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La Vidaes Ciencia I
Materiales de apoyo para docentes de Ciencias Naturales
Primer ciclo
Especialidad: Ciencias
German Juárez
Daniel Cruz Ochoa
Oscar Alexis Figueroa
Primer ciclo
Coordinadores UDB
Fabián Antonio Bruno Funes
Miriam Misaela Molina Ardón
Ingris Yessenia Hernández
Diseño y diagramación
María José Ulin y William Antonio López Iraheta
Técnicos MINED
Cristabel Dinorah Martínez Peña
Nelson Antonio Blanco
Ana Esperanza Elías de Méndez
Autores
Página 1
Carlos Mauricio Canjura Linares
Ministro de Educación
Francisco Humberto Castaneda Monterrosa
Viceministro de Educación
Erlinda Handal Vega
Viceministra de Ciencia y Tecnología
Rolando Ernesto Marín Coto
Director Adjunto de SI EITP
Luis Armando González
Director Nacional de Formación Continua
Sandra Patricia Rodríguez
Gerente de Procesos Pedagógicos
Créditos
Página 2
Carta a los docentes
Estimados docentes:
El Ministerio de Educación, les ofrece este documento, como un valioso recurso para su formación
especializada, con el propósito de continuar fortaleciendo sus competencias docentes, que
contribuyan a la transformación educativa que impulsa este Ministerio, sustentada en el Plan Social
Educativo “Vamos a la Escuela”, para una práctica efectiva y de calidad en el aula y la escuela, que
incida en aprendizajes significativos para el estudiantado, que les sirva a lo largo de toda la vida.
Los contenidos desarrollados en este documento, se fundamentan en el currículo nacional, con un
enfoque científico y una marcada orientación metodológica y didáctica, promoviendo la reflexión
crítica, que permita innovar la práctica en el aula y su desempeño profesional, para enfrentar los retos
y desafíos de un mundo cada vez más globalizado, en el contexto del nuevo modelo pedagógico de
escuela inclusiva de tiempo pleno.
El presente documento está estructurado en unidades de aprendizaje, con contenidos y actividades a
desarrollarse en las sesiones presenciales y en horas no presenciales, que les permitirá la apropiación,
aplicación y construcción de nuevos saberes que trasciendan de lo teórico a lo práctico, con distintas
formas de abordaje metodológico y didáctico, desarrollando procesos metacognitivos, de aplicación
y transferencia a nuevas situaciones, con el uso de las nuevas tecnologías de la información y la
comunicación (TIC). Con esta formación se espera que inicie un proceso de especialización basada
en el funcionamiento de las redes de docentes en el Sistema Integrado de EITP, a fin de interactuar
y conformar verdaderas comunidades de aprendizaje; asimismo, es importante dimensionar que el
enfoque de una escuela inclusiva, requiere dejar atrás las clases frontales y descontextualizadas,
para dar paso a un proceso a través del cual los estudiantes puedan compartir situaciones de
aprendizaje, relacionadas con sus propias experiencias, en contextos donde se valoran, toman en
cuenta y respetan sus diferencias individuales y a la vez son estimulados para continuar aprendiendo.
Esperamos que esta estrategia de formación, contribuya a una mejor educación y coadyuve a
consolidar una escuela más efectiva, participativa, incluyente y democrática, con un alto compromiso
de los equipos docentes y sus directivos.
Ministro de Educación 	
Viceministro de Educación
Viceministra de Ciencia y
Tecnología
Página 3
Índice
Pág. 04
Pág. 06
Pág. 54
Pág. 20
Pág. 69
Pág. 37
Pág. 05
Pág. 13
Pág. 60
Pág. 29
Pág. 45
Presentación y objetivos ..................................................................
Metodología de la formación .............................................................
UNIDAD 1 Los seres vivos y su medio
Características de los seres vivos y la materia inerte ........................
Rasgos físicos como formas de adaptación de los seres vivos........
Principios físicos de la locomoción en los animales .........................
UNIDAD 2 Tranformaciones de la energía
Calor y temperatura: Temperatura, calor, conductores y aislantes....
Transformación de la energía eléctrica, su consumo y formas de
ahorro ................................................................................................
Propagación del sonido y contaminación por ruido .........................
UNIDAD 3 Ciencias de la Tierra
Movimientos de la Tierra...................................................................
El Sol, la Luna y las estrellas...............................................................
Reducción de riesgos y desastres. ...................................................
Página 4
Presentación y Objetivos
Este documento es producto del esfuerzo conjunto realizado por un equipo de especialistas
en el área de Ciencias Naturales. Su finalidad es fortalecer las competencias disciplinares
y pedagógicas de los docentes en el sistema educativo y, con ello, apoyar el desarrollo
del nuevo modelo educativo, cuyo propósito es aumentar las oportunidades de educación
mediante el Sistema Integrado de Escuela Inclusiva de Tiempo Pleno (SI EITP), con un
enfoqueinnovadorquegaranticeaprendizajesdecalidadparalosestudiantessalvadoreños.
Las estrategias metodológicas presentadas en los módulos, se adecuan contextualmente
con flexibilidad, atendiendo las necesidades de los estudiantes y constituyen un recurso
que, posteriormente, puede ser modificado y enriquecido por los docentes, a partir de sus
experiencias y particular creatividad.
Se han tomado contenidos significativos de los programas de estudio, sin llegar a ser
exhaustivos, ya que no se pretende elaborar un libro de texto que contenga de manera
totalizadora la temática por desarrollar en cada grado o en cada nivel. Al retomar las
temáticas seleccionadas, se amplían, se profundiza y se procura su actualización. La
pretensión mayor es presentar enfoques y planteamientos metodológicos que enriquezcan
y coadyuven el quehacer en el aula.
El material está organizado en módulos, uno por cada ciclo del sistema educativo y
bachillerato. Los de primero y segundo ciclos, contienen 3 unidades y los de tercer ciclo y
bachillerato, 9 unidades. El desarrollo de cada uno de los temas se organiza, en diferentes
apartados, que contienen aspectos conceptuales, metodológicos, procedimentales y de
aplicación para llevar a la práctica en el salón de clase.
OBJETIVO GENERAL
Actualizar las competencias disciplinares y pedagógicas de los docentes de
Ciencias Naturales de Primer Ciclo, a través de la reflexión de sus prácticas y la
aplicación de estrategias innovadoras que generen construcción de conocimientos,
el fomento del trabajo colaborativo entre docentes-estudiantes, docentes-docentes
y estudiantes- estudiantes.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Proporcionar las herramientas metodológicas y disciplinares en el campo de las
Ciencias Naturales: Biología, Física y Química, a los docentes en servicio, en el
marco del proyecto de mejoramiento de la calidad de la educación en el país.
• Enriquecer las competencias en la reflexión didáctica, que propicien mejores
propuestas didácticas, haciendo énfasis en la aplicación de metodologías que
integren contenidos de manera teórico-práctica, experimental y multidisciplina; a
fin de obtener una visión clara de los fenómenos físicos, químicos y biológicos que
se dan en la vida y su entorno.
• Facilitar el abordaje de las Ciencias, tomando en cuenta elementos de inclusión,
atención a la diversidad, alternativas y modalidades de enseñanza.
Página 5
Metodología de la formación
El proceso “Desarrollo de competencias disciplinares y didácticas”, al que corresponde el presente material, considera
una fase presencial y otra no presencial, orientadas al dominio científico de los contenidos y al desarrollo de competencias
didácticas; utilizando secuencias que activen el pensamiento y la comunicación de ideas en función del aprendizaje.
La fase presencial de los módulos para primero y segundo ciclo, se desarrollará en 24 horas y para tercer ciclo y bachillerato
en 72 horas; distribuidas en jornadas de 8 horas cada una. El énfasis será en el dominio científico de los contenidos de
la asignatura y las estrategias metodológicas que orienten el aprendizaje de los estudiantes, se desarrollarán además
actividades de aplicación de acuerdo al grado que atiende considerando el material de autoformación CTI, diseñado
para cada grado, cada docente planificará la ruta de aprendizaje que sus estudiantes pueden seguir utilizando diferentes
recursos, espacios educativos y con la intervención de diferentes actores, dando lugar a la diversificación metodológica
puesta en una secuencia didáctica que cierre el círculo del aprendizaje, logrando que los estudiantes apliquen lo aprendido
y puedan transferirlo en situaciones nuevas para demostrar las capacidades logradas.
La fase no presencial considera la aplicación de lo planificado por los docentes en los procesos de aprendizaje con su
grupo de estudiantes, ello implica la recolección de evidencias del trabajo realizado y la reflexión en círculos de inter
aprendizaje.
En ambas fases se promoverá el establecimiento de las redes de docentes y la identificación de docentes formadores que
den sostenibilidad a los círculos de inter aprendizaje y puedan apoyar a sus compañeros de red en el desarrollo de sus
competencias.
Esta metodología será desarrollada de manera cíclica, a lo largo de toda la formación, esto permitirá el afianzamiento de
contenidos, procedimientos y actitudes positivas hacia la mejora continua.
En función de lo anterior, se seleccionó para la elaboración del material, una metodología orientada a las secuencias
didácticas propuestas en los programas de estudio y al desarrollo de competencias; considerando 3 etapas, que en el
material se representan con un ícono y se describen a continuación:
A partir de procesos metodológicos vivenciales o experimentales se construyen conceptos,
propiedades, algoritmos o conclusiones; utilizando la secuencia didáctica de la asignatura, que parte
de la exploración de saberes previos.
El docente reflexiona, en situaciones diferentes, sobre los aprendizajes construidos y propone otras
estrategias para el abordaje del contenido. Implica dialogar, discutir, rectificar y conciliar.
Incorporación de actividades de la escuela, familia y comunidad. El docente demuestra cómo puede
utilizar lo aprendido, en contextos diferentes. En este apartado se proporcionan ejemplos de guías
de aprendizaje, proyectos de aula, laboratorios, entre otros.
Página 6
Indicador de logro
• Diferencia y caracteriza a los seres vivos de la materia inerte.
¿Qué más
debo saber?
Exploración de conocimientos previos
Observe la imagen, dialogue en equipo y respondan: ¿Por qué todos los seres vivos
somos diferentes y necesitamos de la materia inerte para poder vivir?
Situación problema
Para que haya fotosíntesis es necesaria la presencia de plantas, agua y energía solar en las
condiciones normales. ¿Cómo ayudan los seres vivos y la materia inerte al mantenimiento
o conservación de la vida en el planeta?
Plantee sus hipótesis y compártalas en equipo.
Unidad 1:
Los seres vivos y su medio
Características de los seres vivos y la materia
inerte
1
La luz es una onda
electromagnética que
forma parte del espectro
electromagnético definido
por la radiación que viene
del sol y es la responsable
de generar el día y la
noche.
Cerca de los polos
geográficos se produce
el fenómeno, que en
verano la luz solar se da
en las horas consideradas
como noche y en invierno
podría la luz no llegar
aunque sean consideradas
horas de día. Este es un
factor que influye en los
comportamientos de los
seres vivos.
Más información en
http://goo.gl/EqR6KQ
http://goo.gl/WMBtEO
Figura 1. Interrelación de los seres vivos y la materia inerte. Fuente: http://goo.gl/ib8jDg
Página 7
Desarrollo
Las plantas verdes, las algas y algunas bacterias utilizan la
fotosíntesis para llevar a cabo su desarrollo y crecimiento.
La fotosíntesis es la característica más importante de las
plantas y de gran importancia para los seres vivos porque
de ella deriva la vida en el planeta.
El proceso de fotosíntesis es realizado por las plantas a
partir de compuestos inertes o inorgánicos como son la
luz solar, bióxido de carbono (CO2
) y el agua (H2
O) para
producir glucosa (C6
H12
O6
) (que es el alimento de todos
los demás seres vivos, iniciando por los herbívoros y luego
los carnívoros) y seis moléculas de oxigeno (6O2
) esencial
también para la vida.
