
I
C
S
R
E
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Actividades
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r
o
h
i
b
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c
i
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i
z
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c
i
ó
n

Prohibida
su
reproducción
212
El movimiento es uno de los fenómenos más comunes que
ocurren a nuestro alrededor. En la propia naturaleza pueden
observarse diferentes ejemplos: los movimientos de los astros,
de nuestro propio planeta y de los distintos elementos de su
superficie, como el agua o los seres vivos.
La parte de la física que estudia el movimiento es la cinemática.
La Tierra está en continuo movimiento alrededor del Sol y,
por tanto, todo lo que hay en ella está en movimiento aun-
que no se pueda percibir directamente. Sin embargo, para
facilitar el estudio del movimiento, consideramos que sobre
la superficie de la Tierra existen unos elementos fijos respecto
a otros que se mueven.
El conjunto de estos elementos que consideramos fijos forma un
sistema de referencia y el elemento que se mueve es el móvil.
Para estudiar un movimiento, es muy importante elegir un sis-
tema de referencia adecuado. Dependiendo del sistema de
referencia que se escoja, el movimiento que se estudie variará.
Por ejemplo, si vamos en tren, observaremos cómo el revisor se desplaza hacia la parte pos-
terior; en cambio, observado desde el exterior, el revisor se mueve, como todo el tren, hacia
delante.
En los siguientes esquemas se estudia el movimiento de la Luna alrededor de la Tierra. Re-
cuerda que la Luna gira alrededor de la Tierra y esta, a su vez, alrededor del Sol.
El movimiento de la Luna desde el Sol, la Luna si-
gue este recorrido, ya que la Tierra también va gi-
rando alrededor del Sol. Aquí, pues, el sistema de
referencia es el Sol, y la Luna y la Tierra son móviles.
Si observamos el movimiento de la Luna desde la
Tierra, vemos que la Luna efectúa el recorrido. En
este caso, el sistema de referencia es la Tierra y la
Luna es el móvil.
Cuando los físicos quieren
estudiar algunas caracte-
rísticas del universo, utili-
zan las estrellas más leja-
nas que conocen como
sistema de referencia en
absoluto reposo, ya que
su movimiento no puede
percibirse desde la Tierra.
y también:
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G
R
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M
B
IÉN:
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C
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C
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R
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BLES
El movimiento es el cambio de posición que experimenta un móvil
respecto a un sistema de referencia.
http://goo.gl/Z8c4Ve
6.2. El movimiento
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ó
n

Prohibida
su
reproducción
213
6.2.1. Elementos del movimiento
A la hora de estudiar un movimiento se han de tener en cuenta la posición, la trayectoria, la
distancia y el tiempo. A continuación, te explicamos cada uno de ellos.
Distancia Tiempo
La distancia es la longitud que recorre un móvil des-
de una posición a otra.
El tiempo que se tiene en cuenta es el que tarda el
móvil en recorrer una distancia determinada.
Posición Trayectoria
La posición de un móvil es el lugar que ocupa en el
espacio respecto al sistema de referencia. Se llama
punto de origen a la posición inicial del móvil.
La trayectoria es la línea que une todos los puntos
que describe un móvil en su movimiento.
Actividades
4. ¿Qué es el sistema de referencia de un móvil en movimiento? ¿Qué es el movimiento?
5. Dibuja los siguientes casos señalando la trayectoria
y el punto de origen:
a. Una manzana que cae de un árbol.
b. Un niño que tira una piedra a un charco.
c. Un atleta que corre en un estadio olímpico.
6. Eva sube a una motocicleta que está aparcada en
el garaje de su casa y avanza 1500 metros durante
5 minutos en línea recta. Contesta a las siguientes
preguntas:
a. ¿Cuál es el punto de origen del movimiento?
b. ¿Cuál es la distancia recorrida?
c. ¿Cuánto tiempo ha tardado en recorrer la distancia?
d.
¿Qué elementos utilizarías como sistema de refe-
rencia para estudiar el movimiento de Eva en la
motocicleta?
en grupo
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N
G
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IÉN:
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Prohibida
su
reproducción
214
6.3. La velocidad
La relación entre la distancia recorrida por un móvil y el tiem-
po que tarda en recorrerla es la velocidad.
Al circular, pueden observarse algunas señales de tránsito
similares a las de la imagen. Estas señales indican el límite
de velocidad.
Para comprender el concepto de velocidad, podemos ima-
ginar dos conductores que van por una autopista y realizan
un recorrido de 10 km. Si el conductor del coche rojo tarda 5
minutos en efectuar el recorrido y el del azul tarda 6 minutos,
el vehículo rojo habrá ido más rápido porque habrá tardado
menos tiempo en recorrer la misma distancia. Diremos que
ha ido a mayor velocidad.
Durante el recorrido, los coches no han ido a la misma ve-
locidad todo el tiempo. Por eso, hemos de distinguir entre
velocidad instantánea y velocidad media.
La velocidad instantánea es la velocidad de un determina-
do momento, la que el conductor puede ir mirando en el
indicador. Cuando el conductor apriete el acelerador o el
freno, se modificará.
La velocidad media es el promedio de todas las velocidades
instantáneas. Para determinarla, se utiliza la siguiente fórmula:
V = velocidad media, d = distancia recorrida y t = tiempo
empleado
Unidades de velocidad
Como ya sabes, la unidad de longitud en el Sistema In-
ternacional es el metro (m) y la de tiempo es el segun-
do (s). Como la velocidad es el cociente entre la longitud
y el tiempo, su unidad en el Sistema Internacional es el metro
por segundo (m/s). Sin embargo, en los velocímetros de los vehí-
culos se utiliza generalmente el kilómetro por hora (km/h).
En las navegaciones ma-
rítima y aérea se utiliza el
nudo como unidad de ve-
locidad. Su símbolo es kn
y equivale a 1 milla náu-
tica/hora. La milla náuti-
ca es una medida equi-
valente a 1,852 km. Por lo
tanto, podemos decir que
1 milla náutica/hora es lo
mismo que 1,852 km/h.
y también:
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IÉN:
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DORA
La velocidad es la distancia que recorre un móvil en una unidad de
tiempo. Es una magnitud derivada de la longitud y el tiempo que
sirve para conocer la rapidez de un movimiento.
Las unidades de tiempo si-
guen el sistema sexagesi-
mal en el que cada unidad
es 60 veces más grande que
la inmediatamente inferior.
Así, una hora es equivalen-
te a 60 minutos y a 3 600 se-
gundos.
y también:
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V =
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ó
n

Prohibida
su
reproducción
215
Para pasar de unas unidades de velocidad a otras, hemos
de utilizar dos factores de conversión. Observa el ejemplo:
Una atleta tarda 12 segundos en recorrer 100 metros lisos.
Vamos a transformar las unidades de velocidad a km/h.
6.3.2 Cálculos de espacio y tiempo
A partir de la velocidad, podemos calcular la distancia re-
corrida por un móvil en un tiempo determinado. Observa el
siguiente ejemplo:
Una persona va en monopatín a 18 km/h. ¿Qué distancia recorrerá en 3
minutos?
• Los datos del problema son: velocidad, v = 18 km/h; tiempo, t = 3 min
• Hemos de calcular la distancia, d.
Primero, hemos de transformar la velocidad y el tiempo a unidades del
Sistema Internacional:
A partir de la fórmula de velocidad media, la distancia será:
• El monopatín recorrerá 900 metros.
También podemos calcular el tiempo que tardará en recorrer
una distancia determinada. Considera los datos del ejemplo
anterior. Imagina que queremos saber cuánto tiempo tardará
en recorrer 700 metros.
• En este caso, el tiempo será:
• Tardará 140 segundos en recorrer 700 metros.
ACTIVIDADES
17
Movimiento y fuerzas
7. ¿Qué es la velocidad? ¿Qué diferencia hay entre velocidad
instantánea y velocidad media?
8. En las olimpiadas del 2012 del colegio de Villapalos, María
Fernández ganó la carrera de los 100 m en 10,56 s y la de
200 m en 22,34 s. ¿En cuál fue más veloz?
9. Calcula la distancia que recorre un corredor que va a una
velocidad de 5 m/s durante un cuarto de hora.
10. Calcula las velocidades medias en km/h y m/s de cada una
de las siguientes situaciones:
• Una persona que camina 20 kilómetros en 4 horas.
• Una gacela que corre 10 kilómetros en 6 minutos.
• Un atleta que recorre 100 metros en 11 segundos.
R
Una atleta tarda 12 segundos en recorrer 100 metros lisos. Va-
mos a transformar las unidades de velocidad a km/h.
3.2. Cálculos de espacio y tiempo
A partir de la velocidad, podemos calcular la distancia recorrida
por un móvil en un tiempo determinado. Observa el siguiente
ejemplo:
Una persona va en monopatín a 18 km/h. ¿Qué distancia reco-
rrerá en 3 minutos?
Primero, hemos de transformar la velocidad y el tiempo a unidades del Sistema
Internacional:
También podemos calcular el tiempo que tardará en recorrer una distancia deter-
minada. Considera los datos del ejemplo anterior. Imagina que queremos saber
cuánto tiempo tardará en recorrer 700 metros.
v km h
= =
100 m
s
3 00 s
h
km
m
12
6
1
1
1000
30
· · /
v m h
t
= =
=
18
1
1
3600
1 000
1
5
13
60
km
h
h
s
m
km
s
· · /
min ·
1
1
180
min
= s
s v t
m
s
s m
· ·
= = =
5 180 900
t
s
v
m
m s
s
/
= = =
700
5
140
ACTIVIDADES
17
R
ejemplo:
Internacional:
v km h
= =
100 m
s
3 00 s
h
km
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1
1
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· · /
v m h
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min ·
1
1
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min
= s
s v t
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= = =
5 180 900
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ejemplo:
Internacional:
v km h
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100 m
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3 00 s
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R
ejemplo:
Internacional:
v km h
= =
100 m
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3 00 s
h
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v m h
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=
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60
km
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min ·
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1
180
min
= s
s v t
m
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= = =
5 180 900
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m
m s
s
/
= = =
700
5
140
Actividades
7. ¿Qué es la velocidad? ¿Qué
diferencia hay entre veloci-
dad instantánea y velocidad
media?
8. En las olimpiadas del 2012 del
colegio de Villapalos, María
Fernández ganó la carrera
de los 100 m en 10,56 s y la de
200 m en 22,34 s. ¿En cuál fue
más veloz?
http://goo.gl/mtsPIY
9. Calculen la distancia que recorre un corredor que va a una veloci-
dad de 5 m/s durante un cuarto de hora
10. Calculen las velocidades medias en km/h y m/s de cada una de las
siguientes situaciones:
en grupo
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n

Prohibida
su
reproducción
216
La velocidad de un móvil puede variar a lo largo del tiempo.
Así, cuando un coche aumenta su velocidad, decimos que
ha acelerado. Del mismo modo, en un desplazamiento a
pie, si una persona que camina despacio empieza a andar
más rápidamente porque llega tarde, diremos que ha ace-
lerado el paso.
En los dos casos, hay un cambio en la velocidad del movi-
miento.
Cálculo de la aceleración
La aceleración se calcula mediante esta expresión:
Actividades
11. Un motorista circula a una velocidad de 5 m/s
cuando acelera hasta que, al cabo de 6 s, va a
14 m/s. ¿Cuál ha sido la aceleración de la moto?
12.
Un conductor circula en coche a 90 km/h. Fre-
na y se para a los 20 segundos. ¿Cuál ha sido
la aceleración durante la frenada? Explica el
significado del signo de la aceleración.
13. Investiga ¿cuál es la aceleración en un mo-
vimiento rectilíneo uniforme? Justifica la res-
puesta.
La aceleración es la varia-
ción de la velocidad por
unidad de tiempo. Es una
magnitud derivada y su
unidad en el Sistema Inter-
nacional es el metro por se-
gundo al cuadrado (m/s2
).
Si la velocidad está expre-
sada en km/h y el tiempo
en horas, la unidad de la
aceleración será km/h2
.
y también:
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6.4. La aceleración
Donde a = aceleración, vf
= velocidad final, v0
=
velocidad inicial y t = tiempo transcurrido.
• La aceleración es positiva cuando la veloci-
dad del móvil aumenta.
La aceleración del coche de la imagen hasta
que llega a los 12 m/s es:
ACTIVIDADES
19
13. Un motorista circula a una velocidad de 5 m/s cuando ace-
lera hasta que, al cabo de 6 s, va a 14 m/s. ¿Cuál ha sido la
aceleración de la moto?
14. Un conductor circula en coche a 90 km/h. Frena y se para
a los 20 segundos. ¿Cuál ha sido la aceleración durante la
frenada? Explica el significado del signo de la aceleración.
15. ¿Cuál es la aceleración en un movimiento rectilíneo unifor-
me? Justifica la respuesta.
4. La aceleración
Así, cuando un coche aumenta su velocidad, decimos que ha acelerado. Del mismo
modo, en un desplazamiento a pie, si una persona que camina despacio empieza
a andar más rápidamente porque llega tarde, diremos que ha acelerado
el paso. En los dos casos, hay un cambio en la velocidad del movimiento.
4.1. Cálculo de la aceleración
a
v v
t
f
=
− 0
Donde a = aceleración, vf = velocidad final, v0 = velocidad inicial y
t = tiempo transcurrido.
• La aceleración es positiva cuando la velocidad del móvil aumenta.
La aceleración del coche de la imagen hasta que llega a los 12 m/s es:
a
v v
t
m s m s
s
m s
f / /
/
=
−
=
−
=
0 2
12 0
4
3
• La aceleración es negativa cuando la velocidad del móvil disminuye, es
decir, frena. En este caso, también recibe el nombre de deceleración.
La aceleración del coche de la imagen hasta que se detiene es:
a
v v
t
m s m s
s
m s
f / /
/
=
−
=
−
= −
0 2
0 20
5
4
La aceleración es la variación de la velocidad por unidad de tiempo. Es una
magnitud derivada y su unidad en el Sistema Internacional es el metro por
segundo al cuadrado (m/s2).
FÍJATE
Silavelocidadestáexpresadaenkm/h
y el tiempo en horas, la unidad de la
aceleración será km/h2.
• La aceleración es negativa cuando la velo-
cidad del móvil disminuye, es decir, frena. En
este caso, también recibe el nombre de dece-
leración.

La aceleración del coche de la imagen hasta
que se detiene es:
ACTIVIDADES
19
13. Un motorista circula a una velocidad de 5 m/s cuando ace-
lera hasta que, al cabo de 6 s, va a 14 m/s. ¿Cuál ha sido la
aceleración de la moto?
14. Un conductor circula en coche a 90 km/h. Frena y se para
4. La aceleración
Así, cuando un coche aumenta su velocidad, decimos que ha acelerado. Del mismo
modo, en un desplazamiento a pie, si una persona que camina despacio empieza
a andar más rápidamente porque llega tarde, diremos que ha acelerado
el paso. En los dos casos, hay un cambio en la velocidad del movimiento.
4.1. Cálculo de la aceleración
a
v v
t
f
=
− 0
Donde a = aceleración, vf = velocidad final, v0 = velocidad inicial y
t = tiempo transcurrido.
• La aceleración es positiva cuando la velocidad del móvil aumenta.
La aceleración del coche de la imagen hasta que llega a los 12 m/s es:
a
v v
t
m s m s
s
m s
f / /
/
=
−
=
−
=
0 2
12 0
4
3
• La aceleración es negativa cuando la velocidad del móvil disminuye, es
decir, frena. En este caso, también recibe el nombre de deceleración.
La aceleración del coche de la imagen hasta que se detiene es:
a
v v
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m s m s
s
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f / /
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=
−
=
−
= −
0 2
0 20
5
4
La aceleración es la variación de la velocidad por unidad de tiempo. Es una
magnitud derivada y su unidad en el Sistema Internacional es el metro por
segundo al cuadrado (m/s2).
FÍJATE
ACTIVIDADES
19
n motorista circula a una velocidad de 5 m/s cuando ace-
a hasta que, al cabo de 6 s, va a 14 m/s. ¿Cuál ha sido la
eleración de la moto?
n conductor circula en coche a 90 km/h. Frena y se para
dad de un móvil puede variar a lo largo del tiempo.
do un coche aumenta su velocidad, decimos que ha acelerado. Del mismo
n un desplazamiento a pie, si una persona que camina despacio empieza
más rápidamente porque llega tarde, diremos que ha acelerado
En los dos casos, hay un cambio en la velocidad del movimiento.
Cálculo de la aceleración
ación se calcula mediante esta expresión:
a
v v
t
f
=
− 0
= aceleración, vf = velocidad final, v0 = velocidad inicial y
po transcurrido.
eración es positiva cuando la velocidad del móvil aumenta.
eración del coche de la imagen hasta que llega a los 12 m/s es:
a
v v
t
m s m s
s
m s
f / /
/
=
−
=
−
=
0 2
12 0
4
3
eración es negativa cuando la velocidad del móvil disminuye, es
ena. En este caso, también recibe el nombre de deceleración.
eración del coche de la imagen hasta que se detiene es:
a
v v
t
m s m s
s
m s
f / /
/
=
−
=
−
= −
0 2
0 20
5
4
leración es la variación de la velocidad por unidad de tiempo. Es una
tud derivada y su unidad en el Sistema Internacional es el metro por
do al cuadrado (m/s2).
P
r
o
h
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b
i
d
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o
m
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c
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217
Sentido (ascendente)
Dirección (vertical)
Punto de aplicación
Intensidad
(100 N)
La unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el newton
(N). Un newton equivale a la fuerza que hay que ejercer para
levantar un cuerpo de 98 gramos. El kilopondio (kp) y el pon-
dio (p) son unidades que también se utilizan con frecuencia.
1 kp = 9,8 N
1 kp = 1000 p
La parte de la física que estudia las fuerzas es la dinámica.
La fuerza (F) es una magnitud física relacionada con el mo-
vimiento. Una fuerza es una acción capaz de:
• Iniciar el movimiento de un cuerpo.
• Variar la velocidad de un móvil acelerándolo o frenándolo.
• Cambiar la trayectoria de un móvil.
• Deformar un cuerpo.
Para que se produzca una fuerza debe existir una interac-
ción entre dos cuerpos. Así, por ejemplo, cuando empuja-
mos un coche averiado existe una interacción entre las per-
sonas que empujan y el coche.
6.5.1. Elementos y unidades de fuerza
Para determinar el efecto de una fuerza debemos conocer
el punto de aplicación, la dirección, el sentido en que se
aplica y la intensidad de esa fuerza.
Para medir la intensidad de una fuerza, se utiliza un aparato
llamado dinamómetro. Un dinamómetro está formado por un
muelle que se estira en proporción a la fuerza que se aplica.
ISAAC NEWTON
Isaac Newton (1646-1727)
fue un científico británico
que describió las fuerzas de
gravitación y demostró que
las leyes que rigen el movi-
miento y las fuerzas en la
Tierra también son válidas
para el resto del universo.
A menudo es considerado
el científico más importan-
te de todos los tiempos. En
el Sistema Internacional, se
estableció el nombre de la
unidad de fuerza, el new-
ton, en su honor.
y también:
E
N
G
R
UPO
Y
T
A
M
B
IÉN:
T
I
C
S
R
E
C
O
R
T
A
BLES
El punto de aplicación de una fuerza es aquel punto del cuerpo
sobre el que se aplica la fuerza.
La dirección es la línea sobre la que actúa la fuerza. En este caso,
la dirección es vertical. Cada dirección tiene dos sentidos.