En la figura 2, las partes verdes del planeta muestran la
cantidad de procesos fotosintéticos que se realizan y de
los cuales todos los seres vivos estamos consumiendo el
producto final de este proceso que se llama glucosa.
Con la información anterior, en equipo, dialogue la
siguiente interrogante: ¿Por qué se afirma que el proceso
de la fotosíntesis es vital para todos los seres vivos y no
solo para las plantas?
Puede enriquecer su diálogo consultando el sitio http://
goo.gl/fXdahd
Figura 2. Proceso de la fotosíntesis, Fuente: http://goo.gl/XyEjDn
Figura 3. Procesos fotosintéticos en la Tierra, Fuente: http://goo.gl/FbDE7B
Los seres vivos y la materia inerte
En cualquier lugar del planeta se evidencia la interacción
de la materia viva y la materia inerte.
Los seres vivos se definen como sistemas organizados
que nacen, crecen, se nutren, se mueven, se adaptan, se
reproducen y mueren.
La materia forma parte de los elementos con los que
interactúan los seres vivos y no realizan las funciones
anteriores.
Se reconoce como materia inerte:
•	 El agua: Compuesto químico formado por dos
átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, es el
componente más abundante del planeta, presenta
las propiedades de ser incolora (sin color), insípida
(sin sabor) e inodora (sin olor).
	 Se encuentra en los tres estados de la materia,
sólido, líquido y gaseoso; además se considera
como el solvente universal porque la mayoría de
sustancias son solubles en ella.
	 El planeta está formado aproximadamente por el
70% de agua.
	 El cuerpo humano también tiene un promedio del
70% de agua y entre las funciones que desempeña
están: sirve como lubricante en la digestión; está
presente en la saliva; las articulaciones, las lágrimas,
los cartílagos, entre otros; también como regulador
de la temperatura, disipa el exceso de calor por
medio de la sudoración, la sangre abandona los
capilares de la piel refrescando el cuerpo; como
Página 8
	 transporte de nutrientes, el 92% del agua del cuerpo
se encuentra en los pulmones y en la sangre; como
eliminador de toxinas, por medio del sudor, la orina
y heces; además, previene el estreñimiento y mejora
la expulsión de las excretas.
• El aire: es una mezcla de gases con porcentajes
aproximados del 75% de nitrógeno, 21% de
oxígeno, 7% de vapor de agua y el otro porcentaje
de bióxido de carbono, nitrógeno y gases nobles.
Un organismo aeróbico, es decir, que depende
del aire, puede vivir sin agua o sin comida durante
algunos días, en cambio sin aire solo dura unos
pocos minutos o segundos.
	 Algunos ejemplos de la importancia del aire para los
seres vivos: es indispensable en los procesos de
respiración, mantiene las condiciones adecuadas
de humedad y temperatura del planeta, entre otros.
• La luz es una onda electromagnética indispensable
para los seres vivos, su importancia radica en que
es un regulador de las funciones de los seres vivos
(organismos que desarrollan su vida en el día, al
anochecer se dedican a descansar (dormir)). Las
plantas verdes, las algas y algunas bacterias utilizan
la energía solar para realizar la fotosíntesis (base
alimenticia de los heterótrofos), permite el fenómeno
de la visión. Es decir, que varias de las conductas
de los seres vivos están relacionadas directamente
con la luz.
En equipos de trabajo, elaboren un collage sobre las
interacciones de los seres vivos y la materia inerte, luego,
presenten al pleno sus ideas.
La materia es tomada por los seres vivos del medio
ambiente como fuente de energía, de esta forma se nutren.
Dentro de la nutrición tenemos la alimentación, la cual es
diferente para cada una de las especies, la alimentación
permite incorporar al organismo los nutrientes necesarios
para su sobrevivencia.
Entre las formas de alimentarse de los seres vivos se
identifican:
•	 Los productores, es decir, las plantas que se
alimentan por medio del proceso de la fotosíntesis
utilizando el bióxido de carbono y agua, además,
sales minerales y energía solar o artificial. La materia
formada son compuestos orgánicos, base para la
alimentación de los demás seres vivos.
•	 Herbívoros o consumidores heterótrofos primarios:
son organismos que se alimentan de materia orgá-
nica viva, de diferentes plantas. Además, muchos
organismos se clasifican en granívoros, frugívoros,
entre otros.
•	 Consumidores secundarios: es un grupo formado por
organismos de alimentación carnívora, en general
consumen herbívoros o animales recién muertos.
•	 Consumidores terciarios: son todos los organismos
que se alimentan de los animales en general, o de
los consumidores secundarios.
Figura 5. El Sol como una fuente de luz. Fuente: http://goo.gl/bbvQfF
Figura 4. Recurso agua en el planeta tierra. Fuente: http://goo.gl/4B6UCe
Página 9
•	 Los omnívoros: son los organismos que se
alimentan de todo tipo de materia orgánica.
•	 Saprófagos: se alimentan de materia orgánica en
descomposición.
En equipo de trabajo, escriban un guión de dramatización
sobre las formas de alimentación tomando en cuenta los
ejemplos anteriores y otros que no están en el listado
anterior.
Todos estos elementos físicos determinan la vida en
el planeta, siendo materia inerte de forma natural pero
también hay materia inerte de forma artificial y es todo
aquello que no tiene vida y que ha sido elaborado por el
ser humano como una pelota, una mesa, y muchos más.
Escriba tres ideas sobre la importancia de la materia inerte
en el desarrollo de la vida y compártalas con el pleno.
Características de los seres vivos
Todos los seres vivos se identifican por sus características:
nacen, crecen, se adaptan, se reproducen y mueren.
•	 Nacimiento
	
El nacimiento es un eslabón importante en el desarrollo de
la vida. Los seres vivos se agrupan por su forma de nacer
en: ovíparos, vivíparos y ovovivíparos.
Los ovíparos son los animales que nacen por medio de
huevos; es decir, que el macho coloca su gameto en la
hembra para fecundarla y el huevo fertilizado se desarrolla
en el interiro de ella; hay muchas especies que tienen esta
forma de nacer como aves, algunos reptiles, la mayor
parte de los insectos, los anfibios, los peces y algunos
mamíferos especializados llamados monotremas, entre
ellos el ornitorrinco; para depositar sus huevos cada uno
de estos organismos tienen su propia forma de anidarlos,
en árboles, en el agua, rocas, tierra, arena, entre otros.
Los vivíparos: animales cuyo desarrollo embrionario lo
lleva a cabo en la cavidad uterina de la madre, sus crías
salen completamente formadas y durante su desarrollo se
alimentan de la madre por medio de la placenta, donde
se encuentran todos los nutrientes necesarios para
su desarrollo. El período de gestación de los animales
vivíparos depende del tamaño, cuanto más grande, mayor
tiempo de gestación y si es más pequeño, menos tiempo
de gestación.
Algunos animales carecen de placenta y el período de
gestación, la hembra lo realiza en una bolsa especifica; el
marsupio por no tener placenta, el período de gestación
es bien corto terminando de formarse fuera de esa bolsa,
por ejemplo, los tacuacines y los canguros; entre otros
que son los marsupiales.
Figura 6. a. Consumidor primario b. Consumidor secundario
Fuente: http://goo.gl/ODXEhl , http://goo.gl/JcAk39
Figura 7. Nidos de animales ovíparos
Fuente: http://goo.gl/W1AQK8, http://goo.gl/H7SrIR
Figura 8. Animales viviparos. Fuente: http://goo.gl/hMYzUV, http://goo.gl/1Nqo4g
a b
Página 10
Los ovovivíparos, son animales que realizan su desarrollo
embrionario en huevos, pero estos permanecen dentro del
cuerpo de la hembra hasta que completan su formación.
La eclosión puede producirse inmediatamente antes del
parto o inmediatamente después de la puesta.
La ovoviviparidad tiene aspectos similares con los seres
ovíparos y vivíparos, ejemplos de esta forma de nacimiento
son algunos tiburones, algunos reptiles entre otros.
Puede encontrar más información en http://goo.gl/Nm4u2J
y http://goo.gl/1WFC1v
• Crecimiento
Responda de forma individual. ¿Qué diferencias identificó
entre crecimiento y desarrollo? Comparta sus ideas con
el pleno.
El crecimiento se lleva a cabo por diversos procesos, tales
como, el aumento en el número y tamaño de las células
debido a la división celular, la alimentación (incorporación
de nutrientes), la generación de nuevas estructuras en el
organismo, los cambios en las estructuras existentes, la
presencia de hormonas que aumentan o disminuyen la
división celular, la herencia recibida por los progenitores,
la edad y los factores ambientales (temperatura, clima,
humedad).
Mediante el mecanismo de división celular las celulas
se transforman en tejidos, órganos y sistemas haciendo
más complejas las estructuras para realizar las funciones
vitales.
El desarrollo está referido a la especialización de las
estructuras o aparecimiento de nuevas características a
las cuales se les llaman habilidades.
El crecimiento se evidencia al tomar el peso y la talla, en
cambio el desarrollo por medio de las acciones motoras,
sociales, de lenguaje y las afectivas.
De esta forma el crecimiento se realiza de forma constante
hasta llegar a la edad adulta alcanzando su madurez.
A la capacidad de los organismos de producir nuevos
individuos se le llama reproducción. Todos los seres vivos
realizan este proceso mediante dos formas básicas, la
asexual y la sexual.
La reproducción asexual
Se caracteriza por realizarla un solo individuo, sin
intervención de órganos o células especializadas y la
descendencia es idéntica a la célula madre (progenitora).
La reproducción asexual tiene varias formas, entre estas
se mencionan: bipartición, gemación y esporulación.
a. En la bipartición o fisión binaria, la célula se parte
en dos, es decir, que origina dos individuos
(este tipo de reproducción se lleva a cabo en
organismos unicelulares principalmente).
b. Gemación, en este tipo, una pequeña porción
de la célula se va separando llevando consigo
toda la información de la célula madre hasta
separarse completamente, es como un brote o
yema en forma de brazo y se da en organismos
inferiores como la hidra.
c. Esporulación, consiste en la reproducción por
esporas.
Estas últimas dos formas de reproducción se realizan
principalmente en los vegetales y los organismos inferiores.
Figura 9. Ciclo de vida del ser humano. Fuente: http://goo.gl/6cU297Figura 9. Ciclo de vida del ser humano. Fuente: http://goo.gl/6cU297
• Reproducción
Página 11
Las plantas, se reproducen de formas diversas, pueden
hacerlo por estolones, acodo, esporas (reproducción
asexual) y por gametos (reproducción sexual).
En algunos animales también ocurre la reproducción
asexual donde no hay cópula o apareamiento de órganos
sexuales. Por ejemplo, a los erizos de mar y las hidras les
crecen brazos o brotes para desprenderse de la madre
y formar nuevos individuos; otro ejemplo, son las tenias
o gusanos planos, los gusanos con cerda y las hidras se
parten en varios segmentos y cada uno de ellos forma un
nuevo organismo.
Reproducción sexual
La reproducción sexual ocurre en plantas hermafroditas,
es decir, con autofecundación; asimismo, la reproducción
sexual se observa en los animales y se caracteriza porque
se necesitan dos organismos que proporcionen los
gametos (células especializadas para la reproducción)
masculino y femenino.
La reproducción sexual en las plantas se inicia desde las
anteras que contienen los granos de polen y se depositan
por la polinización en el gineceo (órgano femenino).
En las plantas, el órgano masculino es el androceo, donde
se encuentra los estambres y el polen; en el gineceo se
encuentra el pistilo que produce los óvulos y es donde
se deposita el polen por medio de la polinización llevada
a cabo por agentes externos como el aire, el agua,
insectos, etc., desarrollándose el fruto como producto de
la fecundación y este al madurarse produce la semilla que
dará origen a una nueva planta.