El sentido es cada una de las dos orientaciones posibles que adop-
ta la fuerza. En este caso, el sentido es ascendente.
La intensidad indica el valor de la fuerza. Se expresa con un núme-
ro y una unidad de medida.
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6.5. Las fuerzas
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6.5.2. Fuerza equilibrada y no equilibrada
Cuando dos o más fuerzas actúan simultáneamente sobre
un mismo cuerpo, decimos que el cuerpo está sometido a
una composición de fuerzas. Podemos calcular una fuerza
equivalente a todas las que actúan sobre un cuerpo llama-
da fuerza resultante (FR). Para ello, distinguiremos tres casos:
La fuerza resultante de dos o más
fuerzas del mismo sentido tiene el
mismo sentido que estas fuerzas
y una intensidad equivalente a la
suma de las intensidades de las
fuerzas aplicadas.
FR = F1
+ F2
= 40 N + 60 N = 100 N
Dos fuerzas del mismo sentido
Dos fuerzas con sentidos contrarios Dos fuerzas perpendiculares
La fuerza resultante de dos o más fuerzas de
sentido contrario tiene el sentido de la fuerza
de mayor intensidad y una intensidad equiva-
lente a la resta de las intensidades de las fuer-
zas aplicadas.
FR = F1
− F2
= 60 N − 40 N = 20 N
La fuerza resultante de dos fuerzas perpendicu-
lares se obtiene de la siguiente forma:
1.
Se traza una recta paralela a F2
, por la punta
de la flecha de F1
.
2. Se repite la misma operación con F2
.
3.
Se traza la FR que irá desde el punto de apli-
cación de las fuerzas F1
y F2
hasta el punto de
intersección de las rectas trazadas.
4.
Para calcular la intensidad de la FR, se aplica
el teorema de Pitágoras.
60 N 20 N
40 N
40 N 50 N
30 N
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126
Cálculo de fuerzas
Cuando dos o más fuerzas actúan simultáneamente sobre
un mismo cuerpo, decimos que el cuerpo está sometido a
una composición de fuerzas.
Podemos calcular una fuerza equivalente a todas las que
actúan sobre un cuerpo llamada fuerza resultante (FR). Para
ello, distinguiremos tres casos:
La fuerza resultante de dos o más
fuerzas del mismo sentido tiene el
mismo sentido que estas fuerzas
y una intensidad equivalente a la
suma de las intensidades de las
fuerzas aplicadas.
FR = F1
+ F2
= 40 N + 60 N = 100 N
60 N
40 N
100 N
Dos fuerzas con sentidos contrarios Dos fuerzas perpendiculares
La fuerza resultante de dos o más fuerzas de
sentido contrario tiene el sentido de la fuerza
de mayor intensidad y una intensidad equiva-
lente a la resta de las intensidades de las fuer-
zas aplicadas.
FR = F1
− F2
= 60 N − 40 N = 20 N
La fuerza resultante de dos fuerzas perpendicu-
lares se obtiene de la siguiente forma:
1. Se traza una recta paralela a F2
, por la punta
de la flecha de F1
.
2. Se repite la misma operación con F2
.
3. Se traza la FR que irá desde el punto de apli-
cación de las fuerzas F1
y F2
hasta el punto de
intersección de las rectas trazadas.
4. Para calcular la intensidad de la FR, se aplica
el teorema de Pitágoras.
60 N 20 N
40 N
40 N 50 N
30 N
El teorema de Pitágoras
dice que la suma de los
cuadrados de los catetos
es igual al cuadrado de la
hipotenusa. Por tanto, la hi-
potenusa se puede calcular
hallando la raíz cuadrada
de la suma de los cuadra-
dos de los catetos.
Actividades
18. ¿Qué es una fuerza? ¿Qué elementos tiene
una fuerza?
19. Calcula la fuerza resultante de los siguientes
conjuntos de fuerzas:
y también:
El teorema de Pitágoras
dice que la suma de los
cuadrados de los catetos
es igual al cuadrado de la
hipotenusa. Por tanto, la hi-
potenusa se puede calcular
hallando la raíz cuadrada
de la suma de los cuadra-
dos de los catetos.
a2
= b2
+ c2
a = b2
+ c2
Actividades
14. ¿Qué es una fuerza? ¿Qué elementos tiene
una fuerza?
15.
Calcula la fuerza resultante de los siguientes
conjuntos de fuerzas:
y también:
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N
G
R
UPO
Y
T
A
M
B
IÉN:
T
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S
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60 N
40 N
100 N
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219
6.5.3. Fuerza, masa y aceleración
La fuerza, la masa y la aceleración son magnitudes relacio-
nadas entre ellas. Para entender esta relación es importante
conocer algunas leyes de la dinámica.
Todos los cuerpos presentan una tendencia, llamada iner-
cia, a conservar su estado de movimiento o reposo. Si un co-
che frena bruscamente, los cuerpos de los ocupantes tienen
tendencia a desplazarse hacia delante. Si estos no llevaran
el cinturón de seguridad, podrían salir despedidos hacia la
parte delantera del coche.
Por otra parte, cuando estamos de pie en un autobús que arran-
ca rápidamente, nuestro cuerpo tiene tendencia a desplazarse
hacia atrás. Todo cuerpo está en reposo o en movimiento rectilíneo uni-
forme si ninguna fuerza hace variar su estado. Este fenómeno se conoce como principio de
inercia o primera ley de Newton.
Cuando se aplica una fuerza lo suficientemente intensa sobre un cuerpo, se produce un
cambio en la velocidad. Podemos decir, entonces, que cuando se ejerce una fuerza sobre
un cuerpo, el cuerpo se acelera.
La aceleración depende también de la masa del cuerpo sobre el que ejercemos una fuer-
za. Así, si aplicamos la misma fuerza sobre un armario pequeño que sobre un armario gran-
de, la aceleración será menor en este último.
La fuerza ejercida sobre un cuerpo es proporcional a la ace-
leración que la fuerza realiza sobre el cuerpo. Esta ley se co-
noce por la ley fundamental de la dinámica o segunda ley
de Newton.
Matemáticamente, puede expresarse mediante la siguien-
te fórmula: F = m · a donde F = fuerza expresada en newtons,
m = masa expresada en kg y a = aceleración expresada en m/s2
.
La experiencia demuestra
que en la vida real un cuer-
po que se mueve por una
superficie horizontal va fre-
nándose hasta que se aca-
ba parando.
El cuerpo se para porque
actúa sobre él la fuerza
de rozamiento ejercida por
la superficie por donde se
desplaza el cuerpo. Esta
fuerza tiende a parar a los
cuerpos; si no existiera, es-
tos se mantendrían con un
movimiento rectilíneo unifor-
me indefinidamente.
y también:
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IÉN:
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La experiencia demuestra
que en la vida real un cuer-
po que se mueve por una
superficie horizontal va fre-
nándose hasta que se aca-
ba parando.
El cuerpo se para porque
actúa sobre él la fuerza
de rozamiento ejercida por
la superficie por donde se
desplaza el cuerpo. Esta
fuerza tiende a parar a los
cuerpos; si no existiera, es-
tos se mantendrían con un
movimiento rectilíneo unifor-
me indefinidamente.
y también:
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en grupo
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1. ¿Qué es la inercia? ¿Cuál es el principio de inercia?
2. La aceleración de un coche de Fórmula 1 de masa
600 kg es de 9 m/s2 cuando arranca
— ¿Con qué fuerza arranca el motor?
3. Razona si la siguiente igualdad es cierta:
1 N = Kg 1m
1 S2
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6.5.4. Fuerza gravitatoria
Todos los cuerpos del universo se atraen entre ellos median-
te fuerzas gravitatorias. Estas fuerzas tienen las siguientes ca-
racterísticas:
• La intensidad de la fuerza de atracción gravitatoria entre
dos cuerpos depende de la masa de los cuerpos y de la
distancia que los separa.
• Cuanto menores son las masas de los cuerpos, menor es
la fuerza de atracción gravitatoria entre ellas.
• Cuanto menor es la distancia entre los cuerpos, mayor es
la atracción gravitatoria entre ellos.
Todos los cuerpos que se encuentran en la superficie de la
Tierra o cerca de ella están sometidos a su fuerza de atrac-
ción gravitatoria. Esta fuerza se conoce con el nombre de
peso y se representa con la letra p. Al ser una fuerza gravi-
tatoria, el peso dependerá de la masa del cuerpo y de la
distancia entre el cuerpo y la superficie de la Tierra.
Cuando se deja caer un objeto, este se ve sometido a la fuer-
za de atracción gravitatoria describiendo un movimiento uni-
formemente acelerado. La aceleración de este movimiento
se llama aceleración de la gravedad y se representa por la
letra g. Su valor en la superficie de la Tierra es: g = 9,8 m/s2
Puesto que el peso es una fuerza, podemos calcular su valor
mediante la siguiente fórmula: p = m · g
Donde p = peso del cuerpo expresado en newtons; m = masa
del cuerpo expresada en kg; y g = aceleración de la grave-
dad expresada en m/s2
.
Cuanto mayor es la masa del cuerpo, mayor es
su peso.
Cuanto mayor es la distancia entre un cuerpo y
la superficie de la Tierra, menor es el peso.
Actividades
16. ¿Qué es el peso? ¿Qué diferencia hay entre
peso, aceleración de la gravedad y masa?
17.
La Luna tiene una aceleración de la gravedad
de 1,3 m/s2
y Júpiter, de 25,8 m/s2
. Calcula el
peso de una mujer de 60 kg de masa en la
Tierra, Júpiter y la Luna.
18. ¿Qué masa tiene un camión que pesa 5000
N? ¿Y un niño que pesa 400 N?
Aunque en el lenguaje co-
loquial identificamos peso y
masa, se trata de dos mag-
nitudes diferentes. La masa
es la cantidad de materia
que tiene un cuerpo y se
mide en kg. El peso es una
fuerza y se mide en N.
El hecho de que el Sol
ejerza una atracción gra-
vitatoria sobre la Tierra
hace que esta no se se-
pare del Sol. Igualmente,
la fuerza de gravitación
que ejerce la Tierra sobre
la Luna hace que la Luna
no se aleje de la Tierra.
y también:
y también:
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TIC
h t t p : / / g o o . g l / N B l n H
Entra en este laboratorio
virtual de física y realiza
algunas de las actividades
propuestas en las applets
de cinemática.
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221
La misión geodésica francesa, a la Real Audiencia de Quito, fue una expedición científica
llevada a cabo en el siglo XVIII en los actuales territorios del Ecuador. La finalidad de la
misma era medir un grado de longitud en el ecuador terrestre. Fue una de las primeras ex-
pediciones científicas modernas de ámbito internacional, cuyo propósito fundamental era
comprobar la forma de la Tierra.
A partir de 1732 hubo en los círculos científicos europeos muchas controversias relaciona-
das a la forma del planeta Tierra. Las tendencias eran basadas sobre las teorías de Newton,
quien había sostenido que nuestro planeta era un globo achatado a los polos, y las teorías
de Cassini y Descartes, sustentadas en mediciones gravimétricas y físicas. Para zanjar estas
cuestiones la Academia Francesa pidió apoyo y financiamiento al rey de Francia, Luis XV,
para montar dos expediciones que medirían la longitud de un grado de meridiano terrestre
en las regiones árticas y en la zona ecuatorial. Pierre Maupertuis encabezaba a la primera
misión con la participación del físico sueco Anders Celsius.
En virtud de la ley de la gravitación universal, la tierra se ensanchaba en la cintura ecuatorial
y al dar la vuelta sobre sí misma fijaba la duración del día y de la noche. Cassini, en cambio,
sostenía que el mundo era un esferoide fusiforme, alargado en la dirección de los polos y era
esta la teoría corriente en la Academia de Ciencias de París. Voltaire; al margen de la Aca-
demia, había traducido al francés los Principios de Newton y, por otra parte, los capitanes de
la marina francesa se quejaban de que los mapas trazados por los cartógrafos oficiales no
eran exactos, a causa de la teoría de Jacques Cassini, que era el astrónomo del Rey. Para
resolver el problema no vio otra solución la Academia que enviar expediciones científicas a
Laponia y al Ecuador, encargadas de medir un grado de meridiano. Los resultados, puestos
en cotejo con las medidas obtenidas en Francia por Jean Picard, darían una solución exac-
ta al problema de la redondez del planeta Tierra. ¿Por qué la academia eligió el territorio de
la Audiencia de Quito como campo propicio a la labor de la expedición? Quito, al contrario
http://goo.gl/WyGJfv
Misión Geodésica Francesa y la verificación de la ley de gravitación universal
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222
de África y otros lugares aún no explorados, estaba junto a la línea ecuatorial, con montes y
explanadas que facilitaban la triangulación. Elegido el sitio, no restaba sino conseguir el visto
buenodelReydeEspaña,conlarecomendaciónconsiguienteasusfuncionariosdeAmérica.
La Condamine ponderaba de este modo las ventajas de la expedición al Ecuador: «Sin insis-
tir en las consecuencias directas y evidentes que pueden colegirse del conocimiento exacto
de los diámetros terrestres para perfeccionar la geografía y la astronomía; el diámetro del
Ecuador reconocido más que el que atraviesa la tierra de un Polo al otro, proporciona un
nuevo argumento, por no decir una nueva demostración de la revolución de la tierra sobre
su eje, revolución que implica a todo el sistema celeste. El trabajo de los académicos, tanto
en la medición de los grados como en las experiencias perfeccionadas del Péndulo, he-
chas con tanta precisión en diferentes latitudes, proyecta una nueva luz sobre la teoría de la
gravedad que ha comenzado en nuestros días a salir de las tinieblas; enriquece la física ge-
neral de nuevos problemas, insolubles hasta el presente, sobre las cantidades y direcciones
de la gravedad en los diferentes lugares de la tierra. En fin, nos pone en el camino de des-
cubrimientos aún más importantes como el de la naturaleza y leyes verdaderas de la Gra-
vedad Universal, esta fuerza que anima los cuerpos celestes y gobierna todo en el Universo»
La finalidad de la expedición, por una parte, y por otra, el sitio elegido para las observacio-
nes, determinó el número y la calidad de los miembros que debían componer el grupo ex-
pedicionario. Estaba integrado por sujetos especializados, que tenían una misión concreta
en el trabajo de conjunto. Eran Pedro Bouguer, astrónomo; Luis Godín, matemático, con su
primo Juan Godín des Odanais; el capitán Verguín, de la Marina Real; Juan de Marainville,
dibujante; José de Jussieu, botánico; el doctor Juan Senièrgues, médico; M. Hugot, relojero
y mecánico; M. Mabillon y el joven Couplet, sobrino de Couplet, tesorero de la Academia.
El 16 de marzo de 1735 se hizo al mar el grupo expedicionario, que venía a cargo de La Con-
damine, quien había sido preferido a Godín y Bouguer por influjo de Voltaire. El 11 de julio
llegó al Fuerte de San Luis y Verguín levantó el plano con los detalles de longitud y latitud. El
16 de noviembre desembarcó en Cartagena, donde se juntaron don Jorge Juan y don Anto-
nio de Ulloa, encargados por el Rey de España de acompañar a los geodésicos franceses.
La segunda quincena de diciembre, La Condamine, Godín, Bouguer y Jussieu se ocuparon
en Panamá de realizar observaciones astronómicas y físicas, mientras se tramitaba el viaje
desde esa ciudad al Ecuador.
El 27 de febrero de 1736 los geodésicos se hicieron a la vela con dirección a su destino: en
la noche del 7 al 8 de marzo pasaron por primera vez la línea ecuatorial y el 10 arribaron a
Manta, situada a un grado de latitud austral. Sin pérdida de tiempo acordaron que los mari-
nos españoles con Godín y el grupo de franceses continuaron el viaje hasta Guayaquil para
dirigirse a Quito; quedándose tan sólo Bouguer y La Condamine para iniciar los trabajos.
Una vez en Quito, los académicos emplearon el mes de julio en la verificación del sector,
para determinar la distancia de los trópicos y por consiguiente la oblicuidad de la eclíptica.
Bouguer, Godín y La Condamine enviaron por separado a la Academia el resultado de es-
tas observaciones que fue conocido no sólo en París sino también en Londres debido a la
traducción que Halley hizo al inglés. La Condamine por su cuenta trazó el plano de Quito,
que fue grabado en 1746.
En agosto de 1737 comenzaron los trabajos de triangulación. Bouguer, La Condamine y Ulloa
ascendieron a la pista del Pichincha, en tanto que Godín y Jorge Juan subieron a Pamba-
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223
marca. A la distancia podían divisarse a través de largos lentes, pero el intercambio de ob-
servaciones tardaba por lo menos dos días cuando se hallaban buenos postas. Godín trató
de hacer experiencia del sonido mediante el estampido de un cañón colocado a larga
distancia. La Condamine en cambio, anotó los grados de temperatura con un termómetro
Reamur y verificó las experiencias del péndulo a la altura máxima en que se hallaba.
En adelante prosiguió el trabajo de triangulación a lo largo del callejón interandino, que
abarcaba el espacio de un grado de latitud al norte de la línea ecuatorial y dos grados al
sur. Los geodésicos se volvieron andinistas a la fuerza. Por primera vez los picos de las cor-
dilleras se vieron trajinados por personas que provistos de aparatos trataban de dialogar
de monte a monte y contemplaban de más cerca las estrellas. De este modo Cotacachi e
Imbabura, Cayambe y Mojanda, Pichincha y Sincholagua, el Corazón y Rumiñahui, el Iliniza
y Cotopaxi, Igualata y Carihuairazo, Chimborazo y los Altares y el cerro de Azuay entraron en
la red de triángulos con su altura medida exactamente.
Europa estaba pendiente de esta gran aventura científica, que iba a comprobar la redon-
dez de la tierra. La Audiencia de Quito fue la más beneficiada. Sin que le costara nada, con-
taba con un mapa geográfico, conocía con precisión la altura de sus montes y ciudades,
había entrado en el dominio de los países más estudiados por las ciencias.
Tres años enteros habían gastado los geodésicos en verificar sus operaciones. En junio de
1739 llegaron a Cuenca, después de haber examinado el castillo de Ingapirca y las minas
de mercurio y de rubíes en las cercanías de Azogues. Su labor se concentró ahora en de-
terminar la base donde debían concluir sus experimentos. Una vez terminadas las medidas
geométricas, faltaba verificar la medida astronómica, que consistía en determinar la ampli-
tud del arco cuya longitud acababan de medir con precisión.
Cuando llegó la misión geodésica a Quito, se hallaba de Presidente de la Audiencia don
Dionisio de Alcedo y Herrera. La ayuda más positiva y eficaz que tuvieron los geodésicos pro-
vino de la familia Maldonado Palomino. De casi todos ellos hace mención La Condamine:
«Durante todo el tiempo de nuestra permanencia en Quito y en el curso de nuestro trabajo,
recibimos toda clase de delicadezas y atenciones de la nobleza criolla de esta Provincia
(…)». El beneficio que la expedición francesa reportó al país se echó de ver en los informes
oficiales de los presidentes y obispos inmediatos. En la descripción de ciudades pueblos y
villas, que hizo en julio de 1755 el marqués de Selva Alegre, consta en cada población el
detalle de su ubicación geográfica con relación a la línea ecuatorial.