En los animales la reproducción sexual es diversa, la
mayoría son unisexuales aunque muchos grupos como
algunos anélidos, moluscos y peces son hermafroditas,
pero siempre necesitan de otro organismo para fecundarse
porque no se pueden fecundar a sí mismos, fenómeno
que se llama entrecruzamiento, el objetivo es intercambiar
espermatozoides.
La reproducción sexual se caracteriza por llevarse a cabo
entre dos individuos de la misma especie y para ello tienen
la célula especializada femenina llamada óvulo que se
produce en el ovario y el espermatozoide, célula masculina
que se produce en los testículos.
Figura 10. Algunas formas de reproducción asexual. Fuente: http://goo.gl/oOGTBL
Figura 11. Reproducción sexual en plantas. Fuente: http://goo.gl/NrEEUK
Androceo
Estambre
Gineceo
Pistilo
Pistilo
Estigma
Estilo
Ovario
Rudimen-
to
Seminal
Antera
Filamento
Teca
Polen
Cáliz-sépalos
Corola-pétalos
Periantio Estambre
Página 12
Luego de considerar la revisión de información y tener elementos de juicio sobre las
características de los seres vivos y la materia inerte, planifique una guía para ver un video
que contenga aspectos relacionados con el tema, así como el fomento de valores en el
cuidado de mantener el equilibrio entre los seres vivos y la materia inerte.
También puede pedir que escriban cinco ideas clave del tema e investigar los conceptos
que no están claros.
Se recomiendan algunos videos, los cuales deben ser analizados por el docente, o el
equipo docente.
http://goo.gl/7QZWMt
http://goo.gl/m9uzIL
http://goo.gl/Xuc8ay
Inteligencias
múltiples
Naturalista, al reconocer
la importancia de cada
uno de los organismos
vivos y la materia inerte.
Interpersonal, al
compartir ideas y dialogar
con sus colegas.
Lingüística, mediante la
redacción y descripción
de conceptos,
características y procesos
de forma apropiada, y
en las participaciones
de discusión del tema.
Asimismo al escribir el
guión de un drama.
Ideas didácticas
Realizar una maqueta
donde se evidencien las
interacciones entre los
seres vivos y la materia
inerte, pueden moldear
figuras de plastilina y
utilizar material reciclado
o reusable.
Luego, pedir a los
niños que expliquen
las diferencias que
identifican entre los seres
vivos y la materia inerte.
Además, puede
aprovechar para valorar
la interdependencia entre
ellos.
Durante el apareamiento, se realiza la unión de los gametos generando la célula huevo o
cigoto, que en los primeros estadios de desarrollo se le llama mórula que sigue dividiéndose
en muchas células hasta originar el embrión que seguirá desarrollándose hasta formar el
feto, luego y según la especie tardará un tiempo prudencial para su nacimiento.
Para el apareamiento los animales realizan diversas formas de atraer o fecundar a la
hembra y esto depende de la especie, este fenómeno se llama cortejo; la forma de hacerlo
es variable entre ellas tenemos: cantos, caricias, besos, abrazos, danzas, peleas, perseguir
a la pareja, giros y danzas aéreas, exposición de sus atributos como plumaje, ofrecimiento
de comida y hay otros como algunos peces que exponen sus luces de colores para llamar
la atención; al final el objetivo es estimular a la hembra para la producción hormonal y
terminar con el apareamiento.
Diseñe un cuadro comparativo tomando en cuenta las características propias de los seres
vivos y la materia inerte y enriquezca sus ideas al compartirlo con un colega.
Página 13
Indicador de logro
•	 Describe con objetividad algunas características relacionadas con la herencia de los rasgos físicos entre los
seres vivos de las mismas especies.
¿Qué más
debo saber?
Exploración de conocimientos previos
Responder de forma individual lo siguiente:
¿Por qué en la naturaleza existen organismos de la misma especie pero con marcadas
diferencias entre ellos y que los hace perpetuarse a través del tiempo?
Socializar con sus colegas sus respuestas y comartirlas con el pleno.
Puede auxiliarse de la siguiente imagen.
Rasgos físicos como formas de adaptación de
los seres vivos
2
Teorías evolutivas. La
evolución se define como
un cambio causado por:
selección natural, deriva
genética, mutación,
migración. Los principales
argumentos del origen de
las especies, son:
• 	 Los tipos biológicos o
especies se encuentran
en cambio constante.
• 	 La vida se manifiesta
como una lucha
constante por la
existencia y la
supervivencia.
• 	 Los organismos que
menos se adaptan
a un medio natural
específico desaparecen
y permite que los
mejores adaptados se
reproduzcan, a este
proceso se le llama
“selección natural”.
• 	 La selección natural, el
desarrollo y la evolución
requieren de un enorme
período de tiempo.
• 	 Las variaciones
genéticas que
producen el incremento
de probabilidades
de supervivencia son
azarosas.
Puede consultar en:
http://goo.gl/IgDhP9
Figura 1. Modificaciones físicas en las especies, Fuente: http://goo.gl/HUoMDX, http://goo.gl/pUmRdg
Situación problema
En equipo, responder la siguiente pregunta ¿Cómo se realiza la transmisión de caracteres
adaptativos en los organismos vivos? Dialogar y escribir sus hipótesis, posteriormente
socializarlas con el pleno.
Desarrollo
La transmisión de características, fisiológicas, anatómicas, reproductivas y de relación de
los seres vivos recibe el nombre de herencia. El genotipo es toda la información contenida
en los genes, en cambio la manifestación exterior en los rasgos físicos se llama fenotipo.
Todas las células tienen características propias heredadas de sus progenitores para
proporcionarles una actividad específica, las cuales reciben el nombre de material
hereditario.
Página 14
Ideas didácticas
En la adaptación se
generan cambios en
las estructuras de los
seres vivos de acuerdo
a sus necesidades,
así tenemos: Órganos
homólogos: Presentan
el mismo origen y
diferentes funciones.
Órganos análogos:
Presentan la misma
función pero diferente
origen.
Actividad:
Llevar al aula una
serie de animales y
plantas de plástico
tales como las figuras
de un murciélago,
delfín, topo, grillo topo,
insectos, aves, etc.
En un número mínimo
de veinte y tomando en
cuenta la información
anterior y la orientación
del docente, clasificar
a los organismos de
acuerdo a la presencia
de esos dos tipos de
órganos (homólogos y
análogos).
Todos los seres vivos presentan las siguientes características comunes: metabolismo,
desarrollo o crecimiento, organización, irritabilidad, homeostasis, reproducción y
adaptación.
Metabolismo
El metabolismo permite a los seres vivos transformar los alimentos para obtener nutrientes,
para usarlos cuando efectúan sus funciones. Éstos actúan formando la sustancia propia
para crecer, mantenerse y reparar el desgaste, suministran energía y proporcionan las
sustancias reguladoras del metabolismo.
Figura 2. Diferentes alimentos que se transforman en nutrientes
Fuente: http://goo.gl/mmnwwm
Desarrollo o crecimiento
Figura 3. Desarrollo y crecimiento de una plan-
ta. Fuente: http://goo.gl/SHzpE0
Una característica principal de los seres vivos es que éstos crecen. Los seres vivos
(organismos) requieren de nutrientes (alimentos) para poder realizar sus procesos
metabólicos que los mantienen vivos, al aumentar el volumen de materia viva, el organismo,
logra su crecimiento (Fig.3). El desarrollo es la adquisición de nuevas características.
Homeostasis
Debido a la tendencia natural de la pérdida del orden, denominada entropía, los orga-
nismos están obligados a mantener un control sobre sus cuerpos, al que se denomina
homeostasis, y de esta forma mantenerse sanos.
Página 15
Termorregulación
Es el proceso que presentan los seres vivos de regular
su calor y el frío, dependiendo del ambiente en el que se
encuentran.
Osmorregulación
Los seres vivos tienden a regular el agua y los iones, en
este proceso participan principalmente los riñones y el
corazón, ayudados por el sistema respiratorio y nervioso.
Figura 4. Termorregulación de los seres vivos. Fuente: http://goo.
gl/8PO0qk
Irritabilidad
La reacción a ciertos estímulos (sonidos, olores, etc) del
medio ambiente constituye la función de irritabilidad. Por
lo general los seres vivos no son estáticos, son irritables,
responden a cambios físicos o químicos (fig.5) responden
tanto en el medio externo como en el interno.
Los estímulos que pueden causar una respuesta en plantas
y animales son: cambios en la intensidad de luz, ruidos,
sonidos, aromas, cambios de temperatura, variación en la
presión, entre otros.
Figura 5. Respuesta ante estímulos externos, a luz y el olor
Fuente: http://goo.gl/4C1kQQ, http://goo.gl/jZvO7n	
Organización
El medio ambiente está bien organizado y formando
parte de él todos los seres vivos también, es decir, se
Figura 6. Niveles de organización en un organismo
Fuente: http://goo.gl/eCSzXA
VARIOS TEJIDOS
AGRUPADOS FORMAN
UN ÓRGANO
VARIOS ÓRGANOS
FORMAN UN
SISTEMA
UN CONJUNTO DE
CÉLULAS IGUALES
FORMAN UN TEJIDO
CÉLULA
MUSCULAR
TEJIDO
MUSCULAR
MUSCULO
SISTEMA
MUSCULAR
realizan varias funciones internamente al mismo tiempo,
teniendo una relación importante y compleja entre ellas,
caracterizando de esa forma a cada individuo.
Todo ser vivo está formado por células, ésta unidad básica
tiene su propia organización, compleja porque las funciones
que realiza es la suma de todas ellas coordinadas. En los
organismos superiores, animales y vegetales, el grado
de organización es más complejo porque se encuentran
tejidos, órganos y sistemas; estos son los niveles de
organización individual.
Reproducción
La forma de reproducción en los seres vivos es diversa,
pero básicamente solo existen dos.
Sexual: En ella es necesario la participación de dos
individuos llamados progenitores, de diferente sexo, cada
uno aporta una célula especializada llamada gameto (óvulo
o espermatozoide), que se unen para formar un huevo o
cigoto.
La reproducción asexual tiene varios tipos, se mencionan
la bipartición, cuando el organismo se parte en dos; la
gemación cuando al organismo se le desprende una
pequeña parte llamada yema y esporulación, cuando
nacen por esporas. En esta reproducción un solo individuo
participa y se caracteriza porque la información hereditaria
no cambia siempre es la misma, por eso las células hijas
son idénticas a las células madres.
Página 16
Adaptación
En este proceso los seres vivos van superando las
condiciones ambientales para sobrevivir. Se distinguen
tres tipos de adaptaciones: Morfológica llamada también
estructural: Cuando cambian de forma los organismos de
acuerdo a las condiciones del medio, siendo este proceso
sucesivo, ejemplo los órganos vestigiales, los cuales no
realizan ninguna función.
Figura 8. Adaptaciones morfólogicas. Fuente: http://goo.gl/vzWIB2
Fisiológica o funcional: Cuando el funcionamiento de los
órganos se modifica para facilitar la sobrevivencia.
Figura 9. Adaptación fisiológica
Fuente: http://goo.gl/Hyr6NW, http://goo.gl/ikmxTM
Figura 10. Adaptaciones etológicas. Fuente: http://goo.gl/6EnVCZ,
Consultar para ampliar:
http://goo.gl/p0i5mA
Escriba sus conclusiones después de consultar en el sitio.
Irritabilidad en los seres vivos
Los seres vivos, en su mayoría, han desarrollado formas
diversas de responder a los diversos estímulos que el
medio les presenta, en cada uno varía según la necesidad
desarrollándose en su complejidad, en su anatomía y en
su fisiología y estas se transmiten a la descendencia.
Las plantas reaccionan a su medio con los procesos
llamados tropismos, estos son:
Fototropismo: Son las reacciones que realizan las plantas
a la presencia de luz; existe el fototropismo, positivo que
la planta realiza en el tallo, va en busca de la luz (fig.11) y
el fototropismo negativo cuando la planta por medio de la
raíz (se aleja de la luz).
Figura 7. Formas de reproducción asexual, Fuente: http://goo.gl/VXuYcR
Etológicas o de conducta: Está referido al ambiente que
rodea al organismo, es decir, los hábitos que debe cambiar
para sobrevivir o aquellos cambios para comunicarse con
los demás organismos.
Figura 11.Fototropismos. Fuente: http://goo.gl/TS7BzB
Página 17
Tigmotropismo: Son las reacciones de las plantas cuando
entran en contacto con cuerpos sólidos; por este aspecto,
las plantas pueden trepar aferrándose a otras plantas u
objetos que están a su alrededor.
Figura 12. Tigmotropismos, Fuente: http://goo.gl/uomsWv, http://goo.gl/1EwU8j
Las nastias: Es la respuesta a estímulos externos como el
contacto haciendo que las plantas se muevan, dirigiéndose
en la misma dirección del estímulo sin que haya aumento
en la masa del vegetal. Ejemplo, la dormilona o Mimosa
púdica.
Figura 13. La dormilona y planta insectívora, que responden a los estí-
mulos. Fuente: http://goo.gl/S1flaV
Gravitropismo: es la respuesta de la planta a la fuerza de
gravedad; por esa razón la raíz presenta gravitropismo
positivo porque crece en la misma dirección de la gravedad
en cambio el tallo tiene gravitropismo negativo porque va
en sentido opuesto.
Figura 14. Formas de crecimiento de raíces y su orientación en la tierra
Fuente: http://goo.gl/MCBtPM
Adaptaciones de las plantas al estrés biótico
Las plantas tienen que desarrollar mecanismos para
multiplicarse, para sobrevivir en suelos contaminados
natural y artificialmente, logrando habitarlos tarde o
temprano, deben adaptarse cumpliendo todos los
principios físicos, químicos y termodinámicos.
Para funcionar, las plantas, se ajustan y evolucionan
en esas condiciones de estrés ambiental, entre ellas se
presentan:
1. Tolerancia a elementos pesados y la salinidad: Los
vegetales deben adaptar su metabolismo de acuerdo al
medio donde se encuentran, sea este un medio salino o un
suelo contaminado por desechos industriales (elementos
pesados).
2. Sequía y calor: Como en el desierto, las plantas deben
modificar su estructura con el objetivo de sobrevivir, una
adaptación es reducir sus hojas a espinas para reducir la
transpiración y evitar la pérdida de agua, cambios en la
posición de los estomas posición y anticipar caídas de
hojas.
3. Humedad: Los manglares es el ejemplo típico de
la adaptación a vivir en un ambiente salino y húmedo
debiendo modificar sus raíces para vivir sobre el agua.
4. Tolerancia a varios gases: Deben responder a los
agentes endógenos y exógenos que les producen
abundantes gases, para lo cual la planta debe mantener
un intenso metabolismo gaseoso, regulando así las altas
concentraciones gaseosos.
5. Tolerancia a la radiación: Debe generar mecanismos de
defensa, a las grandes cantidades de fotones que le llegan
con la energía solar y que sobrepasa la cantidad mínima
necesaria para realizar el proceso de fotosíntesis.
Todas esas adaptaciones aparecen en la descendencia y
siguen modificándose.
Se sugiere consultar el sitio: http://goo.gl/imJFTu
Escribir algunas nuevas ideas y compartirlas con un
colega.
Se sugiere hacer la siguiente experimentación con sus
estudiantes en el aula.
Experimentación
1.	 Colocar dos vasos con algodón en el fondo, y
Página 18
semillas, de frijol en cada uno de ellos.
2.	 Ubicar un vaso al aire libre y otro en una caja sellada
con un agujero en un lado para que entre la luz.
Ambos a temperatura ambiente.
3.	 Regarlos cada 12 horas con 10 gotas de agua cada
día durante 5 días.
Responder:
a)	 ¿Cuál crecerá primero?
b)	 ¿Cuál es la dirección en que crecerá la planta que
está en la caja?
c)	 ¿Cuál obtuvo mayor tamaño?
d)	 ¿La descendencia de las semillas nacidas en la caja
podrá desarrollarse sin problemas en la oscuridad?
Pedirles que fundamenten su respuesta y comenten sus
resultados.
Con sus colegas dialogar y razonar las posibles respuestas
que sus estudiantes puedan tener.
Irritabilidad en los animales
1.	 Ritmos circadianos: Se refiere a los cambios que se
realizan en los organismos en cuanto a sus funciones
biológicas en un promedio de tiempo de 24 horas.
	 Ejemplos: La presión sanguínea de un día, la
actividad de la hormona que realiza el crecimiento,
los períodos de sueño, etc.
2.	 Tactismo: Es la respuesta de los organismos de
acercarse o alejarse lentamente respecto a un
estimulo. El tactismo positivo es cuando se acerca y
el negativo es cuando se aleja.
	 Estairritabilidadserealizaenorganismosunicelulares
y en invertebrados. Ejemplos: Las euglenas se
acercan a la luz, Los chanchitos de tierra buscan
la oscuridad y humedad (llamado hidrotropismo
positivo, entre otros.
3.	 Reflejos: Es cuando el organismo, frente a
determinados estímulos, da respuestas instantáneas
involuntarias y preestablecidas.
Figura 15. Algunos reflejos animales
Fuente: http://goo.gl/xF7yhe, http://goo.gl/Oye8A6
Explicar y compartir con sus colegas dos experiencias
que haya observado, como por ejemplo la herencia de
sus mascotas u otros animales a sus descendientes,
relacionándolos con los tres aspectos que se han revisado
anteriormente.
4. Instintos: Es un conjunto de respuestas innatas y
predeterminadas dadas en secuencias y admiten
un grado de variación entre individuos de su
misma especie según sean las circunstancias y
condiciones del medio. Son respuestas complejas
de los animales, desde algunos invertebrados como
moluscos y artrópodos, hasta en los vertebrados.
Figura 16. Respuestas instintivas a la supervivencia.
Fuente: http://goo.gl/3ZqHxo, http://goo.gl/Tr4rTW
5. Aprendizaje: Es la acumulación de experiencias
a lo largo del tiempo que modifica los modelos
de patrones o conducta de un animal, dichas
experiencias o conocimientos se almacenan en el
sistema nervioso.
6. Razonamiento: Está referida a dar respuestas
adecuadas a eventos nuevos no enfrentados
anteriormente, es decir, tener la capacidad de
resolver problemas complejos. Ejemplo: El ser
humano. Los demás animales como chimpancés,
perros, gatos, etc. necesitan de experiencias previas
para actuar a las nuevas. 	
Figura 17. Conductas aprendidas
Fuente: http://goo.gl/wfPfCm
Página 19
	
Se ha comprobado que los animales que no poseen un sistema nervioso integrador de las
respuestas adaptativas, presentan otros mecanismos de respuesta rápida a los distintos
tipos de estímulos, y ellas implican preferentemente sólo partes del cuerpo o segmentos
del animal, sin involucrar al organismo completo. Ejemplo, los artrópodos con un sistema
nervioso ganglionar, los equinodermos con un sistema nervioso radial y los celentéreos
con un sistema nervioso difuso.
Puede consultar y ampliar su aprendizaje en: http://goo.gl/dtg8cy
http://goo.gl/CxmbHV
Interpersonal, al trabajar
en equipo para analizar
y discutir ideas sobre las
adaptaciones, beneficios
y daños.
Lingüística, redactan y
describen conceptos y
características de las
adaptaciones de forma
apropiada.
Naturalista, al apreciar
la diversidad de formas
de vida que existen y sus
respectivas adaptaciones
a su medio.
Responder y compartir en equipo los siguientes aspectos:
1.	 ¿Cuál es la diferencia entre la respuesta que da un ser vivo al medio ambiente y la de un material u objeto a una
fuerza aplicada sobre él?
Ejemplifique.
2.	 ¿Cuáles son los sistemas que coordinan las respuestas en animales complejos?
3.	 Explique la diferencia entre reflejos e instintos, mencione ejemplos de cada uno.
4. 	Con base a la información, en los equipos de trabajo formulen dos experiencias referidas a los rasgos físicos que se
observan actualmente y que en el pasado no las tenían y su importancia para la sobrevivencia de dicho organismo,
sean estas plantas o animales.
Apóyese con los siguientes videos: http://goo.gl/WiL8yp, http://goo.gl/bhC7vz, http://goo.gl/tlRMwj
Generar un debate a favor y en contra de los mecanismos de adaptación que han desarrollado todos los seres vivos para
mantener su especie.
Planificar en equipo una actividad como la presentación de un drama, que implique analizar las características relacionadas
con la herencia de los rasgos físicos entre los seres vivos de las mismas especies, diseñar para sus estudiantes, un
guión de teatro, tomando en cuenta dichas características; luego preparar una guía y un cuadro comparativo sobre las
adaptaciones que realizan los organismos de acuerdo al ambiente físico que lo afectan.
Compartir con otros colegas sus ideas y enriquecer sus propuestas.
Inteligencias
múltiples
Figura 18. Las conductas reflejan el nivel de razona-
miento. Fuente: http://goo.gl/4Ptc9k, http://goo.gl/9DAKzy
Página 20
Indicadores de logro
	 • Establece relaciones entre la locomoción de vertebrados e invertebrados, al observar su desplazamiento.
	 • Representa y explica los principios de las máquinas simples en la locomoción de los animales.
Exploración de conocimientos previos
Contestar la pregunta ¿Por qué es importante el sistema locomotor?
En equipos, dialogar sobre las formas de locomoción conocidas en vertebrados e
invertebrados.
Promover el debate con el pleno, socializando la información que se ha generado en cada
uno de los equipos.
Situación problema
Las formas de locomoción entre los vertebrados e invertebrados son totalmente diferentes
por la presencia de las estructuras óseas de los primeros.
¿Cuál es la importancia de las máquinas simples y su relación con la locomoción de los
animales? Plantear sus hipótesis en equipo.
Desarrollo
Todos los seres vivos tienen la necesidad de moverse, las plantas lo hacen para buscar los
rayos solares, en cambio los demás seres vivos, lo hacen como parte de sus funciones
vitales y para ello necesitan de estructuras específicas, es así que organismos de la misma
clase han tenido que desarrollar estructuras para cumplir dicha función, las cuales tienen
similitud con las características propias de las máquinas simples. Todos los seres vivos
a excepción de las plantas, se desplazan para desarrollar las funciones vitales adaptando
las estructuras de acuerdo al medio en el que se encuentran.
Los vertebrados tienen estructuras especializadas para la locomoción, los invertebrados
lo hacen por medio de movimientos contráctiles o estructuras especializadas.
Locomoción en los invertebrados
Los invertebrados, sin huesos ni columna vertebral, realizan la locomoción por medio de
sus músculos, como en el caso de las lombrices de tierra que se caracterizan por tener un
esqueleto hidrostático muy blando, el cual está formado por bolsas que contienen líquidos
los cuales les permiten moverse por medio de los segmentos de su cuerpo, volando como
los insectos, desarrollando estructuras especiales para impulsarse, como los pulpos,
medusas, entre otros.
¿Qué más
debo saber?
Principios físicos de la locomoción en los
animales3
Un robot subacuáti-
co está ayudando a los
científicos a entender
por qué los animales de
cuatro aletas como pin-
güinos, tortugas de mar
y focas, sólo usan dos
de sus extremidades
para la propulsión, mien-
tras que sus antepasa-
dos extinguidos hace ya
mucho tiempo parecen
haber usado las cuatro.