En esta expedición colaboró el ecuatoriano Pedro Vicente Maldonado. La Condamine fue
el primero que aprovechó de la vereda abierta por Pedro Vicente Maldonado. El encuentro
entre los dos fue providencial para la misión geodésica. Maldonado halló en los académi-
cos el ambiente soñado para sus aspiraciones científicas y les proporcionó, en cambio, sus
experiencias de excursionista práctico, sus relaciones sociales y su ayuda económica. En
adelante La Condamine y Maldonado estrecharon una amistad, que fue más allá de la
tumba.
Tomado de la biblioteca virtual Miguel de Cervantes: Contribución ecuatoriana a
los estudios científicos. Disponible en http://goo.gl/CRjsEv.
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224
6.6. La presión
Una fuerza tiene efectos diferentes según el área de la super-
ficie sobre la que se aplica. Así, resulta más fácil clavar en la
arena de la playa una sombrilla con un palo acabado en
punta que una sombrilla cuyo extremo no acabe en punta.
En el primer caso la fuerza que se ejerce es sobre una super-
ficie muy pequeña; en cambio, si el palo de la sombrilla no
acaba en punta, tiene una superficie mayor. Diremos que la
sombrilla con el palo acabado en punta ejerce más presión
que la sombrilla que no lo tiene.
La relación que hay entre la fuerza ejercida y la superficie
sobre la que se aplica la fuerza se llama presión (P), y su ex-
presión matemática es la siguiente:
donde P = presión, F = fuerza y S = superficie.
La unidad de presión en el Sistema Internacional es el pascal
(Pa) y equivale a la fuerza de 1 N aplicada sobre 1 m2
.
Los efectos de la presión son diferentes según se trate de un
sólido, un líquido o un gas. Vamos a estudiar cada caso a
continuación.
Si caminas por la nieve, tus pies se hundirán más que
si vas con esquís. Esto sucede porque la superficie
de los esquís es mayor que la de la suela de los za-
patos y, por tanto, la presión ejercida sobre la nie-
ve será mayor con los zapatos. Por ello, al caminar
sobre la nieve, nos hundimos más y causamos más
deformación que si nos desplazamos con esquís.
Un submarinista dentro del agua ha de soportar una
fuerza igual al peso del líquido que tiene por encima
de él. Cuanta más profundidad alcance el submari-
nista, mayor será la presión que habrá de soportar.
La presión en los líquidos
Cuando un cuerpo está sumergido en un líquido, experimenta una fuerza vertical de sentido contrario al peso.
A partir de la fórmula de
presión, pueden aislarse la
fuerza y la superficie.
y también:
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Las deformaciones que produce una fuerza sobre un sólido aumentan cuanto mayor es la presión que
ejerce la fuerza.
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http://goo.gl/5aBIhT
P =
S =
P
F
F
F =
S
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225
Esta fuerza se llama empuje y fue descubierta por primera vez
por un científico griego llamado Arquímedes. En honor a él, el
empuje se describe en el llamado principio de Arquímedes:
6.6.1 La presión en los gases
Todos los gases ejercen una presión sobre los cuerpos a los que envuelven y, al igual que su-
cede en los líquidos, la presión se ejerce en todas las direcciones. La Tierra está envuelta por
una capa gaseosa llamada atmósfera. La presión que ejerce la atmósfera sobre la Tierra se
llama presión atmosférica.
La presión atmosférica es un parámetro que utilizan los meteorólogos para hacer pronósti-
cos del tiempo. En estos casos se utilizan a menudo otras medidas de presión, el milibar (mb)
o hectopascal (hPa). La equivalencia con el pascal es:
1 mb = 1 hPa = 100 Pa
La presión atmosférica a nivel del mar es aproximadamente de 1013 milibares o
hectopascales.
Los materiales con los que se
construyen los grandes bar-
cos mercantes son más den-
sos que el agua, pero el peso
del volumen de agua que el
barco desaloja es mayor que
el peso del barco y, por este
motivo, flota.
Si el empuje es menor que el
peso del cuerpo, este se hunde.
Si el empuje es mayor o igual que
el peso del cuerpo, este sale a flote.
Actividades
19.
¿Qué es la presión? ¿En qué unidades se
mide?
20.
Calcula la presión que ejerce un objeto de
400 cm2
al aplicarle una fuerza de 600 N.
Todo cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido experi-
menta un empuje vertical y hacia arriba, de valor igual al peso del
volumen de líquido desalojado por el cuerpo.
21. Relaciona la flotabilidad de un barco con el
principio de Arquímedes.
22.
Suponiendo que la presión atmosférica de un
lugar es de 1013 milibares, calcula la fuerza que
ejerce la atmósfera sobre un objeto de 21 cm ×
15 cm situado en este punto.
en grupo
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226
6.6.2. Tipos de presión
http://goo.gl/P9T75C
https://goo.gl/y0mh0U
Es la fuerza que el aire ejerce sobre la atmósfera, en cualquiera de sus puntos. El valor
promedio de dicha presión a nivel del mar es de 760 mm de Hg y a una altura de 110 m
sobre el nivel del mar, es de 750 mm de Hg. Se mide con un instrumento denominado
barómetro.
Es la que ejerce un medio distinto al
de la presión atmosférica. Represen-
ta la diferencia entre la presión real o
absoluta y la presión atmosférica. Sólo
se aplica cuando la presión es supe-
rior a la atmosférica. Cuando esta
cantidad es negativa se la conoce
bajo el nombre de presión negativa.
La presión manométrica se mide con
un manómetro.
Esta equivale a la sumatoria de la presión
manométrica y la atmosférica. La presión
absoluta es, por lo tanto superior a la at-
mosférica, en caso de que sea menor, se
habla de un evento de depresión. Ésta se
mide con relación al vacío total o al cero
absoluto.
Presión absoluta
Presión atmósferica
Presión manométrica
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La materia está formada por átomos. Estos constan de un
núcleo, constituido por protones y neutrones, y una corteza
con electrones que giran alrededor del núcleo.
Los átomos presentan un movimiento continuo en forma de
vibración. Este movimento de las partículas sigue existiendo
cuando los átomos se relacionan creando moléculas o re-
des cristalinas. En estas moléculas o redes cristalinas pueden
ser todos los átomos iguales (elementos) o diferentes tipos de
átomos (compuestos) los que se relacionan.
En los sólidos, la vibración es leve y los átomos permanecen
unidos entre sí sin llegar a desplazarse. En los líquidos, la vi-
bración de los átomos aumenta y estos pueden desplazarse
unos respecto de los otros.
En los gases, la vibración es mayor y los átomos pueden mo-
verse y, a diferencia de los líquidos, alejarse o aproximarse
los unos de los otros.
Así, cuando calentamos un cubo de hielo, las partículas de
agua incrementan su vibración y el hielo se funde. Si conti-
nuamos calentando el agua, la vibración de las moléculas
sigue aumentando y el agua se evapora.
Cualquier transformación de la materia, ya sea a escala
macroscópica, como el hielo que se funde, o microscópica,
como la molécula de agua que incrementa su vibración, se
produce mediante la intervención de una forma de energía;
en este caso, calor.
La energía no ocupa un espacio ni se puede tocar,
pero es una magnitud y, por tanto, se puede medir.
La vida y la sociedad funcionan gracias a la ener-
gía. La energía nos permite, por ejemplo, realizar nues-
tras funciones vitales, pero también hace posible el
funcionamiento de los electrodomésticos, de los me-
dios de transporte y la producción de las fábricas.
A continuación, vamos a conocer las formas de energía, sus
características, y cómo la energía se puede manifestar en
forma de trabajo.
La energía es la capacidad
de los sistemas materiales
para producir transformacio-
nes en ellos mismos u otros
sistemas materiales. Algunas
de estas transformaciones se
pueden manifestar en forma
de trabajo, variación de la
temperatura o variación del
movimiento.
Materia es todo lo que po-
see masa y ocupa un lugar
en el espacio.
Un cuerpo material es
aquella materia cuyos lími-
tes están definidos. Un siste-
ma material es aquella ma-
teria cuyos límites no están
definidos.
Las fórmulas químicas de
los compuestos binarios
constan de los símbolos de
los elementos que forman
las sustancias y de unos su-
bíndices que indican el nú-
mero de átomos que hay en
cada molécula.
Fe H2
O CO2
y también:
y también:
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6.7. La materia y la energía
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6.7.1. Formas de energía
La energía tiene la capacidad de manifestarse de diferentes for-
mas según su origen. Así, podemos distinguir varios tipos: eléctrica,
radiante o electromagnética, química, térmica, nuclear y mecáni-
ca.
• Energía eléctrica
Es la energía asociada a la corriente eléctrica. La corriente eléc-
trica se manifiesta cuando los electrones circulan por el interior
de un material conductor. Gracias a la energía eléctrica pode-
mos utilizar los electrodomésticos que tenemos en casa.
• Energía radiante o electromagnética
Es la energía que se transmite a través de radiaciones electro-
magnéticas, como la luz del Sol, las ondas de radio, los rayos
ultravioletas, los rayos X o los rayos del horno microondas. En la
realización de las radiografías se utilizan los rayos X.
• Energía química
Es la energía que se intercambia en las reacciones químicas. En
una reacción química las sustancias iniciales se transforman en
otras de composición diferente. Una pila o una batería poseen
este tipo de energía.
• Energía térmica
Es la que se debe al movimiento de las partículas que forman la materia. Un cuerpo que
está a elevada temperatura tiene más energía térmica que uno que esté a baja tempe-
ratura. El fuego emite energía térmica.
• Energía nuclear
Es la energía almacenada en
el núcleo de los átomos y que
se libera en las reacciones nu-
cleares. Existen dos tipos prin-
cipales de reacciones nuclea-
res:
• Reacciones de fisión: es la
fragmentación de un núcleo
de un átomo pesado como el
uranio.
• Reacciones de fusión: es la
unión de núcleos de átomos
ligeros como el hidrógeno.
En las bombas atómicas se
produce una liberación de
energía nuclear de forma in-
controlada.
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La energía mecánica
Es la que tiene un cuerpo debido a su posición o a su movimiento. La energía mecánica
puede ser de dos tipos:
• La energía cinética es la asociada al movimiento de los cuerpos. El agua que baja por un
río tiene energía cinética al estar en movimiento.
• La energía potencial está determinada por la posición o la configuración de un cuerpo.
Existen varios tipos de energía potencial, entre los que destacan:
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Es la que tiene un cuerpo debido a su posición o a su movi-
miento. La energía mecánica puede ser de dos tipos:
• La energía cinética es la asociada al movimiento de los
cuerpos. El agua que baja por un río tiene energía cinéti-
ca al estar en movimiento.
• La energía potencial está determinada por la posición
o la configuración de un cuerpo. Existen varios tipos de
energía potencial, entre los que destacan:
La energía potencial gravitatoria es
la que tiene un cuerpo situado a
una determinada altura sobre el sue-
lo. Una roca elevada tiene energía
potencial gravitatoria.
La energía potencial elástica es la
que tienen los cuerpos elásticos.
Un arco tensado tiene energía
potencial elástica.
Actividades
30. ¿Qué es la energía? ¿Bajo qué formas se pue-
de presentar?
31. Di a qué tipo de energía corresponden las si-
guientes situaciones:
a. Un tirachinas cuando está tensado.
b. El agua caliente.
c. Un televisor encendido.
d. Un coche que está en movimiento.
e. Un paracaidista que cae.
32. Fíjate en el siguiente dibujo y contesta: ¿Cuándo
tiene la manzana que cae mayor energía po-
tencial gravitatoria? ¿Y cinética? ¿Y mecánica?
34. Identifica qué ejemplos de formas de energía
se mencionan en la página 32 de este libro.
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Es la que tiene un cuerpo debido a su posición o a su movi-
miento. La energía mecánica puede ser de dos tipos:
• La energía cinética es la asociada al movimiento de los
cuerpos. El agua que baja por un río tiene energía cinéti-
ca al estar en movimiento.
• La energía potencial está determinada por la posición
o la configuración de un cuerpo. Existen varios tipos de
energía potencial, entre los que destacan:
la que tiene un cuerpo situado a
una determinada altura sobre el sue-
lo. Una roca elevada tiene energía
potencial gravitatoria.
Actividades
de presentar?
La energía potencial gravitatoria
es la que tiene un cuerpo situado
a una determinada altura sobre el
suelo. Una roca elevada tiene ener-
gía potencial gravitatoria.
Actividades
de presentar?
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• La energía mecánica
Es la que tiene un cuerpo debido a su posición o a su movimiento. La energía
mecánica puede ser de dos tipos:
• La energía cinética es la asociada al movimiento de los cuerpos. El agua que baja
por un río tiene energía cinética al estar en movimiento.
qué formas se puede presentar?
rresponden las siguientes situa-
tá tensado.
movimiento.
.
3. Fíjate en el siguiente dibujo y contesta: ¿Cuándo tiene la
manzana que cae mayor energía potencial gravitatoria? ¿Y
cinética? ¿Y mecánica?
4. Identifica qué ejemplos de formas de energía se mencionan
en la página 32 de este libro.
R
• La energía potencial está determinada por la posición o la configuración de un
cuerpo. Existen varios tipos de energía potencial, entre los que destacan:
la que tiene un cuerpo situado a una
determinada altura sobre el suelo. Una
roca elevada tiene energía potencial
gravitatoria.
La energía potencial elástica es la que
tienen los cuerpos elásticos. Un arco
tensado tiene energía potencial elás-
tica.
en grupo
Elaboren un collage
con imágenes referen-
tes a la energía cinética
y potencial y expóngan-
lo en la cartelera de la
clase
• Utilicen revistas, libros
reciclados, periódi-
cos, en los que pue-
dan encontrar ejem-
plos cotidianos.
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en grupo
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6.7.2. Propiedades de la energía
Para poder aprovechar las diferentes formas de energía, de-
bemos conocer sus propiedades. Las principales propieda-
des de la energía se relacionan con su capacidad de trans-
ferencia, transformación y conservación.
• Transferencia de la energía
La energía es capaz de pasar de un sistema material a
otro. Este traspaso de energía se denomina transferencia
de energía y da lugar a cambios en los sistemas materia-
les implicados.
Cuando un tenista golpea la pelota con la raqueta, trans-
fiere la energía cinética de su brazo a la raqueta y la ra-
queta la transfiere a su vez a la pelota.
• Transformación de la energía
Hemos visto que la energía puede manifestarse de dife-
rentes formas y también que es capaz de cambiar de una
forma a otra. Este proceso se denomina transformación
de la energía.
Esta propiedad es utilizada por el ser humano para trans-
formar una forma de energía en otra más útil y poder así
aprovecharla. Observa el siguiente ejemplo:
El carbón que se añade
a la caldera de la loco-
motora de vapor tiene
energía química.
La energía química del carbón se
libera durante su combustión des-
prendiendo calor (energía térmi-
ca) que calienta la caldera.
El agua caliente de la caldera se
transforma en vapor de agua. El va-
por de agua se mueve y su energía
mecánica se transmite a las ruedas
de la locomotora.
Reúnete con tus compa-
ñeros, realiza y analiza
el siguiente experimento.
La energía eléctrica se pue-
de transformar en energía
radiante y térmica.
• Enciende una bombilla
de una lámpara de tu
casa y coloca al lado un
termómetro durante unos
segundos.
• Observa cómo aumenta
la temperatura.
Parte de la energía eléctri-
ca se ha transformado en
energía radiante porque la
bombilla ilumina. Otra parte
de la energía eléctrica se
ha transformado en ener-
gía térmica porque hay una
transferencia de calor entre
la resistencia de la bombilla
y el termómetro.
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• Conservación de la energía
La energía total permanece constante en todas las trans-
formaciones que hemos visto en los ejemplos anteriores, de
manera que las cantidades de energía inicial y final son
iguales. Así, podemos afirmar que la energía ni se crea ni se
destruye, solo se transfiere o transforma. Esta afirmación se
conoce como el principio de conservación de la energía.
En el caso de la energía mecánica podemos decir que la
suma de la energía cinética y potencial, ya sea gravitatoria
o elástica, permanece constante. Este fenómeno se conoce
como principio de conservación de la energía mecánica.
La expresión matemática de este principio es la siguiente:
Donde Em
es la energía mecánica; Ep
, la potencial, y Ec
, la
cinética.
Observa en el siguiente ejemplo cómo se conserva la ener-
gía mecánica en cualquier punto del recorrido de un cuerpo.
En toda transformación de energía, siempre hay una parte de ella que se pierde en forma
de calor y se disipa en el entorno.
En lo alto de la monta-
ña rusa, la vagoneta
tiene mucha energía
potencial gravitatoria,
pero la energía cinéti-
ca es nula.
A medida que la vagoneta va
cayendo por la pendiente de
la montaña rusa, aumenta su
energía cinética y disminuye su
energía potencial gravitatoria.
Al llegar a la base de la
montaña rusa, la vagone-
ta ya no tiene energía po-
tencial gravitatoria pero sí
energía cinética.
4. Expliquen con ejemplos cada una de las pro-
piedades de la energía.
5. Indiquen las transferencias y las transformacio-
nes de energía que ocurren en los siguientes
casos:
a. Se enciende una estufa eléctrica.
b. Un paracaidista que salta desde un avión.
6. Un ciclista va en bicicleta y suda. ¿Por qué suda
el ciclista? Indiquen las formas de energía im-
plicadas y expliquen cómo se relacionan en
esta situación.
7. Cuando un coche se desplaza, utiliza la ener-
gía química de la gasolina. ¿En qué se transfor-
ma esta energía? Cuando el coche se detiene,
¿qué ocurre con la energía? Razonen sus res-
puestas.
8. Sisumergesunamanoenaguaa5°Cyluegoen
agua a 20 °C, dirás que la última está caliente. Si
primero la sumerges en agua a 40 °C y después
en agua a 20 °C, dirás que la última está fría.
¿Qué propiedad de la energía has experimenta-
do? Justifiquen la sensación de frío y calor.
La energía eléctrica que
recibe una bombilla de
tu casa es igual a la suma
de la energía radiante y la
energía térmica emitida por
la bombilla.
y también:
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232

Las fuentes de energía
Lasfuentesdeenergíasonlosrecursosnaturalesqueutilizaelser
humano para conseguir energía que pueda ser aprovechable
para sus propios fines. La cantidad de energía disponible de
estas fuentes es lo que conocemos como recurso energético.
A lo largo de la historia, el ser humano ha descubierto y ha
explotado diferentes fuentes de energía mientras, por otra
parte, variaban sus necesidades energéticas, de forma que
se ha incrementado la cantidad de energía utilizada. Desde
finales del siglo XVIII, con la Revolución Industrial, las fuentes
de energía se han convertido en elementos fundamentales
para el desarrollo de nuestra sociedad.
Desde los inicios del siglo XIX, se empezó a generalizar la
producción energética a partir de fuentes de energía de ori-
gen fósil. Primero, fue el carbón y, más tarde, el petróleo y el
gas. En 1954 se empezó a utilizar la energía nuclear y en la
década de los años setenta del siglo XX comenzaron a inves-
tigarse otras fuentes de energía.
La crisis del petróleo, los problemas causados por la peligro-
sidad de los residuos nucleares, el agotamiento de los recur-
sos y la contaminación producida por la combustión de al-
gunas fuentes de energía han dado lugar a que se planteen
cambios en la gestión de los recursos energéticos, así como
medidas de ahorro energético. Sin embargo, actualmente,
el desarrollo económico de los países todavía está unido a
un creciente consumo de energía.
Las principales fuentes de energía utilizadas hoy en día son:
el carbón, el petróleo, el gas natural, el uranio, el Sol, el viento
Actividades
27. Explica cuáles han sido las fuentes de ener-
gía más utilizadas por el ser humano a lo lar-
go de la historia.