Cuando los investigado-
res pusieron a nadar a un
robot llamado Madelei-
ne, controlado mediante
un joystick, encontraron
que su velocidad máxi-
ma de navegación no
aumentó cuando usó
cuatro aletas en lugar de
dos (aparentemente por-
que las aletas delanteras
crearon turbulencia que
interfería con la capaci-
dad de las traseras para
generar propulsión ha-
cia adelante). Mantener
la misma velocidad con
cuatro aletas también
consumió significativa-
mente más energía. Pero
Madeleine fue capaz de
hacer arranques y frena-
dos más rápidos, usando
las cuatro aletas.
Página 21
En el reino animal se han desarrollado variados sistemas y
estructuras de locomoción, tanto en los unicelulares como
en los en los multicelulares. Los organismos unicelulares
han desarrollado estructuras a modo de apéndices,
llamados flagelos, cilios y pseudópodos.
Figura 1. Flagelo y cilios en microorganismos. Fuente: http://goo.gl/Qg0wXb,
Los pluricelulares invertebrados, se desplazan de variadas
maneras:
•	 Sistema ambulacral, que lo presentan los equino-
dermos como las estrellas de mar y erizos de mar;
el cual está formado por canales con fluidos y pies
ambulacrales o vesículas que se fijan a diversas su-
perficies.
•	 Una especie de “pie”, órgano formado por músculos
para su locomoción y lo presentan los moluscos
como las babosas y los caracoles.
•	 Apéndices articulados, los presentan los artrópodos
como los insectos, crustáceos y arácnidos.
•	 Pelos dispuestos en el cuerpo como cilios, son
estructuras de locomoción utilizados por los
anélidos que combinados con el movimiento de sus
músculos se contraen y al distenderse producen el
desplazamiento.
•	 El exoesqueleto, tiene en su estructura las patas
articuladas que le permiten el movimiento y traslado
a una serie de organismos como los insectos,
arácnidos, crustáceos y miriápodos.
•	 Alas, otra estructura de locomoción que presentan
algunos insectos para volar.
Los organismos que viven en el agua o pasan algún período
de vida en ella, han desarrollado otras estructuras, por
ejemplo, las larvas de algunos insectos tienen aletas de
forma hidrodinámica para poder nadar, el sifón lo presentan
los calamares y los pulpos con el cual inhalan el agua y
lo exhalan a presión; en el grupo de los celenterados se
encuentran los hidrozoos como la hydra microscópica que
vive en aguas dulces, posee una corona de tentáculos
de variados números y con adhesivo pie para adherirse al
sustrato; estas estructuras le permiten su desplazamiento
por rotación doblándose hasta fijar sus tentáculos a la
superficie, girando sobre su cabeza en forma de pirueta.
Sistema de locomoción de los vertebrados
La función principal de la columna vertebral es dar soporte
al resto del esqueleto. En la mayoría de los vertebrados,
las extremidades están sujetas al esqueleto, de tal forma
que permiten el movimiento y el desplazamiento al resto
del cuerpo.
Los vertebrados tienen diferentes sistemas de locomoción,
es decir, que pueden nadar, reptar, volar, saltar, caminar o
correr, por lo que sus extremidades se han adaptado al
medio en el que se desplazan.
Figura 2. Estructura del cuerpo humano. Fuente: http://goo.gl/5aAmSw
Para realizar todos los tipos de movimientos, el cuerpo
aplica la física en cuanto al sistema de palancas la cual
se define como una máquina simple, esto se hace cuando
se doblan las rodillas, el brazo, al saltar, caminar, entre
otros, (figuras 2 y 3) con el objetivo de tomar impulso y de
mantener el equilibrio.
Figura 3. Analogía máquina simple y brazo, Fuente: http://goo.gl/hxWXEZ
Página 22
Dialogar con sus colegas acerca de la locomoción de tres vertebrados y dos invertebrados
y compartir sus ideas con el pleno.
La característica principal de los vertebrados es la presencia de la columna vertebral, la
cual es una estructura semirrígida ósea o cartilaginosa que sirve de soporte y sostén del
cuerpo de los animales, teniendo la función también de protección de la médula espinal, y
de anclaje para algunos músculos.
Existen diferentes tipos de esqueleto, entre ellos:
• Exoesqueleto: Es el esqueleto externo, es decir esqueleto que cubre el cuerpo con
fines de protección, sostén y respiración, constituido por sales minerales y quitina.
ejemplos: Camarones, cangrejos, escarabajos, entre otros.
• Endoesqueleto: Es el esqueleto que se encuentra dentro del organismo, su complejidad
depende de la especie del organismo y cumple las funciones de protección de órganos
internos, sostén y punto de unión entre ligamentos y músculos. Ejemplos: leones,
seres humanos, las aves, entre otros.
		 Figura 4. Endoesqueleto de algunos vertebrados. Fuente: http://goo.gl/S2l2Df
•	Esqueleto hidrostático: Se llama así porque está formado por una bolsa llena de líquido
con determinada presión en ciertas estructuras como compartimentos. Ejemplos:
estrellas de mar, erizos de mar, entre otros.
Según la información anterior, la forma de moverse dependerá del tipo de estructura que
utilice, así por ejemplo el pulpo no tiene ninguna estructura ósea, es decir no tiene ninguna
de las estructuras anteriores lo que utiliza para moverse son sus músculos.
En equipos de trabajo, diseñar un rotafolio sobre algunos ejemplos de los distintos tipos
de esqueleto y compártanlos con sus colegas.
Los animales se mueven de diversas formas, entre ellas:
Los mamíferos: Algunos son cuadrúpedos y otros bípedos, se desplazan por tierra, sin
Ideas didácticas
Doblando huesos
Materiales
- 	Huesos de pollo
-	Depósito donde
quepan los huesos
- 	Vinagre
Procedimiento
• Lavar con abundante
agua, detergente y jabón
los huesos y verificar
que no tengan NADA de
carnosidad.
• Colocar los huesos
limpios en el depósito,
agregar vinagre hasta
cubrirlos completamente
y tapar el bote.
• A la semana
destaparlo y tratar de
doblarlo, si no se puede,
dejarlo otros dos días
más, luego lo doblará
fácilmente.
Los huesos están
formados por carbonato
de calcio y al reaccionar
con el ácido acético
(vinagre) pierden su
consistencia dura lo que
permite que se puedan
doblar.
Discutir con los
estudiantes: ¿Conoces
algunas enfermedades
que afecten los huesos
causadas por el
consumo de bebidas
carbonatadas?
Encontrará mayor
información en
http://goo.gl/tbjQ9s
Página 23
embargo, algunos utilizan otras maneras de desplazarse,
los monos utilizan tanto las manos como los pies pero en
mayor proporción lo hacen con los pies. Los mamíferos
acuáticos nadan mediante aletas; en el caso del murciélago
(figura 5) lo hace volando al desarrollar membranas, que
es una adaptación de las extremidades anteriores, el ser
humano es bípedo y lo hace caminando o corriendo con las
extremidades inferiores. Otros mamíferos, saltan, corren,
nadan o vuelan, realizando movimientos característicos
que les sirven para desplazarse en el medio que les es
propio y también incursionar, ocasionalmente, en el de
otros ambientes para los cuales no están adaptados.
Figura 5. Algunas formas de movimiento
Fuente: http://goo.gl/gz0Xok, http://goo.gl/VdjKWd
Los animales acuáticos: Se movilizan de formas diferen-
tes, entre ellas los movimientos ondulatorios de la cola
vertical de los peces llamada aleta caudal, haciendo las
veces de una hélice que lo impulsa hacia adelante; Los
protozoarios utilizan cilios agitando sus filamentos en for-
ma de remos; Las medusas y los pulpos lo hacen arrojan-
do agua a propulsión, generando una gran velocidad. Otro
es el movimiento ondulatorio del cuerpo como es el caso
de las anguilas; las tortugas lo hacen utilizando sus aletas
anteriores y posteriores en forma de remos.
Los reptiles: Su movimiento lo hacen arrastrándose sobre
el suelo, fenómeno que se llama reptar, razón por la cual a
todos se les llama reptiles, en su gran mayoría; pero hay
otros que se apoyan en sus pequeñas extremidades y
ondeando los músculos de su tronco, como las lagartijas.
Los insectos y las aves: Movilizan sus alas para desplazarse
y mantenerse en al aire, tirando su cuerpo hacia adelante,
estos organismos tienen diversos mecanismos para
moverse, así los insectos tienen balancines para mantener
la dirección y las aves poseen canales semicirculares en
el oído interno siendo esto importante para mantener el
equilibrio y la orientación. Una característica de los huesos
de las aves es que son huecos para facilitar el vuelo y
disminuir su peso.
Elaborar un cuadro comparativo sobre las diferentes
formas de locomoción de los animales vertebrados y los
invertebrados y realizar una puesta en común.
Consultar este sitio para su apoyo http://goo.gl/oAbD1u
Las máquinas simples en los animales
En la columna vertebral se realizan diversos acomoda-
mientos de músculos, tendones y huesos, generando así
las más variadas combinaciones para el movimiento de
los organismos, funcionando como verdaderas máquinas
simples.
Cualquier artefacto que hace aprovechar, regular y dirigir
una forma de energía para transformarla en otro tipo de
energía por medio del trabajo realizado, recibe el nombre
de máquina; este dispositivo cambia la dirección y
magnitud de una fuerza que se aplica.
Una máquina simple sea esta palanca, cable, plano
inclinado o una rueda, permite aumentar una fuerza
superior a la que una persona podría aplicar con sus
músculos, su utilidad es esencial para el desarrollo de
la vida en el planeta. La ventaja teórica de la máquina
es la relación que existe entre la fuerza que se aplica y la
resistencia que presenta la carga.
Figura 6. Algunos reptiles. Fuente: http://goo.gl/yYwn5k, http://goo.gl/sILuML
Figura 7. Huesos de aves. Fuente: http://goo.gl/pVFyWU, http://goo.gl/zcPzqH
Página 24
En los equipos de trabajo, proponer cinco ejemplos
prácticos de la aplicación de las palancas en las diversas
especies animales y socializar con el pleno.
Existen tres tipos de palancas
•	Las palancas de primer género: Son las que tienen el
punto de apoyo (fulcro) en el centro, porque lo que se
les llaman palancas del equilibrio.
Aplicación:
•	 Cuando asentimos con la cabeza (figura 10). Es
una palanca de primer género porque al mover
la cabeza hacia atrás, el cráneo pivotea sobre la
vértebra atlas, que es su punto de apoyo o fulcro
(F), los músculos trapecio y esternocleidomastoideo
(E), producen la fuerza necesaria para desplazar el
peso de la cabeza (R).
Figura 10. Palanca de primer género. Fuente: http://goo.gl/ORq4N9
•	Al caminar los seres vivos aplican las palancas de
segundo género, al impulsarnos para elevar el pie, y
el cuerpo de la tibia permitiendo que el peso llegue
al suelo, haciendo el pivote cerca de donde nacen
los falanges; luego el pie es depositado suavemente;
al apoyar el pie nuevamente en el suelo, este pivota
sobre el talón, que es su punto de apoyo, la fuerza es
realizada por los músculos, el cuerpo nuevamente en
el suelo, este pivota sobre el talón, que es su punto
de apoyo, la fuerza es realizada por los músculos
de la tibia permitiendo que el peso llegue al suelo
nuevamente.
Una máquina que se mueve por una sola fuerza se llama
máquina simple y debido al rozamiento que presentan
las cargas, la ventaja real de la máquina siempre va a ser
menor que la ventaja teórica. Ver figura 8.