28. ¿Qué diferencias hay entre una fuente de
energía renovable y una no renovable?
29. Di qué forma de energía se aprovecha de las
siguientes fuentes energéticas: hidráulica, eó-
lica, geotérmica, mareomotriz.
Cuando los seres humanos
descubrieron el fuego para
calentarse y asar alimentos,
empezaron a utilizar la made-
ra como fuente de energía.
Más tarde, aprendieron a
usar la fuerza de los anima-
les para la agricultura.
Finalmente, también descu-
brieron que podían utilizar
el viento como fuente de
energía: construyeron mo-
linos de viento para moler
el grano y desarrollaron el
transporte marítimo gracias
a los veleros.
y también:
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y el agua de los embalses. El uso de otras fuentes, como la energía de la biomasa o la del
calor interno de la Tierra, es todavía poco frecuente.
Las fuentes de energía pueden agruparse en no renovables y renovables. Las fuentes de
energía no renovable son aquellas que se encuentran en una cantidad limitada y que al
ser utlizadas se consumen y se agotan. Por ejemplo: el petróleo, el gas natural, el carbón, y
otros. Mientras que las fuentes de energía renovable, a pesar de ser utilizadas, se renuevan
de forma continua. ejemplos de este tipo de energías son: la biomasa, la energía hidráulica,
la energía mareomotriz, el viento, y otras.
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6.7.3. Utilización de la energía
Los recursos energéticos no se utilizan de la misma manera
en todo el planeta. Por ejemplo, un tercio de la población
mundial usa únicamente la madera y el carbón como fuen-
te de energía. En los países desarrollados, en cambio, la mi-
tad de la energía consumida es eléctrica.
Los principales usos de la energía en nuestra sociedad son
los medios de transporte, el uso doméstico (iluminación, ca-
lefacción, refrigeración...) y el uso industrial. En ellos se con-
sumen grandes cantidades de energía; este consumo tiene
importantes consecuencias sobre los ecosistemas, la salud y
la disponibilidad futura de la energía.
Un uso eficiente de la energía y una buena gestión de las
fuentes pueden hacer posible la disminución del consumo y
de sus consecuencias.
Las centrales eléctricas
Una central eléctrica es una instalación donde se transforma en
electricidad la energía procedente de una determinada fuente
mecánica. El siguiente esquema muestra su funcionamiento.
Existen diferentes tipos de centrales eléctricas según la fuen-
te de energía utilizada para mover las turbinas. Las más co-
munes son las hidroeléctricas, las térmicas, las nucleares, las
solares y las eólicas.
Así, por ejemplo, las centrales hidroeléctricas apro-
vechan la energía potencial del agua embalsada
para poner en movimiento la turbina, mientras que
en las centrales térmicas la combustión de carbón,
gasóleo o gas se utiliza para calentar agua y produ-
cir el vapor de agua que moverá las turbinas.
Turbina
Torre
de refrigeración
Caldera
Vapor
alta presión
Agua de
refrigeración
Condensador
Combustible

La energía suministrada por una
fuente de energía se utiliza para
calentar agua.
El generador es capaz de producir
energía eléctrica a partir del movi-
miento que le transmite la turbina.

El agua caliente se transforma en vapor de
agua que es conducido hasta la turbina. La
energía cinética del vapor hace girar la turbina.
La turbina transmite la
energía cinética del vapor
de agua a un generador.
Vapor de agua Turbina
Generador
Thomas Alva Edison
Thomas Alva Edison (1847-
1931) fue un importante in-
ventor norteamericano. In-
ventó la primera lámpara
incandescente eficaz en 1879.
Más tarde diseñó interruptores,
enchufes y fusibles. A él se le
deben las primeras instalacio-
nes eléctricas.
y también:
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Uso sostenible de la energía
En la actualidad, el consumo de energía se basa principal-
mente en la utilización de los combustibles fósiles y en la ge-
neración de energía eléctrica. Esto conlleva dos problemas:
• La contaminación y la emisión de gases de efecto inver-
nadero.
• El agotamiento de las reservas de los combustibles.
Las soluciones a estos problemas pasan por ahorrar y aprove-
char mejor la energía y utilizar fuentes de energía renovables.
Medidas para ahorrar energía
• Ahorro de energía en el transporte
Hoy día, en nuestro país casi la mitad del consumo del
petróleo se utiliza en el transporte. con elevadas emisiones
de CO2
y un aumento de la contaminación atmosférica.
Los mecanismos de ahorro que se están llevando a cabo
son el desarrollo de motores que consuman poco com-
bustible, el diseño de coches más aerodinámicos y la dis-
ponibilidad de medios de transporte que funcionen con
energías alternativas. Sin embargo, la medida más eficaz
es la mayor utilización del transporte público y la reduc-
ción del transporte privado.
• Ahorro de energía en el hogar
Las medidas de ahorro energético que pueden aplicarse
en casa son:
Más eficientes
Bajo
consumo de
energía
Consumo de
energía
medio
Alto
consumo
energético
Clase energética Consumo de energía
Menos eficientes
http://www.idae.es
Instituto para la Diversifica-
ción y Ahorro de la Energía.
TIC
•
Aprovechar la luz del día al máximo, apagar las luces cuando no se utilizan y usar bombi-
llas de bajo consumo.
•
Utilizar electrodomésticos eficientes como:
lavadoras, termostatos, duchas, lavavaji-
llas, entre otros. Para conocer su eficiencia
energética, debe consultarse su etiqueta.
En la figura de la derecha tienes las dife-
rentes categorías en que se agrupan los
electrodomésticos según su eficiencia. La
categoría A es la más eficiente.
•
Limitar el consumo de agua. Para ello, es
aconsejable ducharse en lugar de bañarse,
cerrar el grifo cuando no sea necesario, uti-
lizar el agua caliente de forma razonable y
poner en marcha la lavadora y el lavavaji-
llas solamente cuando estén llenos.
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235
• Reciclaje de residuos
Reciclar los productos elaborados que consumimos aho-
rra energía porque reduce el consumo energético nece-
sario para fabricarlos. El reciclaje de latas de aluminio, por
ejemplo, ahorra un 95 % de la energía que se requiere
para hacer la misma cantidad de aluminio a partir de su
fuente mineral original, la bauxita.
La cantidad de energía que se ahorra en otros produc-
tos varía según el material reciclado, aunque en todos los
procesos de reciclaje se consigue un ahorro energético.
Con el reciclaje, además de ahorrar energía, se reduce el
consumo de materias primas, algunas de ellas no renova-
bles como el petróleo y los metales, y se evita un aumento
de la contaminación medioambiental.
Un 90 % de los residuos generados se consideran recicla-
bles; hacer posible su reciclaje puede reducir notable-
mente el consumo de energía. Para ello, es imprescindi-
ble colaborar en la recogida selectiva de residuos.
En la siguiente tabla se pueden observar las fracciones, el
tipo de contenedores y la proporción de los residuos que
generamos normalmente en un hogar.
Existen otros tipos de residuos, como por ejemplo las pi-
las, el aceite usado, los medicamentos caducados o los
cartuchos de tinta de las impresoras que también deben
ser depositados en los puntos limpios para su reciclaje. En
este caso, la mayoría de estos residuos deben ser tratados
de forma específica en plantas de reciclaje.
Fracción Tipo de contenedor Residuos que incluye
Vidrio Verde
Botellas, frascos
y botes sin tapón
Envases Amarillo
Plásticos, latas
y tetra briks
Papel Azul
Papel, periódicos,
revistas y cartones
Fracción orgánica Marrón, verde o naranja
Restos de comida
y de jardinería
Resto
Puede adoptar
diferentes colores.
Residuos no incluidos en los
apartados anteriores
46 %
Materia orgánica
21 %
Papel y cartón
12 %
Plásticos
7 % Vidrio
4 % Metal
Actividades
30. ¿Qué es una central eléctrica?
31.
Busca información sobre qué son y cómo fun-
cionan una central mareomotriz y una central
geotérmica.
32. Elabora una lista de diez medidas que un ciu-
dadano puede aplicar para ahorrar energía
en su casa.
10 % Otros
Organicen la semana ecoló-
gica y expliquen la importan-
cia del reciclaje
en grupo
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IÉN:
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236
Residuos sólidos urbanos
La materia orgánica que encontramos en nuestra bolsa de basura
está constituida por los desechos, animales o vegetales, procedentes
de los alimentos, así como también por los restos de los vegetales
que se generan en nuestros jardines: hojas secas, poda, etc.
Si la materia orgánica se mezcla con los demás desperdicios, esta-
mos desaprovechando una gran cantidad de nutrientes y minera-
les que podrían destinarse a enriquecer tierras en lugar de utilizar
abonos artificiales. Producimos toneladas y toneladas de RSU que
requieren un transporte y una necesidad tecnológica, por tanto, un
gran consumo de energía.
Aunque el papel se incorpora a los ciclos naturales y se descompo-
ne con facilidad, el problema de la gran demanda de papel está
en la excesiva explotación forestal que ésta implica y en la elevada
contaminación que ocasiona su fabricación.
Para evitar estos impactos, es muy importante fomentar el proceso
de reciclaje del papel.
Se emplean para la fabricación de envases o embalajes; la mayoría
de ellos de un solo uso: recipientes para líquidos, contenedores de
alimentos, embalajes flexibles como las bolsas, etc.
El principal problema de los plásticos es la dificultad para la sepa-
ración de los diferentes tipos y el reciclaje. Los plásticos no son bio-
degradables y, debido al gran volumen que ocupan en el total de
residuos producidoss. El PVC (cloruro de polivinilo) es uno de los plás-
ticos más contaminantes. Su uso ha estado muy extendido: botellas
de agua mineral, tarjetas de crédito, etc., aunque en la actualidad
tiende a sustituirse por otro tipo de plástico denominado PET, envase
reciclable y reutilizable.
El vidrio es un material muy utilizado como envase o contenedor de
alimentos. Está compuesto por materiales muy abundantes en la na-
turaleza: arena de cuarzo y sosa o potasa.
El vidrio es un producto que puede ser reutilizado muchas veces, de
30 a 40 veces, y que, además, puede reciclarse en su totalidad sin
que ello signifique la pérdida de sus propiedades. Además, es econó-
micamente rentable reciclarlo ya que se gasta menos energía.
Los envases de metal constituyen una amplia gama de productos:
envases para pinturas, aceites, alimentos, bebidas, etc. El aluminio es
el metal más utilizado. También se emplea en muchos envoltorios de
alimentos. El aluminio y el hierro son fácilmente separables y recicla-
bles, no perdiendo ni sus propiedades ni su calidad.
La materia orgánica
El papel
Los plásticos
El vidrio
El metal
http://goo.gl/0CIlv0
https://goo.gl/KSB9eo
http://goo.gl/PzmAIz
http://goo.gl/cV8K7e
http://goo.gl/Pkc1g0
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237
237
La manzana de Newton
Según una leyenda popular, Newton estaba sentado
bajo un manzano cuando concibió la idea de que
la gravedad se propaga más allá de la Tierra. Quizá
levantó la vista por entre las ramas del árbol, hasta
observar la caída de una manzana y vio la Luna.
En cualquier caso, tuvo la perspicacia de apreciar
que la fuerza entre la Tierra y una manzana que cae
es la misma que tira de la Luna y la obliga a describir
una trayectoria orbital en torno a la Tierra; trayectoria
parecida a la de un planeta alrededor del Sol.
Para probar esta hipótesis comparó Newton la caída de una manzana con la «caída» de la
Luna. Se dio cuenta de que la Luna cae en el sentido de que se aleja de la línea recta que
hubiera seguido de no haber fuerza que actuara sobre ella. [...]
A partir de consideraciones geométricas sencillas, se podía comparar la distancia que la
Luna cae en un segundo con la distancia que una manzana, o cualquier cosa que estu-
viera a esa distancia, debería caer en un segundo. Disgustado, pero convencido de que el
hecho evidente debe ser más convincente que la hipótesis más bella, guardó sus papeles
en un cajón, donde quedaron durante casi veinte años.
Newton hizo correcciones de los datos experimentales que usó en su primer método y publi-
có lo que es una de las generalizaciones más trascendentes de la mente humana: la ley de
la gravitación universal.
Gracias a su experimento formuló la ley de gravitación universal, según la cual todo cuerpo
atrae a otro con una fuerza directamente proporcional a sus masas e inversamente pro-
porcional al cuadrado de la distancia, es decir, que si la distancia de la Tierra a la Luna se
redujera a la mitad, la fuerza de la gravedad aumentaría cuatro veces entre las dos.
A partir de sus investigaciones, Newton formulo las tres leyes básicas del movimiento. La pri-
mera es que todo cuerpo continúa en su estado de reposo o de movimiento a no ser que
se le aplique una fuerza. La segunda ley, señala que la fuerza es igual a la masa del cuerpo
multiplicada por la aceleración que produce en él. La tercera ley es que si un cuerpo ejerce
una fuerza sobre otro, éste ejercerá una fuerza igual y opuesta sobre el primero (ley de ac-
ción y reacción). Un ejemplo de esta ley es cuando vas a practicar natación y te impulsas
sobre la pared de la piscina (acción) y la pared ejerce una fuerza en sentido contrario que
hace que te impulses hacia delante (reacción).
Paul G. Hewitt, Física conceptual.
http://goo.gl/zyxpzx
• Describe el experimento que realizó Newton para confirmar la
ley de gravitación universal.
•¿Por qué Newton señalo que la gravedad se propaga más allá
de la Tierra?
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238
Experimento
Tema:
Introducción:
Ya sabes que la densidad es la relación que
existe entre la masa de un cuepo. Es una
propiedad característica de las sustancias y
no depende de la masa y el volumen del
cuerpo. En esta práctica vamos a calcular
la densidad de varios objetos. Para ello ten-
dremos que calcular previamente su masa
y su volumen.
Procedimiento:
• Calcua la masa de cada uno de los cua-
tro objetos en la balanza electrónica.
• Anota la masa de cada objeto.
• Pon en la probeta un volumen de agua
cualquiera (por ejemplo, 200 ml).
• Coloca el dado en la probeta con agua
y mide de nuevo el volumen. Recuerda
que el volumen del dado sera la diferen-
cia entre el volumen final y el inicial de la
probeta.
• Repite el mismo proceso para calcular el
volumen de los demás objetos.
• Ten presente que si el objeto flota (bola
de porexpan y tapón de corcho) en la
probeta, tendras que hundirlo del todo
para poder medir su volumen. Para ello,
desmonta un clip y clávalo en el objeto.
• Anota el resultado de los volúmenes de los
objetos.
• Calcula la densidad de cada objeto.
• Al acabar, recoge todo el material que has
utilizado.
Actividades:
a. Con los datos que has obtenido, comple-
ta la siguiente tabla.
b.
Que tiene mas masa: un centímetro cúbico
de corcho o un centímetro cúbico de hie-
rro? Razona la respuesta
c. ¿Por qué el porexpan y el corcho flotan?.
d.
¿Por qué no hemos utilizado un vaso de
precipitados para calcular el volumen de
los objetos?
Material
• Balanza electrónica
• Probeta
• Bola de porexpán
• Dado
• Tapón de corcho
• Bola de hierro
• Agua / Clips
Recuerda realizar
correctamente las
mediciones con la
probeta y la balanza
electrónica
bola de hierro
dado
bola de porexpan
corcho
MASA (g)
DENSIDAD (g/(cm3)
VOLUMEN (cm3)
Prohibida
su
reproducción
219
Experimento
Tema:
Introducción:
Ya sabes que la densidad es la rela-
ción que existe entre la masa de un
cuepo. Es una propiedad caracterís-
tica de las sustancias y no depende de la
masa y el volumen del cuerpo. En esta prác-
tica vamos a calcular la densidad de varios
objetos. Para ello tendremos que calcular
previamente su masa y su volumen.
Procedimiento:
probeta.
objetos.
utilizado.
Actividades:
b. Que tiene mas masa: un centímetro cúbico
d. ¿Por qué no hemos utilizado un vaso de
los objetos?
Material
• Probeta
• Dado
• Bola de hierro
• Agua / Clips
Recuerda realizar
correctamente las
mediciones con la
electrónica
bola de hierro
dado
bola de porexpan
corcho
MASA (g)
DENSIDAD (g/(cm3)
VOLUMEN (cm3)
Prohibida
su
reproducción
Experimento
Tema:
Introducción:
Ya sabes que la densidad es la rela-
ción que existe entre la masa de un
cuepo. Es una propiedad caracterís-
tica de las sustancias y no depende de la
masa y el volumen del cuerpo. En esta prác-
tica vamos a calcular la densidad de varios
objetos. Para ello tendremos que calcular
previamente su masa y su volumen.
Procedimiento:
probeta.
objetos.
utilizado.
Actividades:
b. Que tiene mas masa: un centímetro cúbico
d. ¿Por qué no hemos utilizado un vaso de
los objetos?
Material
• Probeta
• Dado
• Bola de hierro
• Agua / Clips
Recuerda realizar
correctamente las
mediciones con la
electrónica
bola de hierro
dado
bola de porexpan
corcho
MASA (g)
DENSIDAD (g/(cm3)
VOLUMEN (cm3)
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239
6
Resumen
Física en acción
La energía
Equilibrada
No equilibrada
gravitacional
Carbón
petróleo
gas natural
Agua
Sol
Viento
Biomasa
Calor interno
de la Tierra
Sistema de
referencia
Magnitudes
fundamentales
Absoluta
No renovables
Fuerza
Velocidad
Aceleración
Magnitudes
derivadas
Formas de
energía
Atmósferica
Renovables
Superficie
Superficie
Transferencia
Transformación
Conservación
Superficie Superficie Superficie
Superficie Superficie
Magnitudes físicas Presión
Sostenible
sus clases son
su uso debe ser
se presenta
en diferentes
sus clases son
que son que son
Movimiento
estudia-
mos su
rapidez
mediante
se describe
mediante
estudiamos su
variación me-
diante
Fuerza
Fuentes de
energía
y sus clases
pueden ser
que son
nos permite estudiar
sus propiedades
son
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240
Para finalizar
1 Di cual es la unidad de medida de
cada una de estas magnitudes en el
Sistema Internacional y clasifícalas en
magnitudes básicas y derivadas:
-volumen -temperatura- capacidad-
masa -superficie- tiempo.
2 ¿Qué es la energía mecánica? ¿Qué ti-
pos de energía podemos encontrar?
4 Explica las diferentes formas de ener-
gía que se consumen en tu casa y cuál
es su origen.
6 Clasifica las siguientes fuentes de ener-
gía según sean renovables o no reno-
vables, y cita una ventaja y un inconve-
niente de cada una.
carbón - olas del mar - petróleo - Sol
7 Justifica por qué las siguientes medi-
das promueven el ahorro energético:
• Cerrar el grifo mientras nos lavamos los
dientes.
• Utilizar un tostador para tostar el pan en
lugar del horno.
• No meter cosas calientes en la nevera .
• Utilizar la bicicleta en lugar de un ciclo-
motor.
8 Mediante un ejemplo diferencia
una fuerza equilibrada de una no
equilibrada.
10 ¿Puede la velocidad de un cuerpo ser
nula y sin embargo tener aceleración?
Explica con un ejemplo.
Realicen las siguientes actividades en parejas
11 Tomen varios objetos y láncen a todos
desde una misma altura y con la ayu-
da de un cronómetro tomen el tiem-
po que tarda cada objeto en llegar al
suelo. Realicen el siguiente cuadro con
los resultados obtenidos e interpreten
los mismos.
12 Mediante un ejemplo diferencien entre
velocidad y aceleración. Escriban va-
rios ejemplos de cada una que los pue-
das observar en la vida cotidiana.
13 Expliquen ¿cuál fue la importancia de
la expedición realizada por la Misión
Geodésica Francesa? ¿Cuáles fueron
las ventajas de que dicha expedición
se haya realizada en Quito?
AUTOEVALUACIÓN
•Pide a tu profesor o profesora suger-
encias para mejorar y escríbelas.
•Trabajo personal
frente al trabajo?
¿He compartido
con mis compañeros y com-
pañeras?
¿He cumplido
mis tareas?
de los demás?
unidad temática?
Prohibida
su
reproducción
240
Objetos
Tiempo (s),
que tardó
en llegar
al suelo
Altura (m),
desde
donde fue
lanzado el
objeto
Cálculo
de la
velocidad
y acelera-
ción
Manzana
Piedra
Cuaderno
Botella
llena de
agua
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241
1. Las áreas protegidas del Ecuador
En muchos países alrededor del mundo, la humanidad se ha
enfocadoendarunaimportanciasignificativaacercade cómo
obtener una economía sustentable y el uso adecuado de los re-
cursos naturales de la zona.
Las áreas protegidas han ayudado a cuidar y conservar la bio-
diversidad mundial, así como a mantener los procesos natura-
les generando servicios ecosistémicos para las poblaciones.
Aunque ya se ha oído innumerables veces acerca del mante-
nimiento de las áreas protegidas y sus aspectos positivos para el
medioambiente para asegurar así la continuidad de la cadena
de recursos, quizás el factor más importante que aportan las re-
servas naturales es que son herramientas fundamentales para
hacer frente al cambio climático. A pesar de los grandes esfuer-
zos de los Gobiernos por preservar estas áreas, estas sufren ame-
nazas constantes, muchas veces por una gestión inadecuada,
falta de control o por la falta de unificación de criterios para es-
tablecer la función del área protegida.
En Ecuador existe un sistema bien manejado sobre las áreas y
reservas a proteger con un espacio territorial bastante extenso
y variado en cuanto a sus ecosistemas. En el siguiente mapa
podemos apreciar las reservas actuales según el Ministerio del
Ambiente (MAE):
D.C.D. CN.4.1.17. Indagar sobre las áreas protegidas del país, ubicarlas e interpretarlas como espacios de
conservación de la vida silvestre, de investigación y educación.
16
30
18
20
27
28
48
49
39
41
6
7
51
4
50
12
8
15
37
9
24
36
14
17
43
22
26
23
19
33
35
13
29
46
5
38
40
3
11
10
45
34
8
edb©
31
2
47
1
21
32
25
44
42
1. Parque Nacional Cajas
2. Parque Nacional Cotopaxi
3. Parque Nacional Galápagos
4. Parque Nacional Llanganates
5. Parque Nacional Machalilla
6. Parque Nacional Podocarpus
7. Parque Nacional Sangay
8. Parque Nacional Sumaco Napo-
Galeras
9. Parque Nacional Yasuní
10. Reserva Biológica Limoncocha
11. Reserva Marina Galápagos
12 Reserva Ecológica Antisana
13 Reserva Ecológica Arenillas
14. Reserva Ecológica El Ángel
15. Parque Nacional Cayambe-Coca
16. Reserva Ecológica Manglares
Cayapas-Mataje
17. Reserva Ecológica Cofán-Bermejo
18. Reserva Ecológica Cotacachi-
Cayapas
19. Reserva Ecológica Los Illinizas
20. Reserva Ecológica Mache-
Chindul
21. Reserva Ecológica Manglares
Churute
22. Reserva Geobotánica Pululahua
23. Reserva de Producción de Fauna
Chimborazo
24 Reserva de Producción de Fauna
Cuyabeno
Manglares El Salado
26. Refugio de Vida Silvestre
Pasochoa
Manglares Estuario Río Muisne
28. Refugio de Vida Silvestre Isla
Corazón y Fragata
29. Refugio de Vida Silvestre Isla
Santa Clara
30. Refugio de Vida Silvestre La
Chiquita
31. Área Nacional de Recreación El
Boliche
32. Área Nacional de Recreación
Parque Lago
33. Reserva Biológica El Cóndor
34. Refugio de Vida Silvestre El Zarza
35. Reserva Biológica El Quimi
Manglares El Morro
Manglares Estuario Río
Esmeraldas
38. Refugio de Vida Silvestre Marino
Costera Pacoche
Puntilla de Santa Elena
40. Reserva Marina Galera-San
Francisco
41. Parque Nacional Yacurí
42. Área Nacional de Recreación Isla
Santay
43. Refugio de Vida Silvestre El
Pambilar
Parque Samanes
45. Reserva Biológica Cerro Plateado
Playas de Villamil
Quimsacocha
48. Reserva Marina El Pelado
49. Reserva Marina Cantagallo-
Machalilla
50. Reserva Biológica Colonso-
Chalupas
51. Parque Nacional Río Negro-
Sopladoras
TIC
Revisa la ubicación de cada
una de las áreas protegidas
del Ecuador en estos enlaces
del Ministerio del Ambiente:
• https://bit.ly/220qC2A
• https://goo.gl/UP3fXO.
Elige una de ellas y
descríbela.
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Láminas
de
trabajo
241
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Prohibida
su
reproducción
242
Las células y las moléculas responsables de la inmunidad cons-
tituyen el sistema inmunitario, y a su respuesta conjunta y coordi-
nada frente a la introducción de sustancias y organismos extra-
ños la llamamos respuesta inmunitaria.
D.C.D.CN.4.2.3. Explicar, con apoyo de modelos, el sistema inmunitario, identificar las clases de barreras
inmunológicas, interpretar los tipos de inmunidad que presenta el ser humano e inferir sobre la importancia
de la vacunación.
2. El sistema inmunitario y los tipos de inmunidad
Históricamente, el término
inmunidad ha hecho refe-
rencia a la protección frente
a la enfermedad. Investiga
qué otras connotaciones tie-
ne este término.
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Analizo y resuelvo
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DORA
TIC
Amplía la información sobre
el sistema inmunitario. Pue-
des emplear este enlace:
https://bit.ly/2GJGi8e. ¿Qué
datos nuevos hallaste en la
información revisada?
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La función fisiológica de este sistema es la defensa contra los
microbios infecciosos. Sin embargo, sustancias extrañas no in-
fecciosas pueden desencadenar respuestas inmunitarias. Po-
demos distinguir dos formas de actuación de este sistema:
a. Existe una respuesta inmune inespecífica que actúa como
primera barrera defensiva del ser humano y la considera-
mos como parte del sistema inmunitario innato. Dentro de
este, podemos encontrar las barreras superficiales que son
las primeras reacciones del cuerpo frente a una infección.
Las barreras se clasifican en varios tipos que son:
• Primarias: Son del tipo físicas (piel, mucosas), químicas
(saliva, sudor, lágrimas) y biológicas (flora bacteriana).
• Secundarias (glóbulos blancos): Macrófagos, monocitos.
• Terciarias (glóbulos blancos): Linfocitos T, linfocitos B.
b. Por otro lado, existe el sistema inmunitario adquirido. En este
caso, nuestro cuerpo es capaz de memorizar a los patóge-
nos que nos atacan y es capaz de reaccionar de una for-
ma mucho más específica ante la infección. En ella actúan
los anticuerpos, que reconocen al antígeno. Además de los
componentes que tenemos en nuestros cuerpos para com-
batir a las enfermedades, podemos hacer uso de medica-
mentos como los antibióticos y las vacunas.
El sistema inmune es, por tanto, de gran importancia en el ser
humano, pero existen algunos virus y sustancias que atacan a
este sistema como es el caso del virus VIH que provoca el sida.
edb©
anticuerpo
(estructura
generada
para la
defensa del
organismo)
antígeno
(cuerpo
extraño)
Reacción antígeno-anticuerpo
242
Láminas
de
trabajo
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Prohibida
su
reproducción
243
3. Posición de un objeto en un sistema de referencia
1. El estudio del movimiento
se utiliza en muchos cam-
pos de la ciencia y tecnolo-
gía, como astronomía, ba-
lística, en la recreación de
accidentes de tránsito. En
el estudio de los desborda-
mientos de ríos se aplican
ecuaciones del movimien-
to. Describe varias situacio-
nes cotidianas en las que
se estudie el movimiento.
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__________________
_________________
2. Experimenta y explica la
posición de un objeto res-
pecto a un sistema de refe-
rencia. Este objeto siempre
se mueve o permanece en
reposo, ¿en qué casos?
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Analizo y resuelvo
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D.C.D.CN.4.3.1. Investigar en forma experimental y explicar la posición de un objeto respecto a una refe-
rencia, ejemplificar y medir el cambio de posición durante un tiempo determinado, para mejorar la capa-
cidad de ubicación espacial respecto a un punto de referencia.
Desde la Antigüedad, el ser humano ha tratado de entender el
comportamiento y el origen de la materia y de explicar los even-
tos que suceden en el mundo físico que lo rodea. La física busca
reducir la descripción del mundo a leyes que rigen el conjunto de
los elementos esenciales del universo (materia y energía).
Esta disciplina científica intenta descubrir cuáles son las leyes bá-
sicas que rigen el comportamiento de la materia y la energía, en
cualquiera de sus formas y en los fenómenos más comunes.
El movimiento es uno de los fenómenos más comunes que ocu-
rre a nuestro alrededor. La Tierra está en continuo movimiento;
por lo tanto, todo lo que hay en ella está en movimiento. Por
lo que, para facilitar su estudio, consideramos un sistema de
referencia donde este está fijo la mayoría de veces respecto a
cuerpos que se mueven.
Para describir el movimiento de un cuerpo necesitamos conocer
qué posición ocupa en cada momento, es decir, la ubicación en
el espacio en un instante determinado, y, de acuerdo con este
movimiento, elegimos el sistema de referencia, que está formado
por un sistema de coordenadas asociado a un cuerpo más la me-
dición del tiempo.
El movimiento es el cambio de posición que experimenta un cuer-
po respecto a un sistema de referencia. El movimiento es relativo
ya que el estado de movimiento o reposo de un cuerpo depende
del sistema de referencia elegido.
Enelestudiodelmovimiento,uncuerpoesconsideradocomouna
partícula si sus dimensiones son despreciables en relación con las
magnitudes de las distancias analizadas. Por ejemplo, una pelota
de fútbol en relación con la cancha, un avión en relación con un
vuelo entre dos ciudades, la Tierra con respecto al universo.
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Origen de referencia
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D.C.D. CN.4.3.16. Diseñar una investigación experimental para analizar las características de la materia or-
gánica e inorgánica en diferentes compuestos, diferenciar los dos tipos de materia según sus propiedades
e inferir la importancia de la química en la vida cotidiana.
4. La materia inorgánica y orgánica
Realiza esta experimenta-
ción: ¿Cómo diferenciamos
un compuesto orgánico de
un inorgánico?
Objetivo: Determinar me-
diante pruebas sencillas si
los compuestos analizados
son orgánicos o inorgáni-
cos.
Materiales: un trozo de
manzana o de papa, mai-
cena, sal, azúcar, una as-
pirina, cucharas de metal,
una vela, agua y acetona.
Procedimiento:
No siempre todas las dife-
rencias señaladas se cum-
plen, es importante efec-
tuar la práctica completa
para determinar si las sus-
tancias son orgánicas o in-
orgánicas.
a.Disuelve todas las sustan-
cias en agua y acetona.
b.Registra los estados físicos
de cada sustancia.
c.Coloca un poco de cada
sustancia en una cucha-
ra. Enciende la mecha
de la vela y acerca la
cuchara a la llama, deja
que queme hasta gene-
rar un residuo final. Toma
el mango de la cuchara
con una tela gruesa para
evitar quemarte.
Si el residuo es negro, se
trata de una sustancia
orgánica, esto indica la
presencia de carbono. Si
no sucede esto, es inorgá-
nica. Realiza una tabla y
toma datos.
d.Una vez finalizada la ex-
perimentación y la toma
de datos, concluye si
cada sustancia es orgá-
nica o inorgánica. Funda-
menta tus conclusiones.
Analizo y resuelvo
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La materia es todo lo que ocupa un espacio y posee masa,
forma y volumen; y distinguimos dos tipos de materia:
a. Orgánica: Basada en el carbono y que conforma la vida.
b. Inorgánica: No está basada en el carbono; sin embargo,
moléculas inorgánicas como el CO2
la poseen, pero en ba-
jas proporciones.
Existen varios parámetros para determinar si un compuesto es
orgánico o inorgánico, veamos esta tabla:
Materia orgánica: Son moléculas grandes
y complejas formadas por carbono, hidró-
geno y oxígeno, aunque también fósforo,
azufre, flúor, entre otros en menores canti-
dades. Tienen pesos moleculares elevados,
pero sus puntos de fusión y ebullición son
bajos. Contienen enlaces covalentes.
Materia inorgánica: Se produce en reac-
ciones químicas en la naturaleza, la confor-
man las combinaciones de los elementos.
Puede contener carbono, pero en bajas
proporciones. Son moléculas simples, solu-
bles en agua, conducen corriente en me-
dios acuosos, sus puntos de fusión y ebulli-
ción son altos. Se encuentran en minerales,
sales, agua, entre otros. Los vegetales trans-
forman materia inorgánica en orgánica
(organismos autótrofos).
Parámetro Orgánico Inorgánico
Solubilidad
Suele ser insoluble en
agua, pero soluble en
solventes orgánicos.
Es fácilmente soluble
en agua.
Conductividad Aislante Conductor
Estado físico a
temperatura ambiente
Normalmente son
líquidos o gaseosos.
Normalmente son
sólidos.
Autor:
Luis
H.
Jovel,
licencia:
CC
BY
3.0,
recuperado
de
https://bit.ly/2XX6F0q.
Autor:
Orhidejasonce,
licencia:
CC
BY-SA
4.0,
recuperado
de
https://goo.gl/mm3ZTx.
Todos los seres vivos estamos formados por una mezcla de
materia orgánica e inorgánica.
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La gran variedad de ecosis-
temas que tiene Ecuador lo
hace perfecto para ser un
destino turístico. ¿Qué eco-
sistemas recomendarías vi-
sitar a un turista? ¿Por qué?
Menciona al menos tres.
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______________________
______________________
______________________
_____________________
______________________
_____________________
_____________________
______________________
_____________________
_____________________
_____________________
_____________________
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Investiga sobre un ecosiste-
ma de cada región, puedes
basarteenlainformacióndel
Ministerio del Ambiente. Rea-
lizaunvideoounpodcastde
tu investigación y difúndelo
en tu clase. Puedes buscar
información en este enlace:
https://goo.gl/fX2RYA. Difun-
de tu podcast en tu red so-
cial favorita con el hashtag
#TrabajosEnElAulaEc.
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Ecuador es reconocido a nivel mundial por su riqueza florística
y faunística, la cual está asociada a una serie de variables am-
bientales como: el bioclima, el relieve, el suelo, regímenes de
inundación, entre otras; que interactúan y dan origen a dife-
rentes paisajes naturales y permanentes amenazas dadas por
una continua y persistente presión del ser humano sobre los
recursos naturales.
El Sistema de Clasificación de Ecosistemas del Ecuador Conti-
nental junta las experiencias de clasificaciones anteriores con
insumos generados a mayor detalle e información florística y
ambiental precisa para establecer un sistema jerárquico que
clasifica y delimita los ecosistemas del Ecuador continental.
Para describir y clasificar estos ecosistemas tomamos en cuen-
ta estos factores:
Fisonomía: Se refiere a la estructura vertical de la vegetación.
Distinguimos entre bosque, arbustal (caracterizado por una
vegetación dominada por arbustos y matorrales) y herbazal
(donde predomina la vegetación herbácea).
Bioclima: Este factor es la relación de la variación del clima y
la distribución de la vegetación y, en consecuencia, de los ani-
males. Podemos distinguir entre macroclima y bioclima. Ecua-
dor posee un macrobioclima tropical, producto de la radia-
ción solar, la precipitación y la temperatura. Existen en Ecuador
cuatro bioclimas: pluvial, pluviestacional, xérico y desértico.
Biogeografía: Estudia los patrones de variación de unidades
taxonómicas que resultan en la distribución de la diversidad
biológica y la abundancia de las especies. Para el Ecuador
continental se registran tres regiones biogeográficas: Litoral,
Andes, Amazonía.
Geoforma: Permite conocer las características del suelo, sub-
suelo y relieve, factores que influyen en la conformación de los
ecosistemas, principalmente de las unidades de vegetación.
Este factor se divide en tres niveles de representación: 1. relieve
general (escalas espaciales de región), 2. macrorelieve (uni-
dades geomorfológicas a escala de paisaje a nivel macro) y
3. mesorelieve (unidades geomorfológicas a escala de paisa-
je a nivel medio).
5. Los ecosistemas del Ecuador
D.C.D. CN.4.4.13. Elaborar y ejecutar un plan de investigación documental sobre los ecosistemas del Ecua-
dor, diferenciarlos por su ubicación geográfica, clima y biodiversidad, destacar su importancia y comuni-
car sus hallazgos por diferentes medios.
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Inundabilidad: Hace referencia a la acumulación o drenaje
de agua en función de las condiciones hidrológicas (filtración,
infiltración, escorrentía), fluctuaciones estacionales de la pre-
cipitación y unidades geomorfológicas (llanuras y terrazas)
y permeabilidad de los suelos. Así, definimos cuatro tipos de
áreas dependientes del régimen de inundación: inundadas,
inundables, no inundadas o de tierra firme y susceptibles a
inundación.
Fenología: Corresponde a un conjunto de procesos asociados
con la productividad como la floración, la maduración de
los frutos, pérdida foliar, entre otros. Existen cuatro tipos en
Ecuador: deciduo, semideciduo, siempreverde estacional y
siempreverde.
Pisos bioclimáticos: La variación altitudinal asociada a la tem-
peratura desempeña un papel importante en el establecimien-
to de comunidades de plantas y la distribución de ecosistemas.
Podemos identificar: tierras bajas, piemontano, montano bajo,
montano, montano alto, montano alto superior, subnival y nival.
Dentro del Ecuador continental se han encontrado 91 ecosiste-
mas, de los cuales 65 son boscosos, 14 herbáceos y 12 arbus-
tivos. A continuación, describiremos las regiones con algunos
ejemplos de ecosistemas que podemos encontrar en ellas.
Investiga más sobre los eco-
sistemas del Ecuador, pue-
des ayudarte con estos en-
laces:
• https://bit.ly/1WvIYsK
• https://bit.ly/2qZzkTX
• https://bit.ly/2XRrUAz
Responde estas cuestiones:
1. ¿Cuál es el valor esencial
de la biodiversidad?
___________________
___________________
___________________
2. ¿Cuáles son las caracte-
rísticas clasificadoras de
los ecosistemas?
___________________
___________________
___________________
3. ¿Cuántos ecosistemas
terrestres tiene Ecuador,
y cuántos ecosistemas
marinos?
___________________
___________________
___________________
4. Realiza un mapa don-
de indiques ejemplos
de ecosistemas por re-
gión, puedes dibujar o
colocar fotografías.
TIC
Región natural
Litoral Andina Amazónica Insular
Ubicación
Entre el océano
Pacífico y el pie-
demonte de la
cordillera de los
Andes.