Figura 8. Máquinas simples en la estructura de un elefante
Fuente: http://goo.gl/eNhBuu
Una palanca, es una barra rígida, que permite obtener
la ventaja mecánica ya sea multiplicando la fuerza,
aumentando la velocidad del movimiento o ampliando la
precisión.
La palanca se sostiene en un punto de apoyo llamado
fulcro (F), el objetivo de la palanca es mover un peso
llamado resistencia (R).
Figura 9. Palancas humanas. Fuente: http://goo.gl/fuDjrL , http://goo.gl/KJb0La
E
E
Página 25
Figura 11. Palanca de segundo género. Fuente: http://goo.gl/1rArvO
Con sus colegas, tendrá la oportunidad de experimentar
algunas acciones de la presión, las palancas,la gravedad y
el peso. Pedir a un participante voluntario que se siente en
una silla con la espalda y las piernas rectas, en la posición
que indica la figura 12.
Figura 12. Punto de gravedad. Fuente: http://goo.gl/ORq4N9
Pedirle que se levante pero considerando lo siguiente:
a) Cuerpo en posición vertical
b) No introducir las piernas debajo de la silla
c) No cambiar la posición de las piernas.
d) No impulsar el cuerpo hacia adelante.
Plantear sus comentarios y compartirlos en equipo antes
de realizar la experiencia.
Para profundizar, consultar: http://goo.gl/X9jxm1
•	 En las palancas de tercer género la potencia se
encuentra entre la resistencia y el punto de apoyo,
es llamada palanca de la velocidad.
	 Son de las palancas más utilizadas en el cuerpo
humano, producen mayor ventaja mecánica, es
decir, mayor velocidad y mayor desplazamiento.
	 Se pueden sujetar y elevar cuerpos pesados con las
manos por la acción de los bíceps, quienes hacen
una fuerza necesaria sobre el antebrazo, a su vez
este pivota sobre el codo levantando así el brazo
y acercando el objeto levantado a nuestro cuerpo.
Otro ejemplo es cuando se le da una patada a un
balón, los cuádriceps se accionan como palanca de
tercer género, hacen pivotar a la pierna hacia arriba,
venciendo su peso, siendo el punto de apoyo la
rodilla.
Proponer en equipo dos ejemplos de máquinas simples
aplicados en los animales y comparta su trabajo.
En general, en las diferentes especies animales, el equilibrio
se mantiene de acuerdo a la posición del aparato locomotor,
y el peso corporal. Este equilibrio es la suma de todos los
sistemas de palancas de las especies en combinación con
la disposición de los músculos y ligamentos para permitir
el movimiento.
E
Figura 13. Palanca de tercer género. Fuente: http://goo.gl/2MU88l
Página 26
Diseñar para sus estudiantes un plan de clase para la comprensión de las relaciones entre la locomoción de vertebrados
e invertebrados al observar su desplazamiento, así como explicar los principios de las máquinas simples en el movimeinto
de algunos animales.
Asimismo, tomar en cuenta las siguientes ideas:
•	 Construir un mapa de conceptos, sobre la locomoción en los animales vertebrados e invertebrados.
•	Elaboraruncuadrocomparativoilustradorespectoaestructurasyformasdelocomocionenvertebradoseinvertebrados
También, puede preparar una guía de observación del video en el siguiente sitio, si dispone de acceso a internet:
http://goo.gl/zdZS6a
Pedir que expliquen la importancia de la columna vertebral para la locomoción de los vertebrados y aplicar las palancas
en algunos ejemplos propuestos.
Espacial, evidente en
la identificación de las
estruturas de locomoción
en cada tipo de organismo
especifico y el lugar de vida
de cada uno de ellos.
Lingüística, en la
descripción de cada una
de las diversas actividades
y funciones estructurales
de los organismos, asi
como al explicar las
caracteristicas en su forma
de locomoción de cada
grupo de organismos
estudiados.
Inteligencias
múltiples
En los cuadrúpedos se tiene el puente de arco tenso de Gray y Slijper que establecen
que la constitución del animal en su equilibrio está determinada por su peso y este está
suspendido por sus extremos por un arco formado por las vértebras dorso - lumbares, la
pelvis, los músculos y ligamentos, mientras que el esternón, línea alba y el músculo recto –
abdominal forman la cuerda tensora. En los cuadrúpedos, las fuerzas de tensión, tracción
y presión se equilibran en el arco y por eso la carga no descansa solo en las extremidades.
•	 Basado en su contexto y sus aprendizajes, al observar el desplazamiento de
vertebrados e invertebrados, establecer las relaciones entre las estructuras que les
permite dicha función.
•	 En equipo, representar en una maqueta en 3D las máquinas simples en la locomoción
de los animales y los principios que rigen cada uno de esos movimientos.
Para ampliar el contenido referido a especificaciones locomotoras en vertebrados, para
todos los animales, se sugiere visitar el sitio:
http://goo.gl/LDeiZi
Página 27
Se sugiere trabajar con sus colegas y diseñar o adaptar una guía de aprendizaje como la que se presenta.
Unidad de aprendizaje: Los seres vivos y su medio
Sesión de aprendizaje
• Los seres vivos, la materia inerte y sus características.
• La locomoción en los seres vivos.
Indicadores de logro
• 	Diferencia y caracteriza a los seres vivos de la materia inerte.
•	Describe con objetividad algunas características relacionadas con la herencia de los rasgos físicos entre los seres
vivos de las mismas especies.
•	Establece relaciones entre la locomoción de vertebrados e invertebrados, al observar su desplazamiento.
A) APRENDO
Exploración de conocimientos previos
Trabaja en pareja y dialoga las siguientes preguntas:
•	¿Por qué existen organismos de la misma especie pero con marcadas diferencias entre ellos?
•	¿Por qué es importante el movimiento en los animales?
Situación problema
En equipo respondan y planteen sus hipótesis ¿Cómo ayudan los seres vivos y la materia inerte al mantenimiento de la
vida en el planeta?
B) DESARROLLO
La materia inerte
¿Cómo reconocer a los seres vivos?
Los seres vivos tienen varias características: nacen, crecen, se alimentan, sienten, se mueven, se reproducen y mueren.
La vida es un ciclo que inicia cuando nacemos, nuestro cuerpo se va desarrollando hasta completar todos los órganos y
sistemas cumpliendo con sus funciones vitales, todo esto se realiza tomando en cuenta todos los elementos de la materia
a su alrededor. Los seres vivos, la transforman y ante los cambios en el entorno, se adaptan, puedes ampliar este tema
en http://goo.gl/7RuJ9h
En equipo de trabajo, prepara ilustraciones o maquetas que representen las características de los seres vivos y su interre-
lación con la materia inerte. Puedes apoyarte con imágenes en http://goo.gl/tK6CKy y con el video de la página
http://goo.gl/Xuc8ay, comenta con tus compañeros cómo mostrar sus aprendizajes en una maqueta.
Página 28
C) PRACTICO
La locomoción en los seres vivos
Dialoguen y clasifiquen a los animales por el tipo de locomoción y las estructuras que les ayudan;
auxiliándose del video de la página http://goo.gl/uaojh8
D) APLICO
• Escribe tres ideas sobre la importancia de la materia para los seres vivos.
• De los tipos de locomoción revisados, compartir el que más te llamó la atención y por qué.
E) ¿CUÁNTO APRENDIMOS?
• Comprendo la importancia de la materia inerte en el mantenimiento de la vida en el planeta.
• Comprendo y valoro la importancia de la locomoción de los animales.
F) MATERIALES NECESARIOS
• Material reutilizable y de bajo costo como: plastilina, lana, botones, pajillas, papel de colores,
páginas de papel bond, lápices de color, bolígrafo y fotografías entre otros.
• Videos.
G) TIEMPO PROBABLE: 3 horas.
AUTOEVALUACIÓN
Indicación: Marque con una “X” la respuesta correcta.
1. Forma de reproducción asexual que se caracteriza por proporcionar una gran cantidad de des-
cendientes:
Gemación Esporulación Bipartición
2. Única especie de animales que la hembra no tiene placenta para el desarrollo de sus crías.
Arácnidos Anélidos Marsupiales
3. Son dos representantes de la materia inerte indispensables para la vida	
Tierra y agua Agua y aire Luz y tierra
Responda las siguientes interrogantes:
4. Escriba tres características de la materia inerte.
5. Escriba tres características de los seres vivos.
6. Explique algunas formas de locomoción en los seres vivos.
7. Describa algunas adaptaciones que presentan los seres vivos para mantener su supervivencia.
8. Escriba cinco recomendaciones para mantener el equilibrio entre la materia inerte y los seres
vivos.
Página 29
¿Qué más
debo saber?
Exploración de conocimientos previos
Responder de forma individual las siguientes preguntas:
¿Cómo percibe el estado del tiempo en este momento?
¿Cómo se puede medir la cantidad de frío o de calor?
Discutir en equipo, registrando en un papelógrafo los aportes valorando todas las
participaciones.
	 Figura 1. Ambiente frío o calido. Fuente: http://goo.gl/KP0lkD , http://goo.gl/QPM5l5
Situación problema
Escribir en forma individual o grupal sus posibles respuestas y socialízarlas: ¿Cómo se
puede saber si un cuerpo está frío o caliente? ¿Cómo medir la temperatura que posee?
Desarrollo
La temperatura es un concepto relacionado al calor o frío, ya que donde alguien siente frío
otra persona puede sentir calor. Por esta razón se inventaron instrumentos de medición y
escalas de temperatura, con el fin de tener una visión más objetiva y científica.
Ideas didácticas
Muchos tipos
de energía pueden
convertirse en calor. La
energía electromagnética,
la electrostática, la
mecánica, la química, la
nuclear, la sonora (es la
que transporta el sonido)
y la térmica, pueden
calentar una sustancia. Si
se coloca energía en un
sistema éste se calienta,
si quitamos energía se
enfría.
http://goo.gl/3GkhTj
Realizar la siguiente
demostración
para comprobar la
transformación de la
energía eléctrica en calor:
Conectar un foco de 100
watts a la red eléctrica,
esperar cinco minutos,
luego seleccionar a
cuatro estudiantes para
colocar las manos cerca
del foco y comprobar si
está caliente o frío. A
partir de la experiencia
propiciar una discusión
sobre lo que ha sucedido.
Indicadores de logro
• Experimenta y explica los cambios que sufren los materiales conductores y aislantes por efecto de los cambios
del calor en el entorno.
• Formula preguntas indagando la manera en que los cuerpos conducen el calor.
Unidad 2:
Transformaciones de la energía
Calor y temperatura: Temperatura, calor,
conductores y aislantes
1
Página 30
Escribir un listado de las diferentes escalas de temperatura
que se utilizan en la vida cotidiana.
El primer instrumento que los seres humanos utilizan
para conocer la temperatura de un material es la que se
experimenta tocando algo muy frio o muy caliente.
El sentido del tacto facilita clasificar los materiales en frío
o caliente.
Ver la siguiente dirección en internet http://goo.gl/tq56WS,
unidad 2, lección 3, pág. 47, de la colección Cipotas y
Cipotes, Mined.
Una forma sencilla de cómo se puede medir la temperatura
en el medio ambiente, es realizando la siguiente práctica,
primero, construyendo un termómetro casero y luego,
analizando resultados. Este experimento introduce la idea
de que el calor expande los gases.
Materiales
•	Una botella de vidrio con tapón de 750 ml
•	Una barra de plastilina
•	Una pajilla transparente
•	Una tijera
•	Un sobre de colorante (anilina)
•	Agua del grifo, 375 ml
Procedimiento
1.	 Hacer un agujero con la tijera en el centro del tapón
de la botella del tamaño del diámetro de la pajilla.