Comprende la
cordillera de los
Andes.
Entre la cordillera
de los Andes y
Perú.
En el océano
Pacífico.
Número de ecosistemas
24 45 22 Sin detalle
Repartidos en:
• Arbustal
• Bosque
• Herbazal
• Manglar y
salinas
• Arbustal
• Bosque
• Herbazal
• Rosetal
caulescente
• Bosque
• Herbazal
• Acuíferos
• Ecosistemas
de zona
húmeda, de
zona litoral,
entre otros
Autor:
Ecuador
travel,
licencia:
CC
BY-SA
4.0,
recuperado
de
https://goo.gl/rYuVkJ.
Autor:
David
Torres
Costales,
licencia:
CC
BY-SA
3.0,
recuperado
de
https://goo.gl/xS4hCc.
Autor:
Kmp4hs,
licencia:
CC
BY-SA
4.0,
recuperado
de
https://goo.gl/FG9BTJ.
Autor:
David
Adam
Kess,
licencia:
CC
BY-SA
3.0,
recuperado
de
https://goo.gl/haQAYz.
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Con base en lo revisado
en este apartado amplía
la temática con una inves-
tigación documental sobre
el aporte de Pedro Vicente
Maldonado en la verifica-
ción de la ley de la gravita-
ción universal; elabora un
cómic sobre esta temática y
exponlo en la cartelera de tu
colegio.
Trabajo mi ingenio
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TIC
Revisa más información
acerca de la Misión Geo-
désica Francesa en Quito.
Puedes utilizar este enlace:
https://goo.gl/CRjsEv. ¿Por
qué la Academia eligió el
territorio de la Audiencia
de Quito como campo
propicio a la labor de la ex-
pedición?
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6. Pedro Vicente Maldonado y sus aportes
D.C.D. CN.4.5.4. Investigar en forma documental sobre el aporte del científico ecuatoriano Pedro Vicente
Maldonado en la verificación experimental de la ley de la gravitación universal; comunicar sus conclusio-
nes y valorar su contribución.
Charles-Marie de La Condamine fue el primero que aprovechó la
capacidad investigativa del ecuatoriano Pedro Vicente Maldona-
do. El encuentro entre los dos fue providencial para la expedición
de la Misión Geodésica Francesa. Maldonado halló en los acadé-
micos el ambiente soñado para sus aspiraciones científicas y les
proporcionó, en cambio, sus experiencias de excursionista prácti-
co, sus relaciones sociales y su ayuda económica. En adelante, La
Condamine y Maldonado estrecharon una amistad que fue más
allá de la tumba.
El geógrafo Pedro Vicente Maldonado fue uno de los científicos
más representativos de América, que en 1736, al unirse a la Misión
Geodésica de Francia, colaboró en la medición del arco de me-
ridiano terrestre, y con ello en el conocimiento exacto de la forma
de la Tierra. La presencia de los geodestas de Francia sirvió, ante
todo, para poner de relieve la valía científica de Maldonado.
Por sus trabajos científicos y sus extraordinarios aportes para la ela-
boración del mapa de la provincia de Quito, en 1747, Maldonado
fue incorporado como miembro de la Academia de Ciencias. Las
contribuciones de Maldonado en materia cartográfica sirvieron a
La Condamine para sus obras.
Maldonado fue un erudito de la época pues sabía de política,
física, matemática, astronomía, topografía y geografía. Propor-
cionó varios aportes a la ciencia universal y también en el pla-
no nacional.
Pedro Vicente Maldonado (izquierda). Mapa de la parcialidad occiden-
tal de la Real Audiencia de Quito que data de 1750 (derecha)
Autor:
Enrique
Gomezjurado,
licencia:
dominio
público,
recuperado
de
http://bit.ly/2Ke4eQu.
Autor:
Jojagal,
licencia:
CCO,
recuperado
de
http://bit.ly/2HMvrrl.
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Prohibida
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D.C.D. Investigar sobre el funcionamiento de la cadena trófica en el manglar, identificar explicaciones
consistentes e inferir su importancia como recurso natural sostenible. (Ref.CN.4.5.8.)
7. La cadena trófica en el manglar
Mediante un esquema, re-
presenta la cadena trófica
de un manglar. ¿Qué tipo
de organismos forman par-
te de esta?
Analizo y resuelvo
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TIC
Ingresa en la página del
Ministerio del Ambien-
te en la sección Sistema
Nacional de Áreas Prote-
gidas del Ecuador e in-
vestiga aquellas reservas
ecológicas que posean
manglares. Anota varias
de ellas.
_____________________
_____________________
_____________________
_____________________
Autor:
Marshman,
licencia:
CC
BY-SA
3.0,
recuperado
de
https://bit.ly/2V7xOvB.
El manglar es un ecosistema marino-costero ubicado en
los trópicos y subtrópicos del planeta, en el cual la especie
fundamental es el mangle. Constituyen un ecosistema irrem-
plazable y único, que alberga a una increíble biodiversidad,
por lo que se los considera como una de las cinco unidades
ecológicas más productivas del mundo, que lo constituyen
en un recurso natural sostenible.
La importancia del manglar radica en que protege a gran
cantidad de organismos en sus troncos, entre sus raíces (can-
grejos) o en el fango, que intervienen en la descomposición
de materiales orgánicos y purifican el agua que llega al mar.
Asociados a los manglares vive una gran variedad de ve-
getales, cientos de hongos y decenas de especies de plan-
tas acuáticas, que son la base productiva del ecosistema.
Cuando sus hojas caen alimentan a una enorme diversidad
de organismos y también a los ecosistemas vecinos, puesto
que exportan parte de esa energía. Así es como favorecen
la reproducción de innumerables especies marinas, que po-
nen sus huevos en los estuarios y pasan algún período de su
desarrollo en el ecosistema en busca de alimento. Un 80 %
de las especies marinas depende de este ecosistema para
subsistir, por lo que la destrucción del mismo incide en la dis-
minución de la pesca.
Este ecosistema reduce el impacto de las mareas
depositando barro y formando pantanos donde se fijan los
organismos. Además, previene las inundaciones y depura el
aire. También funciona como un filtro que evita la entrada de
material suspendido de otros ecosistemas; de este modo, es
un eslabón entre la vida marítima y la vida terrestre, retiene
sedimentos y filtra sales minerales integrándolos a una gran
cadena alimenticia.
Adaptado de https://goo.gl/AeQfs6.
Manglar (Rhizophora mangle)
Autor:
BotBln,
licencia:
CC
BY-SA
3.0,
recuperado
de
https://bit.ly/2WwI6qH.
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Material
complementario
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elegimos
• La biomasa de un ecosistema no es un parámetro estable en el tiempo; al contrario,
se trata de una variable que evoluciona constantemente en respuesta a las condi-
ciones ambientales y a las interacciones entre las diferentes especies que forman su
biocenosis.
Investigamos
• Objetivo: Estudiar la evolución de la biomasa de un ecosistema y los factores que in-
fluyen en ella.
desarrollAMOS
Metodología
1. Con los variables elaboren un gráfico en un papel milime-
trado en el que se muestre la evolución de las tres varia-
bles. En azul claro, representa: cantidad de nitratos disuel-
tos; verde: biomasa del fitoplancton; azul oscuro: biomasa
del zooplancton. Incluyan una leyenda aclaratoria.
2. Analicen el comportamiento de los nitratos disueltos e
identifiquen si son proporcionados al ecosistema por los
ríos (máximo enero-mayo).
3. Expliquen las oscilaciones que sufre esta variable entre abril-octubre.
4. Si observamos las tres variables analizadas en este estudio, ¿se pueden establecer
relaciones entre ellas?
5. A partir de los datos analizados rea-
licen un informe en el que consten
los siguientes puntos:
a. ¿Qué produce el vertiginoso des-
censo, de los nitratos disueltos en
el agua, en junio? ¿Cómo explicas
que vuelvan a aumentar en julio?
b. ¿Qué ocurre con la biomasa del
fitoplancton?
c. ¿Por qué creen que aumenta el
zooplancton después del fitoplanc-
ton? ¿Por qué no oscila tanto la bio-
masa del zooplancton como la del
fitoplancton?
Materiales
• Datos de las variables
que se van a estudiar
• Papel milimetrado
• Regla
• Lápices de colores.
Mes Nitratos Fitoplancton Zooplancton
Enero 9,1 0 0
Febrero 10,2 0 0
Marzo 20,4 0 0
Abril 21,3 0 0
Mayo 25 19,8 1,4
Junio 1,1 4 5,5
Julio 12,3 0,2 2
Agosto 8,2 4,2 1,1
Septiembre 9,6 1,9 1,7
Octubre 12,9 0,3 0,4
Noviembre 7,5 0 0
Diciembre 8,5 0 0
La autorregulación de un ecosistema impide la extinción de especies
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Material
complementario
250
Escribe verdadero (V) o falso (F) según
corresponda:
a. En el planeta Tierra existen diferentes
partes de la geósfera, la biósfera, y la
hidrósfera. El conjunto de todas estas
zonas se denomina atmósfera.....( )
b. En el planeta Tierra existen diferentes
partes de la geósfera, la atmósfera, y
la hidrósfera. El conjunto de todas estas
zonas se denomina biósfera..............( )
c. En el planeta Tierra existen diferentes
partes de la biósfera, la geósfera, y la
hidrósfera. El conjunto de todas estas
zonas se denomina bioma.............( )
Completa según corresponda:
Emplea las siguientes palabras:
• Distinguimos el ____________________
_________________, como aquel que
ha sido más o menos humanizado y,
por otro lado, el ___________________
__________________, donde no se ha
producido intervención humana.
Asocia el instrumento de medición se-
gún corresponda.
Asocia según corresponda la composi-
ción de la atmósfera.
Ubica las respuestas donde corresponda:
• El ciclo de la materia consiste en la cir-
culación de la materia a través de los
distintos ___________________________
de los __________________________,
su regreso al medio y su posterior
______________________________.
1 3
5
2
4
medioambiente antrópico
ondas P o longitudinales
clorofluorocarbono
humo
niveles tróficos
medioambiente natural
ecosistemas
reutilización
1. luz solar
2. temperatura
3. salinidad
4. oxígeno
1. oxígeno
2. dióxido de carbono
3. otros gases
4. nitrógeno
• El _________________________________
__________es un gas muy volátil que
se encuentran en algunos sistemas
de refrigeración.
• El _________________________________
__________ es una mezcla de gases
calientes que arrastran partículas
sólidas de pequeño tamaño que se
han quemado completamente.
• Las _______________________________
____________ hacen que las partícu-
las vibren paralelamente a la direc-
ción de la onda.
a. termómetro
basculante.
b. análisis
químico
c. disco
de Secchi
d. salinómetros
a. 78 %
b. 0,03 %
c. 0,9 %
d. 21 %
EVALUACIÓN COMPLEMENTARIA
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251
Material
complementario
251
¿CUÁL ES EL FINAL DEL UNIVERSO?
¿Cómo morirá el universo? La búsqueda de una solución a este
intrincado asunto ha desafiado y reformado, en los últimos 20
años, muchas de nuestras ideas fundamentales sobre el cosmos.
No hace mucho, el destino del universo parecía relativamente
claro, y había tres posibles resultados.
Big crunch Big chill Big rip
La solución más amplia-
mente aceptada quizá
era que el mundo termi-
naría en un big crunch,
o «gran implosión», don-
de menguaría la tasa
de expansión y empe-
zaría a dominar la gra-
vedad. La expansión se
invertiría entonces y, a
lo largo de muchos mi-
les de millones de años,
las galaxias y los cú-
mulos de galaxias irían
acercándose poco
a poco. Conforme se
comprimiera, también
se calentaría hasta
que, finalmente, todo se
descompondría en una
sopa de partículas pa-
recida a la que se pro-
dujo con el big bang, y
el universo volvería a la
singularidad de la que
surgió.
La expansión del univer-
so podría ser demasia-
do potente como para
que la gravedad pu-
diera siquiera aminorar
su marcha, o las cosas
podrían estar tan equi-
libradas que la expan-
sión se ralentizaría poco
a poco hasta hacerse
casi nula, pero el univer-
so no llegaría nunca a
contraerse. Cualquiera
de los escenarios con-
dena al universo a un
big chill, o «gran enfria-
miento», en donde con-
forme la materia del
cosmos se dispersa y es-
casea el material para
la formación de estre-
llas, la luz del universo se
debilita hasta apagarse
y lo único que queda
es una larga eternidad
fría.
La expansión del universo se hubiera
acelerado a lo largo de su historia. Pa-
rece que actúa una fuerza invisible que
impulsa la expansión del universo y con-
trarresta los intentos de la gravedad por
frenarla. A esta nueva fuerza se la co-
noce como «energía oscura». La ener-
gía oscura parece condenar a nuestro
universo a la expansión eterna y a una
muerte lenta y fría. Parece que la fuer-
za de la energía oscura en el universo
aumenta con el paso del tiempo; unas
mediciones perfeccionadas apuntan
a que la gravedad consiguió ralentizar
la expansión cósmica hasta hace unos
6000 millones de años, cuando la ener-
gía oscura se incrementó lo suficiente
como para superarla. En algún momen-
to del futuro, esto podría significar que
la energía oscura venciera las fuerzas
gravitatorias locales e incluso las que
dominan los núcleos atómicos. El resul-
tado sería un suceso cataclísmico en el
que la materia del cosmos se descom-
pondría en el llamado big rip o «gran
desgarro».
https://goo.gl/QxhWbj
Observa y analiza el si-
guiente video sobre el
final del universo:
https://goo.gl/aQ9QTz
TIC
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Material
complementario
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elegimos
• Para poder explicar el principio de iner-
cia, es necesaria la existencia de una
fuerza opuesta al movimiento.
Cuando ejercemos una fuerza peque-
ña sobre un libro situado en una mesa,
este no se mueve, lo cual está en apa-
rente contradicción con la segunda ley
de Newton que dice que toda fuerza
aplicada a un cuerpo le provoca una
aceleración, es decir, el libro debería
moverse. Como no lo hace, debemos
suponer que, además de la fuerza apli-
cada, existe otra fuerza opuesta al mo-
vimiento. Dicha fuerza recibe el nombre
de fuerza de rozamiento. La fuerza de
rozamiento es independiente de la velo-
cidad y de la superficie de los cuerpos
en contacto. Esta fuerza depende de
la naturaleza de dichos cuerpos y del
grado de pulimento de sus superficies.
También depende de la reacción nor-
mal del plano sobre el que se desliza el
cuerpo.
Investigamos
• Objetivo: Demostrar la disminución de la
fuerza de rozamiento cuando entre dos
cuerpos se deslizan uno sobre otro hay
una capa de aire.
desarrollAMOS
Metodología
1. Peguen el tapón en el CD de ma-
nera que el agujero del CD y el del
tapón queden alineados aproxima-
damente.
2. Esperen unos minutos hasta que se
seque el pegamento y todo quede
unido firmemente.
3. Inflen el globo y retuerzan la boca
para que no se escape el aire.
4. Metan la boca del globo en la tapa
elevable y lo dejamos libre.
Realicen las siguientes actividades:
1. Elaboren un informe de laboratorio
empleando método científico.
2. Contesten a las siguientes cuestiones:
— Empujen el CD sin el globo ejer-
ciendo una fuerza instantánea so-
bre él con la mano. Se mueve pero
acaba deteniéndose. ¿Por qué?
— Empujen el CD con el globo mien-
tras sale el aire. ¿Qué observan?
¿A qué crees que se deba?
— ¿Por qué los esquís se deslizan so-
bre la nieve?
— ¿Qué medios de transporte usan
este principio?
Materiales
• Un CD que ya no sirva
• Un globo
• Una tapa de botella de pico elevable
(como se ve en la figura)
La fuerza de rozamiento
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Material
complementario
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Completa las siguientes frases sobre las
magnitudes físicas:
Completa las siguientes oraciones con
las palabras señaladas a continuación:
Escribe bajo las imágenes de las molé-
culas si se trata de un líquido, un sólido
o un gas.
Selecciona la respuesta correcta:
La fuerza se mide en: ________________.
Elige la afirmación que sea falsa sobre
la fuerza gravitatoria.
Escribe V o F según corresponda:
a. Existen diferentes unidades para me-
dir una magnitud.................................( )
b. En los países anglosajones utilizan el
metro como unidad de longitud y
el kilogramo como unidad de masa
........................................................................( )
c. El sistema internacional de unidades
(SI) consta de ocho unidades bási-
cas................................................................( )
d. Superficie, volumen y densidad son
magnitudes básicas...........................( )
e. La longitud, el tiempo y la masa son
magnitudes básicas...........................( )
Escribe bajo el símbolo el prefijo corres-
pondiente.
• Medir es comparar un objeto con la
cantidad que utilizamos como pa-
trón y que llamamos:
__________________________________.
• El traspaso de energía de un sistema
material a otro se denomina:
__________________________________.
• La capacidad de la energía de pasar
de una forma a otra se denomina:
__________________________________.
• Cuando decimos que la energía no
se crea ni se destruye, hablamos de:
__________________________________.
a. Cuanto mayor es la masa del cuerpo,
mayor es su peso.
b. Cuanto mayor es la distancia entre
un cuerpo y la superficie de la Tierra,
mayor es el peso.
c. Todos los cuerpos del universo se
atraen entre ellos mediante fuerzas
gravitatorias.
• Las magnitudes _______________
son aquellas q pueden medirse di-
rectamente sin tener q realizar nin-
gún cálculo.
• Las magnitudes _______________ son
aquellas que son resultado de una o
más operaciones matemáticas entre
magnitudes _______________.
1
7
3
5
2
4
6
vector conservación
derivadas
fuerza transferencia
básicas
unidad
transformación
mixtas
Pa N N/m2
_____ _____ _____ _____
M P da z
__________ __________ __________
EVALUACIÓN COMPLEMENTARIA
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Vocabulario
Aceleración. Magnitud vectorial que nos
indica la variación de velocidad por uni-
dad de tiempo.
Adaptación. Proceso fisiológico, rasgo mor-
fológico o modo de comportamiento de un
organismo que ha evolucionado durante un
periodo mediante la selección natural de tal
manera que incrementa sus expectativas a
largo plazo para reproducirse con éxito.
ADN. Ácido desoxirribonucleico. Portador
de la información genética que se transmi-
te a las siguientes generaciones.
Anabolismo. Conjunto de procesos del me-
tabolismo que tienen como resultado la sín-
tesis de componentes celulares a partir de
precursores de baja masa molecular, por lo
que también recibe el nombre de biosíntesis.
Anfipáticas. Que tienen una parte soluble
en agua y otra que no es soluble en agua.
Biocenosis. Conjunto de organismos, vege-
tales o animales, que viven y se reproducen
en determinadas condiciones de un medio
o biotopo.
Biomolécula. Compuesto químico que se
encuentra en los organismos vivos. Están
formadas por sustancias químicas com-
puestas principalmente por carbono, hidró-
geno, oxígeno, nitrógeno, sulfuro y fósforo.
Son: glúcidos, lípidos, proteínas, vitaminas,
ácidos nucleicos.
Biotopo. Espacio geográfico con unas
condiciones ambientales determinadas
(como suelo, agua, atmósfera, etc.) para
el desarrollo de ciertas especies animales
y vegetales.
Catabolismo. Parte del proceso metabó-
lico que consiste en la transformación de
biomoléculas complejas en moléculas sen-
cillas y en el almacenamiento adecuado
de la energía química desprendida en for-
ma de enlaces de alta energía.