2.	 Llenar la botella hasta la mitad con agua.
3.	 Añadir unas gotas de colorante y mezclarlo bien.
4.	 Enroscar el tapón, introduciendo la pajilla hasta que
se sumerja en el agua sin tocar el fondo de la botella.
5.	 Usar la plastilina para sellar el orificio y fijar la pajilla al
tapón. Asegurar que no entre o salga aire.
6.	 Colocar las manos en la parte superior de la botella.
¿Qué le sucede al líquido que está dentro de la pajilla?
Responder.
El calor generado con las manos calienta el aire en el
interior de la botella. El calor se expande y empuja el agua,
haciendo que suba el nivel en la pajilla.
Preguntas para discusión en equipo:
- ¿Por qué el agua coloreada sube dentro de la pajilla?
- ¿Cómo se transfiere el calor?
Salir del salón de clase y colocar el termómetro casero
en un lugar que le permita absorber los rayos del sol y
observar cómo sube el líquido por la pajilla.
El calor es una forma de energía llamada energía calorífica
o térmica; mientras más cantidad de energía calorífica
tenga un cuerpo, más caliente estará.
El calor puede pasar o transferirse de un material a otro de
tres maneras distintas:
1. Conducción de calor
Se denomina conducción del calor a su transferencia desde
un extremo a otro del mismo cuerpo o de una sustancia
hacia otra. En los sólidos, la única forma de transferencia
de calor es la conducción.
Por ejemplo:
Si se tiene una varilla de metal, se puede someter al calor
por uno de sus extremos. Al sujetarla por el otro extremo,
la varilla se calienta.
	
Figura 3. Conducción del calor. Fuente: http://goo.gl/dVWKce
Aunque se esté sosteniendo por el lugar opuesto al que
está en contacto con la fuente de calor, ya sea una fogata,
Figura 2. Termómetro casero. Fuente: http://goo.gl/2MKjPT
Página 31
un mechero u otra, se siente el calor.
El calor se propagó por toda la varilla y llegó al extremo
opuesto que no estaba recibiendo el calor directamente.
Converse con su colega y escriba otros ejemplos de
conducción del calor.
2. Convección de calor
La convección es la forma de transferencia de calor que
se caracteriza porque se produce en el aire y en el agua.
Estos medios son los responsables de transportar el calor
entre zonas con diferentes temperaturas calentando de
abajo hacia arriba.
Toda la masa de agua al igual que toda la masa de aire
sube al calentarse.
¿Cómo el agua realiza la convección del calor cuando se
calienta?
Responda de forma individual y dialogue con su colega las
respuestas.
Si se le suministra calor a un recipiente con agua dentro
del cual se hayan colocado unos papeles de colores, al
cabo de un rato se puede comprobar cómo se calienta el
agua, pues el movimiento de los papeles lo indicará.
El agua se calienta desde abajo y asciende dentro del
recipiente, forma una columna de agua más caliente que al
llegar arriba cede parte de ese calor y vuelve a descender.
Esto lo indican los papeles de colores que se han movido
junto con el agua, la cual asciende y desciende, formando
dos corrientes, una hacia arriba y otra hacia abajo, lo cual
demuestra que el calor se propaga a todo el líquido.
Quiere decir que el agua que se encuentra cerca de la
llama se calienta rápidamente, se hace menos pesada y
asciende, mientras que el agua que está en la superficie, se
va haciendo más fría y pesada, desciende y al calentarse
en el fondo, vuelve de nuevo a subir. Esta experiencia
demuestra que el agua se calienta por convección.
¿Cómo el aire realiza la convección del calor cuando
se calienta? Responder la pregunta y explicar con sus
palabras el esquema de la figura 5. Compartir sus ideas
con el pleno.
Experimentación
Con un experimento sencillo los participantes comprueban
cómo el aire caliente se expande y cómo el aire frío se
contrae.
Materiales
•	Un botella de vidrio de 350 ml
•	Una vejiga
•	Una olla de 2 litros llena de agua caliente
•	Una olla de 2 litros llena con hielo picado
•	Cinta aislante
Procedimiento
• 	Colocar la vejiga al cuello de la botella.
• 	Sujetar la vejiga con cinta aislante para que no se
escape el aire.
• 	Introducir la botella hundiéndola hasta la mitad en la
olla con agua caliente.
• 	Esperar unos 5 minutos de inmersión hasta que la
vejiga se infle un poco. Ver figura 6.
CORRIENTE DE CONVECCION
Figura 5. Convección del calor en el aire. Fuente: http://goo.gl/bbECLI
Figura 4. Convección del calor en el agua
Fuente: http://goo.gl/GmlYOm
Página 32
Figura 6. Botella en agua caliente. Fuente: http://goo.gl/qGZcNu
• 	 Introducir la botella hundiéndola hasta la mitad en la
olla con el hielo picado.
•	 Esperar unos 5 minutos de inmersión hasta que la ve-
jiga se desinfle lentamente. Ver figura 7.
Figura 7. Botella en hielo picado. Fuente: http://goo.gl/S1ShHZ
Preguntas para discusión.
¿Por qué se infla la vejiga en el agua caliente?
¿Por qué se desinfla la vejiga en al agua fría?
Escribir dos ejemplos que incluyan las aplicaciones de
este experimento en la vida cotidiana.
3. Radiación de calor
Figura 8. Transferencia de calor por radiación. Fuente: http://goo.gl/xjVE4d
Radiación es la forma de transferencia del calor que se
origina en un centro y se extiende en todas direcciones.
Cuando usted está en la playa, habrá notado que el agua
de la superficie está más caliente que el agua que está
debajo.
¿Esta agua se ha calentado por convección? De ser así, el
agua de la superficie estaría más fresca que la de abajo y
se formarían esas corrientes de ascenso y descenso que
se habían visto en la experiencia anterior.
¿Cómo se transfiere el calor en la superficie del agua de
mar o de río? Responda y comparta su respuesta.
Esta es la forma en que se recibe en la Tierra el calor del
sol; su nombre es radiación, el calor se propaga desde
un centro, hacia todos lados, o sea, radialmente. Por eso
es que las aguas del mar se encuentran calientes en su
superficie y frías en la parte inferior.
La radiación presenta una diferencia fundamental respecto
a la conducción y la convección y es que los materiales que
intercambian calor no deben estar en contacto, sino que
pueden estar separadas por un vacío. Pero, el Sol no es
la única fuente de calor que puede calentar por radiación.
Otros ejemplos de la propagación del calor por radiación
son:
1. Los panaderos, cuando van a sacar el pan del horno,
están recibiendo el calor que procede del horno, por
radiación.
2. Los obreros que trabajan con la fundición de metales
reciben mucho calor procedente de los altos hornos
que utilizan y ese calor les llega por radiación.
3. Una persona que está cocinando, recibe por radiación
el calor procedente de la cocina, puesto que no está
situada encima de la fuente de calor, ni en contacto
directo con ella, sino delante de las hornillas.
Elaborar una lista de ejemplos diferentes a los anteriores y
compartirla con sus colegas.
Existen materiales que transfieren mejor el calor que otros
por lo que se dice son buenos conductores de calor;
algunos, por no conducirlo bien se les llama aislantes de
calor o aislantes térmicos.
Página 33
Casi todos los materiales que se usan para cocinar los
alimentos o calentarlos están hechos con metales o
cerámica, que son buenos conductores; mientras los
mangos de las ollas o sartenes contienen materiales
aislantes, para evitar que se calienten demasiado y puedan
ser manipulados.
Además de calentar algunos materiales, el calor también
produce otros efectos en los objetos. El calor hace que los
metales, los líquidos y los gases se dilaten.
Algunos metales cuando se calientan, se dilatan, es decir,
se hacen un poco más grandes y al enfriarse se contraen
regresando a su tamaño original. Ver figura 9.
Figura 9. Dilatación de sólidos, Fuente: http://goo.gl/gUZwJY
Figura 9a. A temperatura ambiente la esfera metálica
atraviesa el orificio.
Figura 9b. La esfera metálica es calentada utilizando un
mechero de alcohol.
Figura 9c. Al calentarse la esfera metálica se dilata, su
tamaño es mayor y no atraviesa el orificio.
Las vías del tren nunca están totalmente unidas unas
con otras; cuando las instalan siempre dejan un pequeño
espacio entre cada una de ellas, previniendo su dilatación
por la acción del sol.
	 Figura 10. Rieles del tren, Fuente: http://goo.gl/703Zas
De igual manera, cuando colocan el concreto en algunas
construcciones, lo hacen formando cuadros y dejando
un espacio entre ellos, para que cuando se calienten y se
dilaten, no se fracturen las paredes.
Los líquidos y gases, aunque casi no se nota, también se
dilatan o expanden como consecuencia del calor.
Experimentación
Observar cómo la electricidad se convierte en calor y qué
materiales son buenos conductores de calor y cuáles no,
realizando una sierra eléctrica para cortar durapax.
¿Cómo convertir en una sierra eléctrica el instrumento que
se construya? Plantear sus hipótesis.
Materiales
• Una tabla de madera de pino de 20 x 5 cm
• Dos clavos de 10 cm
• Un martillo
• 2 m de alambre de aluminio de diámetro 0.25 mm
(calibre 30 )
• 2 m de hilo nylon
• Una batería de 9 voltios
• Dos conectores
• Un trozo de poliestireno o durapax
Procedimiento
• 	Clavar los clavos en los extremos de la tabla uno
frente a otro a una distancia de 8 cm de forma que
queden unos 7 cm fuera de la tabla.
• 	Enrollar el alambre de aluminio en la cabeza de los
clavos de forma que quede tenso, así como aparece
en la figura 11.
• 	Conectar los extremos libres del alambre de aluminio
a la batería de 9 voltios y anote sus observaciones.
Página 34
	 Figura 11. Sierra eléctrica, Fuente: http://goo.gl/rUzkSb
•	 Cortar un trozo de durapax pasándolo por el alambre
de aluminio
•	 A continuación, cambiar el alambre de aluminio por
hilo nylon y conectarlo a la batería de 9 voltios. De
acuerdo a las observaciones escritas responder las
siguientes preguntas y dar respuesta a la hipótesis
planteada.
¿El alambre de aluminio debe calentarse? Explicar.
¿Corta el durapax el alambre de aluminio?
¿El nylon se calienta de la misma forma que el alambre de
aluminio? Explicar.
¿Corta el nylon de igual forma que el alambre de aluminio
el durapax? Explicar.
¿Qué aparatos y electrodomésticos utilizan la energía
eléctrica para transformarla en calor?
Apóyese en la siguiente lista de materiales conductores y
aislantes más utilizados en la vida cotidiana para comple-
tar la tabla 1.
Hierro			 Ladrillo
Corcho			 Latón
Alumnio		 Poliestireno
Madera		 Oro
Plata			 Concreto
Bronce			 Lana
Cobre			 Vidrio
Continuando con la radiación del calor, ¿cuáles son los
materiales más comunes que absorben de mejor forma la
energía del sol?
• Agua
El agua es un líquido que absorbe mucha energía del
sol, sabiendo que la cantidad de energía absorbida es
directamente proporcional a la masa del agua. Por ejemplo,
el Océano Pacífico absorberá más energía que el Lago de
Coatepeque.
El agua libera energía lentamente enviándola a la
atmósfera. Es por esto que cuando se está en la playa, las
temperaturas son usualmente unos grados más bajas que
en el interior ya que el agua está absorbiendo gran parte
del calor.
• Concreto
El concreto es un material que absorbe en grandes
cantidades la energía del sol, por esta razón es que las
aceras tienden a calentarse muy rápidamente bajo la luz
directa del sol. Debido a esta facilidad de absorber el calor
el concreto no es un material recomendable para construir
casas u oficinas. Si se pinta puede producir un cambio
pequeño en la absorción de la energía solar. Por ejemplo, si
la pintura es blanca desviará más los rayos de luz mientras
que la pintura negra absorberá más calor. Sin embargo, la
diferencia es mínima, particularmente si el concreto está
bajo la luz directa del sol.