CFC. Clorofluorocarbonos, son derivados
de los hidrocarburos saturados obtenidos
mediante la sustitución de átomos de hidró-
geno por átomos de flúor y/o cloro princi-
palmente.
Cromosoma. Estructura en forma de fila-
mento que se halla en el interior del núcleo
de una célula eucariota y que contiene el
material genético; el número de cromoso-
mas es constante para las células de una
misma especie.
Endocitosis. Proceso por el cual la célula
introduce moléculas grandes o partículas,
y lo hace englobándolas en una invagina-
ción de la membrana citoplasmática.
Energía. Capacidad que posee un cuerpo
para realizar una acción o trabajo, o pro-
ducir un cambio o una transformación, y es
manifestada cuando pasa de un cuerpo
a otro.
Espectro electromagnético. Distribución
energética del conjunto de las ondas elec-
tromagnéticas. Referido a un objeto se
denomina espectro electromagnético o
simplemente espectro a la radiación elec-
tromagnética que emite (espectro de emi-
sión) o absorbe (espectro de absorción)
una sustancia.
Exocitosis. Proceso que consume energía y
en el cual una célula dirige el contenido de
vesículas secretoras de la membrana celu-
lar en el espacio extracelular.
Fagocitosis. Es un tipo de endocitosis por el
cual algunas células (fagocitos y protistas)
rodean con su membrana citoplasmática
partículas sólidas y las introducen al interior
celular.
Frotis. Método de exploración microscópi-
ca de un fragmento de tejido o secreción
que consiste en realizar una extensión so-
bre un portaobjetos y examinarla con el mi-
croscopio.
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Prohibida
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Fuerza. Magnitud vectorial que mide la ra-
zón de cambio de momento lineal entre
dos partículas o sistemas de partículas. Pro-
ducto entre la masa y la aceleración.
Geocéntrico. Antigua teoría que sitúa a la
Tierra en el centro del universo, y los astros, in-
cluido el Sol, girando alrededor de la Tierra.
Gravitación. Ley física clásica que descri-
be la interacción gravitatoria entre distintos
cuerpos con masa. Fue formulada por Isaac
Newton en su libro Philosophiae Naturalis
Principia Mathematica, publicado en 1687.
Heliocéntrico. Modelo astronómico según
el cual la Tierra y los planetas se mueven al-
rededor del Sol relativamente estacionario
y que está en el centro del universo.
Hematoxilina. Se utiliza en histología para
teñir los componentes ácidos de los tejidos,
a los que da una coloración violeta. Tiñe
intensamente los núcleos de las células,
dado que estos contienen ácidos nuclei-
cos ricos en radicales ácidos.
Homeostasis. Es una propiedad de los or-
ganismos que consiste en su capacidad
de mantener una condición interna esta-
ble compensando los cambios en su entor-
no mediante el intercambio regulado de
materia y energía.
Ionización. Es el fenómeno químico o físico
mediante el cual se producen iones, estos
son átomos o moléculas cargadas eléctrica-
mente debido al exceso o falta de electrones
respecto a un átomo o molécula neutra.
Irritabilidad. Propiedad que posee una cé-
lula o un organismo de reaccionar ante los
estímulos externos.
Polar. Soluble en agua.
Masa. Magnitud que expresa la cantidad
de materia de un cuerpo, medida por la
inercia de este, que determina la acelera-
ción producida por una fuerza que actúa
sobre él. Medida en g, kg, lb.
Metabolismo. Conjunto de cambios quí-
micos y biológicos que se producen conti-
nuamente en las células vivas de un orga-
nismo.
Microscopía. Es el conjunto de técnicas y
métodos destinados a hacer visible los ob-
jetos de estudio que por su pequeñez están
fuera del rango de resolución del ojo normal.
Mitosis. Proceso de reproducción de una
célula que consiste, fundamentalmente, en
la división longitudinal de los cromosomas y
en la división del núcleo y del citoplasma;
como resultado se constituyen dos células
hijas con la misma información genética
que la célula madre.
Peso. Medida de la fuerza gravitatoria que
actúa sobre un objeto. El peso equivale a
la fuerza que ejerce un cuerpo sobre un
punto de apoyo, originada por la acción
del campo gravitatorio local sobre la masa
del cuerpo. Se mide en N.
Presión. Magnitud física que mide la proyec-
ción de la fuerza en dirección perpendicu-
lar por unidad de superficie, y sirve para ca-
racterizar cómo se aplica una determinada
fuerza resultante sobre una línea.
Procariota. Que no tiene el núcleo celular
diferenciado mediante una membrana.
Relatividad. Teoría según la cual las leyes
físicas se transforman cuando se cambia el
sistema de referencia; se demuestra que es
imposible hallar un sistema de referencia
absoluto.
Telescopio. Instrumento óptico que permite
observar objetos lejanos con mucho más de-
talle que a simple vista al captar radiación
electromagnética, tal como la luz.
Teoría celular. Las células son la unidad es-
tructural y funcional de la que están forma-
dos todos los seres vivos. Toda célula proce-
de de otra célula a partir de la cual se ha
originado por división celular.
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Bibliografía
• Atlas de Histología Vegetal y Animal. (2016). Introducción a los tejidos animales. Extraído
el 27 de febrero 2018, desde: http://mmegias.webs.uvigo.es/guiada_a_inicio.php.
• Ciencia al día Internacional. (2000). Glosario. Extraído el 26 de febrero de 2018, desde:
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• Didactalia. (2015). Contenidos educativos listos para ser usados. Extraído el 26 de fe-
brero de 2018, desde: https://didactalia.net/comunidad/materialeducativo.
• Educaplay. (2018). Actividades educativas multimedia. Extraído el 26 de febrero de
2018, desde: https://en.educaplay.com/.
• E-ducativa. (2016). Tema 1. Uso de materiales a través de la historia. Extraído el 5 de
febrero de 2018, desde: http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/reposito-
rio//1000/1015/html/index.html.
• Genomasur. (2018). Introducción al metabolismo. Extraído el 26 de febrero de 2018, des-
de: http://genomasur.com/lecturas/Guia03.htm.
• Grupo Edebé. (2010). Naturales 8 – Colección Talentia. Barcelona, España.
• Martínez, F. y Turégano, J. (2016). Ciencias para el mundo contemporáneo. Guía de
recursos didácticos. Gobierno de Canarias.
• Ministerio del Ambiente. (2016). Ecosistema del Ecuador. Extraído el 20 de febrero de
2018, desde: ttp://www.ambiente.gob.ec/areas-protegidas-3/.
• Ministerio de Educación, Cultura y Deporte de España. (2016). Proyecto Biósfera. Extraí-
do el 23 de febrero de 2018, desde: http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/profesor/uni-
dades.htm.
• Pinterest. (2018). Pinterest. Extraído el 26 de febrero de 2018, desde: https://es.pinterest.
com/.
• PowToon - Brings Awesomeness to your presentations. (2018). PowToon. Extraído el 26 de
febrero de 2018, desde: https://www.powtoon.com/home/g/es/.
• Recursos educar. (2018). Educar. Extraído el 27 de febrero de 2018, desde: https://www.
educ.ar/recursos/14375/teoria-celular.
• Gobierno de Canarias. (2015). Recursos educativos digitales. Extraído el 27 de febrero
de 2018, desde: http://www3.gobiernodecanarias.org/medusa/ecoescuela/recursosdi-
gitales/tag/celula/.
• Salazar, I. (2016). Función de relación 1º bachiller. Cosas de Ciencias. Programación de
Biología de 2º Ciclo de la ESO, 1º Bachillerato y 2º, con CTMA. Enlaces, recursos, activi-
dades, imágenes, animaciones y videos. Libros recomendados, películas, recortes de
prensa. Extraído el 20 de febrero de 2018, de http://docentes.educacion.navarra.es/
metayosa/1bach/rela2.html.
• TED: Ideas worth spreading. (2018). TED. Extraído el 26 de febrero de 2018, desde: ht-
tps://www.ted.com/.
• WolframAlpha: Making the world’s knowledge computable. (2018). WolframAlpha. Ex-
traído el 15 de enero de 2018, desde: http://www.wolframalpha.com/.
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Unidad 6 Tema: Materia y energía
Investiga sobre cuatro tipos de energías renovables y pega una imagen representativa
de cada una.
Unidad 3 Tema: Ciclos biogeoquímicos
Observa estas imágenes, analiza a qué ciclo biogeoquímico corresponde y describe
cada uno.
Descripción Imagen
Láminas
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edb©
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Investiga sobre cuatro tipos de energías renovables y pega una imagen representativa
de cada una.
Responde: ¿Cuál es la importancia de los ciclos biogeoquímicos para el
mantenimiento del equilibrio ecológico y los procesos vitales que tienen lugar
en los seres vivos?
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Investiga sobre los impactos de las actividades humanas sobre los ciclos
biogeoquímicos.
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Láminas
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Introducción:
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Unidad 5 Tema: Extracción casera de ADN
Objetivos:
Materiales
Procedimiento
Resultados:
a. Realiza un informe de laboratorio empleando el método científico.
b. Grafica tus observaciones.
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Láminas
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Análisis de resultados:
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Conclusiones:
Recomendaciones:
Bibliografía
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Ciencias Naturales
Educación General Básica
Octavo grado
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El origen del monte Yana Urcu
Tradición oral
Se dice que en tiempos muy lejanos, junto al cerro hoy conocido
con el nombre de Cotacachi, había una llanura que constituía una
enorme hacienda. Se dice que tenía vacas lecheras, cerdos, ovejas
y toda clase de animales de los cuales se pudiera tener necesidad.
En medio de la hacienda había un corral de ganado y, en medio
de este, una pequeña piedra que apenas asomaba sobre la tierra,
y que con el paso de los días crecía cada vez más.
Cuando el señor de las tierras notó que había adquirido un ta-
maño considerable, ordenó que la quitaran de allí. Sin embargo,
la piedra estaba ya tan enraizada que fue imposible desalojarla.
Los días pasaron y el tamaño de la piedra seguía en aumento,
y poco a poco iba apoderándose del corral. Ante el asombro del
señor, la piedra aumentaba de tamaño, lo que le hacía vivir en
continua zozobra.
En los días y en las noches siguientes, la piedra continuó crecien-
do e impidió que el ganado continuara en el corral. El hacendado,
al mirar esto, preparó otro corral, y también mudó su casa, dejan-
do crecer tranquilamente a la piedra.
Ahora a esta piedra se la conoce con el nombre de Yana Urcu.
Tomado de Moya, A. (2009). Arte oral del Ecuador. Quito: Ministerio de Cultura.
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Guásinton
(Historia de un lagarto montubio)
José de la Cuadra
Yo he encontrado a los lagarteros, esto es, a los cazadores de
lagartos, en los sitios más diversos e inesperados. Me topé con
ellos cierta vez cuando hacía a caballo el crucero de Garaycoa a
Yaguachi. Estaban dos entonces. El uno era cojo; el otro cazador,
mucho más joven parecía su hijo o su sobrino. Tenía con el balda-
do ese inconfundible aire de familia. Era mozo fuerte, tórax ancho
y recia complexión.
Cuando los cazadores pasaron camino adelante, pregunté a mi
compañero de viaje:
—¿Cómo se llama el viejo?
—Celestino Rosado —me respondió; ¿no ha oído hablar de él?
—No. ¿Quién es?
—Pues… Celestino Rosado… Me creo que es el de los lados de Bal-
zar o del Congo.
—Este fue uno de los que mató a Guásinton.
—¿A Guásinton? ¿Y quién era Guásinton…?
—Guásinton era, pues, Guásinton… Un lagarto asisote…
—¡Grandísimo!
Y esta fue la primera vez en mi vida que oí hablar de Guásinton.
No sabía bien, todavía, quién eras tú, Guásinton, lagarto cebado…
Recuerdo que otra vez me encontré con los cazadores de lagartos
en Samborondón, entre ellos, don Macario Arriaga, gamonal mon-
tubio, personaje de edad y de letras y según me enteré muy luego
fue otro de los que mató a Guásinton.
Sí; ya lo sabía yo de tiempos; Guásinton era un gigantesco lagarto
cebado, cuyo centro de fechorías era el río Babahoyo, desde los
bajos de Samborondón hasta las reservas del puertecillo Alfaro,
al frente mismo de Guayaquil.
Don Macario Arriaga me refirió cómo Guásinton quedó manco.
Fue una vez que Guásinton venía río abajo, con su novia sobre una
palizada. Un vapor de ruedas (creo que fue “Sangay”, sí, fue el “San-
gay”) chocó con la palizada. Guásinton se enfureció y partió con-
tra el barco. Claro, una de las ruedas le arrastró en su remolino,
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Quienes presenciaron la escena dicen que fue algo extrañamente
emocionante. Nadie en el barco se atrevió a disparar sobre Guá-
sinton sus armas, y fíjese que pudieron haberlo matado ahí, sin
esfuerzo, a dos metros de él; pero la bravura del animal los para-
lizó, porque nada hay que conmueva tanto, señor, como el arrojo.
Dejaron nomás escapar a Guásinton, quien fue a juntarse con su
hembra en la palizada.
Se aproximaron a nosotros dos individuos que no había visto an-
tes. Don Macario me los presentó:
—Jerónimo Pita… Sebastián Vizuete… El señor… Y vea, señor, la ca-
sualidad: estos también estuvieron en la cacería de Guásinton,
cuando lo acabamos… con Celestino Rosado, con Manuelón Torres,
con… Éramos catorce, ¿sabe?, la partida. Y anduvimos con suer-
te: solo hubo un muerto y un herido. Nada más. Anduvimos con
suerte, de veras.
Pita y Vizuete eran cazadores profesionales de lagartos. Para
ellos, la verde fiera de los ríos, el lagarto de las calientes aguas
tropicales, no era vulgar pieza de caza, sino un enemigo, a pesar
de su fama de torpe, en realidad astuto y, además, valiente.
Pita y Vizuete, corroborados en ocasiones por don Macario, rela-
taron esas hazañas sueltas de aquel héroe fluvial, a quien alguno,
se ignora cuándo y por qué, bautizó con el nombre amontubiado
de Guásinton.
Este gigante verde y obscuro acorazado como un barco de bata-
lla o como un caballero medieval, medía diez varas de punta de
trompa a punta de cola…
Tomado de De la Cuadra, J. (1995). Guásinton (Historia de un lagarto montubio). Rio-
bamba: Publicaciones Educativas “EDIPCENTRO”.
José de la Cuadra (1903-1941). Escritor ecuatoriano. Podría considerarse como el mejor
exponente del realismo mágico del Ecuador, y el primero de Latinoamérica, en especial
por sus obras sobre la vida del campesino costeño.
y no sé cómo no lo destrozó: pero la punta de un aspa le cortó la
mano derecha. Intentó chocar de nuevo; pero el piloto desvió hábil-
mente el “Sangay” sobre su banda, y lo evitó.
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Un cuento que no es cuento
María Teresa Di Dio
Un día despertó y lo que conocía de su entorno ya no estaba.
La gran arboleda de altos y majestuosos ejemplares había sido
talada para su posterior venta. El arroyuelo que cruzaba la ciu-
dad, al que antaño concurrían las familias con sus niños a bañar-
se y sentarse al sol, ahora era un cauce lleno de basura y plásti-
cos. Al mar que bañaba las costas de la bahía, hacía muchos años
que nadie podía acercarse. Sus playas estaban contaminadas con
petróleo, desechos químicos y basura.
Los cangrejales con sus tierras arcillosas habían sido las deli-
cias de los alfareros; en el presente, contenían gran cantidad de
metales pesados, y el agua que yacía en el subsuelo y de la que
se habían abastecido muchas familias de la ciudad, salía a al-
tas temperaturas. Los ríos se contaminaron con los desechos de
fábricas y petroquímicas… El calentamiento global es un mito…
dicen los que no salen de sus palacios refrigerados o calefaccio-
nados, según la estación.
No le vio solución, los personajes siniestros con sus guerras, ham-
brunas, contaminación… no daban tregua.
Debería volver a dormir… pensó ¿Qué será de las futuras genera-
ciones? ¿Serán tan inconscientes como nosotros?
¡Por eso se durmió deseando despertar en mil años!
Tomado de https://goo.gl/eVbiw1 (19/03/2018)
María Teresa Di Dio (1954). Escritora argentina ganadora del Premio Hans Christian
Andersen en 2012. Es además artista plástica y Embajadora Universal por la Paz en
Argentina y UHE.
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El último día que llovió
Lucrecia Maldonado
Algunas personas todavía lo recuerdan. Entonces aún era el tiem-
po de la esperanza, o eso se creía, aunque cada vez las nubes se
veían más ralas y esporádicas en un cielo amarillento y desvaído.
Algunos animales, los más viejos, ya habían comenzado a resig-
narse a su suerte, y se iban tumbando bajo los cactus y los árbo-
les calcinados que aún se sostenían sobre el suelo resquebrajado.
En aquel entonces, tampoco se recordaba la última vez que había
llovido. Lo que sí sabían era que el tiempo se medía en meses,
por lo menos. Algunos niños pequeños no entendían las palabras
relacionadas con lluvia: tal vez nube sí, porque de vez en cuando
una especie de resto de algodón deshilachado transitaba por el
cielo; pero nada de nubarrón, ni de llovizna, peor de chubasco o
aguacero. Esas eran cosas que pertenecían al pasado, a un remo-
to tiempo en donde ocurrían hechos más allá de lo normal, como
la aparición de duendes que ayudaban a encontrar objetos per-
didos, o de hadas que cumplían deseos, cualquier clase de deseo,
menos que lloviera.
Se sabía que en otras partes la falta de lluvia había hecho que
la gente se volviera agresiva. Eso contaban los viajeros: había
quien mataba por un poco de agua encontrada en el fondo de un
pozo, quien chantajeaba con goteros a madres desesperadas, y
aun quien vendía su llanto o su sudor.
Sin embargo, entre nosotros la falta de agua ha degenerado en
apatía: esto de acomodarse a la sombra de los cactus gigantes
que comenzaron a proliferar aquí y allá, chupando con sus raíces
el agua subterránea. Pero ojo, estaba más que prohibido atacar
los cactus para obtener el líquido de sus ramas, eso solo se podía
hacer en caso de extrema emergencia, si se quería conservar la
vida, aunque había quien, en su desesperación, había llegado a
morir acribillado por acercarse provisto de una hoz a un cactus
en la oscuridad de la noche. E incluso las autoridades más se-
veras llegaron a rodear los cactus con cercas electrificadas que
solo se podían desactivar por los servicios de primeros auxilios
urgentes y por nadie más.
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La gente más anciana relataba historias de cuando en tu propia
casa girabas una llave y caía agua de un tubo. De cómo las ciu-
dades se adornaban con grandes fuentes en donde el agua fluía in-
cesantemente solo para el deleite de los transeúntes. Hablaban
de cómo el agua de los ríos y cascadas producía energía eléctrica
y movía molinos y otro tipo de maquinarias. Ahora sabemos que
esas cosas aún ocurren, pero demasiado lejos de aquí como para
que se puedan ver. Son unos pocos los que gozan de esos privi-
legios y sus mansiones se encuentran fuertemente vigiladas por
guardianes armados hasta los dientes y perros asesinos que hue-
len la sedienta presencia a kilómetros de distancia.
Pero algunas personas todavía recuerdan con nostalgia el último
día de lluvia que se ha conocido: nadie puede explicar bien cómo
en medio de la desolación de la sequía, entre esqueletos de ani-
males, plantas raquíticas y niños polvorientos que poco a poco
iban decayendo a causa de la sed, las hilachas que eventualmente
paseaban por el cielo comenzaron a amontonarse. Los más viejos
no quisieron tentar ningún tipo de esperanza y repitieron que,
como ya había ocurrido muchas otras veces, era solo un engaño
de la naturaleza, el agua residual que después se dispersaba en
el aire y venía en forma de rocío a la madrugada. Y les creímos.
Es mejor no tener ilusiones. Después de todo, fuimos aprendiendo
ya a vivir así: a recoger las gotas acumuladas en el cáliz de una
flor de cactus y cuidarlas como un tesoro. No importa que ten-
gamos la lengua cubierta de tierra, la piel costrosa y descamada,
el cabello grasiento y reseco a un tiempo: el agua es un bien pre-
cioso, se guarda solo para tomar un sorbito leve cuando la sed
atenaza, para dárselo a los niños o a los más viejos si es el caso.
Las gotas que produce el cuerpo, como sudor, lágrimas e incluso
orina también se han convertido en bienes de valor incalculable,
y mucha gente recoge, sobre todo sus lágrimas, aun en medio de
la perturbación del llanto, para conservarlas y utilizarlas en caso
de emergencia. Pero de un tiempo a esta parte vamos descubrien-
do que al llorar nos salen menos lágrimas y nos preguntamos si
algún rato ellas también se acabarán.
El último día que llovió dicen que todavía quedaban por ahí uno
que otro perro, de esos que lustros antes se llamaban falderos y
que quién sabe cuándo se les podía bañar cada quince días. En
aquel entonces ya se veían desharrapados y cubiertos de sarnas y
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costras que se rascaban en medio de las calles polvorientas de lo
que antes fuera una bella ciudad con canales y fuentes. Cuentan
que las nubes se fueron amontonando, parsimoniosamente, du-
rante ocho, diez días, hasta que el sol quedó totalmente cubierto.
Dicen que una luz alargada las rasgó como una rajadura incan-
descente, que en seguida se escuchó el retumbar del cielo, y otra
vez, y otra, y otra más, y que nadie pudo creer cuando las prime-
ras gotas empezaron a cubrir el suelo de circulitos oscuros.
Dicen que los ancianos lloraron de alivio y de nostalgia. Las ma-
dres y la gente práctica sacaron recipientes para recoger la ma-
yor cantidad posible de agua, y dicen que los niños más peque-
ños al principio tuvieron miedo, pero los más grandecitos y los
adolescentes salieron a recoger la lluvia en las manos y a danzar,
abrazarse y besarse en medio del agua que venía del cielo duran-
te el medio día que duró el aguacero, y después hasta los bebés se
quedaron chapoteando en los charcos fangosos mientras se pudo.
En ese breve tiempo, dicen, todos fueron muy felices.
Pero se terminó. Aunque mucha gente aún lo relata, nadie puede
dar una fecha, un día de la semana, una hora exacta. Algunos ni
siquiera saben si fue de día o de noche, y se mezclan las anécdo-
tas sobre la luz de las estrellas apareciendo poco a poco en medio
de las nubes que se iban desgastando con el paso de la lluvia con
las anécdotas de cómo finalmente regresaron la luz y el calor y el
eterno verano infernal sin solución hasta el día de hoy.
Dicen que en otras partes, allá, lejos, los científicos ya están bus-
cando maneras de hacer llover de nuevo; pero dicen también que
venden caro sus secretos, como lo hicieron desde siempre con sus
medicinas y sus descubrimientos de toda clase.
Hoy por hoy, desde aquí no se ve más que el cielo amarillento,
con un gigantesco sol inmisericorde que se enciende desde muy
temprano y ya no se va nunca. Aunque dicen también que así fue
hace mucho tiempo atrás, tan solo unas pocas semanas, unos po-
cos días, quizá dos o tres horas antes de la última vez que llovió.
Tomado de https://goo.gl/FPDtZJ (05/03/2018)
Lucrecia Maldonado (1962). Escritora ecuatoriana de cuentos y novelas de ficción, ade-
más de libros de ensayo y poesía. Ha ganado el Premio Aurelio Espinosa Pólit.
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El zoo
Alberto Zarza
—¡Por este aparato no logro ver nada, hijo! —dijo la señora con
desaliento.
—Aguarda un momento, te voy a explicar —le contestó el joven
con una mueca de infinita paciencia. Primero hay que colocar
una ficha por esta ranura, ¿ves? —dijo señalando con su índice
una pequeña incisión en la parte superior del reluciente aparato.
Al lado de la misma, una pequeña luz roja titilaba. Un zumbido
acompañó la operación del joven, y poco después una luz verde
ocupó el lugar de la intermitente.
—Bien —dijo el muchacho con satisfacción. En su rostro podía ad-
vertirse una cierta ansiedad. Ahora solo resta enfocar el lente ha-
cia el objetivo, hasta la zona que uno quiere ver, y después, muuuy
despacito —dijo acompañando su explicación con ademanes, para
que su madre comprendiera mejor—, lo vas regulando hasta po-
der distinguir con claridad las imágenes, ¿me entendés? Ahí está,
perfecto, ¡perfecto! —repitió el muchacho. ¡Qué buena imagen te-
nemos! Y creo que tenemos mucha suerte. Parece que están todos
afuera —dijo, emocionado. Haz el favor de mirar, mami —dijo invi-
tándola a observar por el aparato.
—Parece que están de fiesta —dijo ella. Estos seres diminutos sí
que saben moverse, no como tu padre, que para el baile es todo
un patadura.
—Mejor que no te escuche, mami. Él siempre se creyó un gran
bailarín —dijo el joven, riéndose a más no poder.
—Es el único que se lo cree, te lo aseguro. Oye, ¿puedo agrandar
un poco más la imagen? Son tan chiquitos.
—No, mamá, tienen un tamaño parecido al nuestro. Un poco más
bajos, tal vez. Lo que ocurre es que nosotros los observamos a
gran distancia, para que no sepan que estamos aquí. Sería ca-
tastrófico si se dieran cuenta. Son bastante inteligentes y cam-
biarían sus costumbres. Se esconderían, por ejemplo, y entonces
—dijo, haciendo una pausa para tomar aire—, ¡adiós a la diversión!
—Bueno, me gustaría observarlos más de cerca para saber, por
ejemplo, lo que tienen servido en esas mesas tan largas. ¿De qué
se alimentarán?
—Pero claro, mamá. Estos aparatos son lo último y agrandan has-
ta un millón de veces. Solo tienes que regular el zoom con esa
perilla que tienes al lado.
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—Ahora sí —dijo la mamá con entusiasmo. ¡Cuántas cosas tienen
en la mesa! A ver qué es lo que comen —dijo con evidente curio-
sidad. De repente, el rostro de la mujer empezó a tornarse pálido,
y una mueca de profundo asco se delineó en la comisura de su
boca. ¡Horror, horror! No puedo creer lo que he visto —dijo aban-
donando el puesto de observación con un gesto enérgico. ¿Es po-
sible que mis ojos me hayan engañado? —dijo, volviendo a tomar
el aparato en sus manos, con evidente intención de reanudar lo
que estaba haciendo. Mas un gesto del joven hubo de impedírselo.
—Te pido disculpas, mami. No pensé que iba a hacerte tanto mal.
Papá me recomendó antes de salir que te advirtiera, si teníamos
la ocurrencia de venir a este sector. La verdad que haber viajado
tanto y no ver una de las principales atracciones me pareció algo
tonto. Nunca creí que podría afectarte de esta forma.
—No te preocupes, hijo. Ya me está volviendo el aire —suspiró la
madre, con evidentes signos de sentirse mejor. Ahora, yo te pre-
gunto, lo que vi… —dijo sin terminar la frase.
—Sí, mamá, justamente los estuve estudiando en la escuela. En su
hábitat natural son muy belicosos, y siempre se están matando
entre ellos, aunque son muy prolíficos, y por eso la especie no
corre peligro de extinción. Ahora, en cautiverio son bastante pa-
cíficos y agradables, aunque, para asombro de algunos científicos,
parecen haber desarrollado extrañas costumbres, como la antro-
pofagia, por ejemplo —dijo, mirando con el rabillo del ojo a su ma-
dre para ver si la había impresionado con el uso de una palabra
tan difícil—, que consiste en comerse a los de su misma especie.
De todas formas, no sucede todos los días. Algunos estudiosos
han llegado a opinar que puede tratarse de algo ceremonial.
—Se estaban comiendo a sus hijos… —dijo asustada la madre, sin
poder terminar la frase y con evidentes signos de volverse a des-
componer.
—Bueno, ya basta, mami —dijo con ternura el joven. Me estoy
empezando a arrepentir de haberte pedido que viniéramos. Pero,
aunque no lo creas, esas actitudes los convirtieron en la principal
atracción, mucho más inclusive, que los Mastodontes de Mura-
no, que no es poco. La profe de biología tiene una hermana que
trabaja aquí, en las oficinas, y nos contó durante la clase que los
administradores estuvieron a punto de cerrar este espacio. Parece
que en los últimos tiempos las hembras desarrollaron algún tipo
de enfermedad, y no pueden procrear, de manera que se esta-
ban quedando sin especie, si a ello tenés que sumarles los que se
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mueren naturalmente. Así que deben ir a buscarlos a sus lugares
de origen, y eso es muy costoso, pues no viven a la vuelta de la
esquina precisamente —dijo el joven para concluir.
—Bien —dijo la señora, francamente admirada de la erudición de-
mostrada por su hijo—, ya le decía a tu padre, cuando decidimos
enviarte a esa escuela, que era de las mejores. Y bien vale lo que
cuesta. Cuando se lo cuente a papá —exclamó orgullosa.
—Bueno, mami, ya nos encontramos sobre la hora de cierre y
también me ha dado un hambre espantosa. Es posible que este
espectáculo lo haya provocado, ¿no? —exclamó con un poco de
sorna. ¿Qué te parece si me compras algo rico en alguno de los
puestos?
—Vamos, hijo —dijo ella, tomando con delicadeza a su hijo por uno
de los brazos. Creo que por hoy ha sido suficiente. A mí me ha
sucedido exactamente lo contrario. ¡No sé cuándo regresará mi
apetito! De todas formas te compraré las crías que quieras... ¡oh!,
perdón. ¿Qué estoy diciendo? —dijo la mujer poniéndose colorada.
Es que esto último me ha dejado impresionada. Este zoo espacial
será muy lindo, pero hay costumbres que francamente no las en-
tiendo. ¿Qué querés que te diga? —concluyó, mientras observaba
a un grupo de trabajadores de uniforme azul, tratando de instalar
un cartel a la entrada del recinto donde se encontraban.
—Bonita, ¿no? —la repentina observación de su compañero pare-
ció sacarlo del ensimismamiento en que parecía haber caído. El
sujeto se había quedado mirando extasiado la salida de una pare-
ja, que parecía ser de las últimas en retirarse. Una madre y, segu-
ramente, su hijo. Pero ¡qué hembra! —exclamó con admiración. De
las más bonitas que había visto jamás.
—Toda una beldad, pero del tipo que nunca se fijaría en uno como
nosotros. ¿Viste las joyas que traía puestas? —observó su socio,
mientras lo golpeaba afectuosamente en la espalda.
—¿Qué tiene de malo ser un guardián de parque? ¿Acaso no ga-
namos fortunas? —remató socarronamente el soñador. ¿Qué te
parece si le echamos una mano a esos operarios para que ter-
minen de una buena vez con ese trabajo? No me gusta tener que
quedarme después de hora —dijo, mientras se dirigía hacia el lu-
gar donde algunos sujetos trataban de fijar un enorme cartel en
lo alto de una explanada.
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Con la ayuda prestada por los colaboradores guardias, el pesado
letrero pronto quedó instalado sobre los sólidos soportes que ha-
bían erigido para sostenerlo.
—Nunca más volverá a caerse —dijo satisfecho el que parecía ser
el capataz, una vez que colocaron el anuncio. Se veía imponente,
a un costado de la entrada principal:
Sector: AB
Especie: Humanum Terranum
Origen: Planeta Tierra
Ubicación: Vía Láctea
Alimentación: Carnívora
Advertencia: Las escenas que puedan observarse en este grupo
de especies pueden causar trastornos a las personas impresio-
nables. La empresa no se hace responsable por los daños que los
mismos pudieran ocasionar.
GRACIAS POR SU VISITA
Estaba oscureciendo. El frío y el viento de la temporada invernal
comenzaban a hacerse notar. Muy abajo, la fiesta de los terranum
parecía continuar, a juzgar por las hogueras que tenuemente se
divisaban a lo lejos.
Tomado de https://goo.gl/LF2dLD (05/03/2018)
Alberto Zarza. Escritor argentino de relatos de ciencia ficción.
El eclipse
Augusto Monterroso
Cuando fray Bartolomé Arrazola se sintió perdido aceptó que ya
nada podría salvarlo. La selva poderosa de Guatemala lo había
apresado, implacable y definitiva. Ante su ignorancia topográfica
se sentó con tranquilidad a esperar la muerte. Quiso morir allí, sin
ninguna esperanza, aislado, con el pensamiento fijo en la España
distante, particularmente en el convento de los Abrojos, donde
Carlos Quinto condescendiera una vez a bajar de su eminencia
para decirle que confiaba en el celo religioso de su labor redentora.
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Al despertar se encontró rodeado por un grupo de indígenas de
rostro impasible que se disponían a sacrificarlo ante un altar, un
altar que a Bartolomé le pareció como el lecho en que descansa-
ría, al fin, de sus temores, de su destino, de sí mismo. Tres años
en el país le habían conferido un mediano dominio de las lenguas
nativas. Intentó algo. Dijo algunas palabras que fueron comprendidas.
Entonces floreció en él una idea que tuvo por digna de su talento
y de su cultura universal y de su arduo conocimiento de Aristóte-
les. Recordó que para ese día se esperaba un eclipse total de sol.
Y dispuso, en lo más íntimo, valerse de aquel conocimiento para
engañar a sus opresores y salvar la vida.
—Si me matáis —les dijo— puedo hacer que el sol se oscurezca en
su altura.
Los indígenas lo miraron fijamente y Bartolomé sorprendió la
incredulidad en sus ojos. Vio que se produjo un pequeño consejo,
y esperó confiado, no sin cierto desdén.
Dos horas después el corazón de fray Bartolomé Arrazola cho-
rreaba su sangre vehemente sobre la piedra de los sacrificios (bri-
llante bajo la opaca luz de un sol eclipsado), mientras uno de los
indígenas recitaba sin ninguna inflexión de voz, sin prisa, una por
una, las infinitas fechas en que se producirían eclipses solares y
lunares, que los astrónomos de la comunidad maya habían pre-
visto y anotado en sus códices sin la valiosa ayuda de Aristóteles.
Tomado de https://goo.gl/TMsHca (02/03/2018)
Augusto Monterroso (1921-2003). Escritor hondureño nacionalizado guatemalteco. Su
obra se caracteriza sobre todo por la concisión y el humor, como se puede apreciar en
su libro La oveja negra y demás fábulas.
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La tormenta (fragmento)
Andrés Díaz Marrero
Con puño cerrado, el viento,
furioso al techo golpea.
Cae imponente la lluvia,
aúlla feroz la tormenta.
Árboles desgaja en ristras,
rompe techos y cumbreras…
—Calma, nada hay que temer;
calma —nos pide la abuela,
con voz sosegada añade:
—No hay que temer a la lluvia
ni al mar que ruge en la arena
ni al relámpago que alumbra
ni al trueno cuando revienta,
que en la vida todo pasa
aun lo que está escrito en piedra.
Todo es cambio: luz y sombra
son apenas una estela
que Dios, en el firmamento,
traza con mano serena.
Mañana cuando la aurora
cubra las hojas de perlas
y las montañas y mares
sientan del sol la tibieza,
comenzaremos de nuevo
la interrumpida faena.
Tomado de https://goo.gl/ekQ2Bn (19/03/2018)
Andrés Díaz Marrero (1940). Escritor puertorriqueño de literatura infantil y juvenil.
Entre sus obras publicadas se encuentran Coquilín ayuda a sus amigos y Poemas.
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El maltratado
Wimpi
Licinio Arboleya estaba de mensual en las casas del viejo Crís-
pulo Menchaca. Y tanto para un fregado como para un barrido.
Diez pesos por mes y mantenido. Pero la manutención era, por
semana, seis marlos y dos galletas. Los días de fiesta patria le
daban el choclo sin usar y medio chorizo. Y tenía que acarrear
agua, ordeñar, bañar ovejas, envenenar cueros, cortar leña, matar
comadrejas, hacer las camas, darles de comer a los chanchos,
carnear y otro mundo de cosas.
Un día Licinio se encontró con el callejón de los Lópeces con Es-
tefanía Arguña, y se le quejó del maltrato que el viejo Críspulo le
daba. Entonces, Estefanía le dijo:
—¿Y qué hacés que no lo plantás? Si te trata así, plantalo. Yo que
vos, lo plantaba…
Esa tarde, no bien estuvo de vuelta en las casas, Licinio —anima-
do por el consejo— agarró una pala, hizo un pozo, plantó al viejo,
le puso una estaca al lado, lo ató para que quedara derecho y lo
regó.
A la mañana siguiente, cuando fue a verlo, se lo habían comido
las hormigas.
Tomado de https://goo.gl/2SxPCu (19/03/2018)
Arthur García Núñez, Wimpi (1906-1956). Escritor y periodista humorístico uruguayo.
Ha publicado Los cuentos de Claudio Machín, El gusano loco, Los cuentos del viejo Va-
rela, Ventana a la calle, Viaje alrededor del sofá, entre otras obras.
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Los colores del maíz (fragmento)
María Eugenia Paz y Miño
Amaru esperaba con ansias el día de la cosecha de maíz. Ya ha-
bía ayudado a sus padres a preparar la tierra, a seleccionar los
mejores granos, a deshierbar, a aporcar. Como él siempre jugaba
cerca de la chacra, su mamá le había encomendado ahuyentar al
gusano comilón si lo veía acercarse, pues este era un peligro para
las pequeñas mazorcas que crecían cobijadas por el sol y por la
lluvia.
Todo iba bien hasta que Amaru y su familia debieron ausentarse
por unos días. De regreso a casa, el niño fue a inspeccionar el
maizal y cuál no fue su sorpresa cuando, al revisar las mazorcas,
notó que los granos habían cambiado de color. “Esto debe ser
obra del gusano comilón”, pensó y corrió a llamar a su mamá.
—¡Mamá, mamá!, ¡el gusano comilón está acabando con el maizal!
—repetía Amaru con voz de susto. La señora salió a ver y el niño
le enseñó las mazorcas de colores.
—Hijito —le dijo—, las mazorcas están bien. Esos son los colores
del maíz.
—Pero mamá, yo vi que sembramos solo semillas amarillas, ¿por
qué ahora hay mazorcas con granos también rojos, blancos y ne-
gros?
—El maíz es como la gente querido Amaru —explicó ella mientras
acariciaba con dulzura el cabello del pequeño. Aunque todos te-
nemos un mismo origen, nuestra apariencia externa es diferente,
somos de diversos colores al igual que el maíz.
María Eugenia Paz y Miño (1959). Escritora, ensayista y antropóloga ecuatoriana. Ha
publicado Siempre nunca, Golpe a golpe, El uso de la nada, Tras la niebla, entre otras
obras.
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Educación
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Básica
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Subnivel
Superior
-
Octavo
EGB
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