• Superficies oscuras
Los colores oscuros tienden a absorber más energía del
Tabla 1. Clasificación de los materiales en conductores y
no conductores
Página 35
sol que otros objetos con colores más claros. Esta es la razón por la que alguien que use
una camiseta blanca en verano se sentirá más fresco que alguien que use una camiseta
negra o de colores oscuros.
• Metal
La mayoría de metales absorben la energía solar en grandes cantidades, una forma de
comprobarlo es tocando un automóvil que ha estado bajo el sol por un largo tiempo. El
cobre y el acero inoxidable con frecuencia se utilizan para la construcción de objetos que
retienen la energía del sol, como los invernaderos o paneles solares.
Elaborar una lista de ejemplos diferentes a los anteriores y compartirla con sus colegas.
Experimentación sobre la absorción del calor
En este experimento sobre la absorción del calor se comprobará la certeza de sentir más
calor con ropa oscura.
¿Por qué los cuerpos de color negro absorben el calor y los blanco lo reflejan?
Plantear su hipótesis en equipo.
Materiales
•	2 vasos idénticos de poliestireno de 16 onzas
•	Agua (400 ml)
•	2 Termómetros
•	2 bandas elásticas o cinta adhesiva
•	1 pliego de papel bond color blanco
•	1 pliego de papel lustre color negro
Procedimiento
•	 Colocar papel blanco alrededor de uno de los vasos con una banda elástica o cinta
adhesiva, ver figura 12.
•	 Colocar el papel negro en el otro vaso y fijarlo con la banda elástica o cinta adhesiva.
•	 Rellenar los vasos con 400 ml de agua.
•	 Medir la temperatura inicial del agua a cada vaso con el termómetro.
•	 Dejar pasar dos horas y volver a medir la temperatura del agua en cada uno de los
vasos.
Ideas didácticas
Describir situaciones
comunes que
ilustren los tipos de
transformaciones de la
energía.
Hacer predicciones de
las temperaturas mínimas
y máximas en San
Salvador, Santa Ana y
San Miguel, así como en
situaciones particulares
como un lugar cercano
a los ausoles, un
bosque, la ciudad, luego,
que argumenten sus
respuestas.
Proporcionar a sus
estudiantes tarjetas
de colores con los
conceptos más
relevantes relacionados
con el tema, para que
organizados en equipos
de trabajo elaboren un
mapa conceptual.
Figura 12. Absorción del calor, Fuente: http://goo.gl/Ao7gna
Página 36
Responder las siguientes preguntas en equipo y argumentar sus ideas.
•	¿Por qué se visten las personas con prendas de color claro en verano y de color
oscuro en invierno?
•	¿Qué tipo de energía se forma cuando arde la madera? ¿En qué energía se transforma?
•	¿Qué tipo de transformación de energía logran los siguientes objetos: cocina eléctrica,
bombillo, cocina de gas, micrófono, carbón y dinamo de bicicleta?
•	¿Dónde se descongela más rápido una barra de margarina sobre una tabla de madera
o sobre una plancha metálica? ¿Por qué?
•	¿Por qué el agua del baño a 25 °C nos parece fría, mientras que el aire a esa temperatura
nos da la sensación de calor?
Interpersonal, cuando
organizan equipos de
trabajo para discutir
los resultados de sus
experimentos.
Lingüística, cuando
exponen sus ideas con el
pleno.
Lógica-matemática,
cuando miden las
cantidades de sustancias
a usar en el desarrollo
experimental y el tiempo
que deben esperar para
observar los resultados,
así como al analizar
resultados.
Inteligencias
múltiples
Explorar cómo la calefacción y refrigeración del hierro, ladrillo y agua agrega o quita energía. Ver cómo se transfiere la
energía entre objetos.
Construir su propio sistema con las diferentes fuentes de energía, visualizar cómo fluye la energía y los cambios a través
de su sistema.
Planificar una guía de laboratorio para realizar experimentos con sus estudiantes, también se puede auxiliar de un
laboratorio virtual con un simulador PHET. http://goo.gl/EZZlvS
	 Figura 13. Cambios y formas de energía. Fuente: http://goo.gl/g2onJa
Página 37
Exploración de conocimientos previos
De forma individual, responder las siguientes interrogantes:
¿Qué tipos de energía se utilizan para la producción de la energía eléctrica?
¿Cómo se obtiene la energía eléctrica y en qué otro tipo de energías se transforma?
Situación problema
¿Cuál es el uso y ventajas o desventajas de la energía renovable y no renovable?
Escribir sus hipótesis, compartirlas con el grupo y socializarlas.
Desarrollo
Energía eléctrica
En física, se define energía, como la capacidad que permite realizar cualquier acción o
trabajo.
La energía eléctrica, es aquella que produce electricidad, se genera por la presencia de
cargas eléctricas. En la actualidad, la energía eléctrica es indispensable para realizar
labores domésticas o industriales; haciendo funcionar muchas máquinas y aparatos.
Algunas fuentes de energía eléctrica pueden ser: una pila, una batería o un generador.
¿Qué más
debo saber?
Reseña de la
electricidad
En el año 600 aC,
cuando el filósofo griego
Tales de Mileto observó
que frotando una varilla
de ámbar con una lana
o piel, se obtenían
pequeñas cargas
(efecto triboeléctrico)
que atraían pequeños
objetos, y frotando por
mucho tiempo podía
causar la aparición de
una chispa.
http://goo.gl/ALJ8cY
Indicador de logro
• Explica y ejemplifica como se transforma la energía eléctrica, y cómo hacer un buen aprovechamiento de este recurso.
Transformación de la energía eléctrica, su
consumo y formas de ahorro
2
Figura 1. Diferentes equipos que usan energía eléctrica
para funcionar, Fuente: http://goo.gl/bk2RKB
Página 38
En términos generales, la energía eléctrica es producto
del movimiento de cargas eléctricas, diminutas partículas
llamadas electrones, que se mueven en un medio físico
(conductor eléctrico), de un punto a otro. Una analogía
sencilla para entenderlo, es recordando que en el
movimiento de un río caudaloso, el agua se desplaza de
un lugar a otro, arrastrando consigo la masa de agua,
conocido como corriente de agua.
Dado que toda energía puede transformarse en otra, el ser
humano ha sabido aprovechar este principio fundamental
para construir máquinas y dispositivos que le permitan
disminuir el esfuerzo físico.
Así por ejemplo, hoy en día se puede disponer de luz en
una habitación usando un foco. Se puede lavar la ropa,
utilizando la lavadora automática y mejor aún, calentar los
alimentos usando un microondas.
Todos estos dispositivos hacen uso del principio de la
energía:
“La energía no se crea ni se destruye; sólo se transforma
de unas formas en otras”. Para más información, ver la
siguiente dirección de internet: http://goo.gl/bTBDj8
Reunirse con un colega y realicen un esquema sobre
cómo se produce energía eléctrica en una hidroeléctrica.
Comparen sus ideas con el pleno.
¿De dónde se obtiene la energía eléctrica?
Actualmente, la energía eléctrica se puede producir a
través de distintos medios.
Las formas más comunes de obtener la electricidad, son:
•	A partir del agua (centrales hidroeléctricas)
•	A partir der calor (centrales termoeléctricas)
•	A partir de la energía solar (radiación solar)
•	A partir de energía eólica (molinos de viento)
Todas ellas son fuentes de energía renovables ya que
provienen de fuentes naturales y casi inagotables.
Centrales hidroeléctricas
La electricidad que llega a la mayoría de hogares y
negocios, es producida mediante el movimiento del agua
que se controla en las represas.
Se produce electricidad mediante el giro de las paletas de
las turbinas que se mueven por el flujo de agua.
Las represas de agua sirven para dos propósitos en
particular: restringir o controlar grandes cantidades de agua
(que a veces pueden resultar peligrosas) y la producción
de corriente eléctrica, lo que se conoce como energía
eléctrica. Controlando el paso del agua que corre a través
de un gran río, se puede regular y dirigir con presión, fuertes
chorros de agua que mueven las turbinas, produciendo
así la electricidad, que a su vez se transforma en otro
tipo de energía, según sea la necesidad, por ejemplo, una
secadora, usa la energía eléctrica para convertirla en calor,
un foco, en luz y un ventilador, en movimiento.
Figura 2. Central hidroeléctrica y su distribución. Fuente: http://goo.gl/IeCi7y
Página 39
Centrales termoeléctricas
Este tipo de energía, es obtenida mediante el aprovechamiento que se hace del calor
emanado en el interior de la tierra. La Tierra está constituida por capas, conocidas como
corteza, manto, y el núcleo (interior y exterior). Estas capas tienen mayor temperatura a
medida que se acercan al centro de la Tierra y un proceso de convección ocurre en el
interior del planeta, lo que permite aprovechar dicho proceso como fuente de energía.
Figura 3. Central termoeléctrica. Fuente: http://goo.gl/R2m0kV
Central termosolar (radiación solar)
Este tipo de energía se obtiene de la radiación electromagnética del sol utilizando
captadores fotovoltaicos que son capaces de transformar la energía solar en energía
eléctrica.
Figura 4. Central termosolar. Fuente: http://goo.gl/cNC717
1 2
3
4
Ideas didácticas
Inicie la sesión haciendo
la siguiente adivinanza:
“Brama, brama como el
toro y relumbra como el
oro”.
Los estudiantes deben
responder que se
trata del trueno y el
relámpago. Una forma
natural de energía
eléctrica. A partir de
aquí, dialoguen acerca
de cómo la energía
eléctrica está presente
en muchos de los
dispositivos que se
utilizan diariamente.
Pida a sus estudiantes
que elaboren un collage
con diferentes aparatos
eléctricos y cuáles
tienen en su casa.
Luego, puede
preguntar: ¿Qué
hace funcionar estos
aparatos? ¿Qué es la
electricidad? Con estas
ideas lograrán construir
la definición de energía
y energía eléctrica.
Página 40
Fuentes de energía no renovables
Así como la naturaleza provee materia prima casi ilimitada,
así también existe materia prima limitada para la generación
de energía eléctrica. Estas fuentes de energía una vez que
son consumidas en su totalidad ya no pueden sustituirse.
Dos ejemplos son:
•	 Energía nuclear (central nuclear)
Esta hace uso de un material radiactivo para la generación
de energía eléctrica, el principal es el Uranio 235, el cual
es un recurso no renovable. El proceso se basa en la
liberación de energía al dividirse los átomos que componen
el material. En la división se libera calor y neutrones que
dividen más átomos en una reacción en cadena.
La energía liberada en forma de calor se utiliza para
transformar el agua en vapor que a su vez se aprovecha
para mover turbinas que producen la electricidad. El control
de la energía nuclear es por los reactores nucleares. Los
países desarrollados como Japón, Estados Unidos, Rusia,
Suecia, entre otros, hacen uso de este tipo de fuente de
energía.
•	 Hidrocarburos
A pesar que las centrales geotérmicas aprovechan el calor
generado por el núcleo de la Tierra (fuente renovable), otras
requieren del uso de hidrocarburos como gas, petróleo y
carbón para transformarla en energía eléctrica.
Estas centrales, usan la energía de estos materiales en
el proceso de combustión que genera calor, el cual se
transfiere al agua para que a su vez, genere vapor. Y es
este vapor el que se encarga de producir movimiento en
las turbinas para la producción de electricidad.
Transformación de la energía eléctrica
Algunas transformaciones de la energía eléctrica son:
•	 Energía eléctrica a mecánica
Un ventilador por ejemplo, aprovecha el efecto
de la electricidad por medio de las interacciones
electromagnéticas en el interior de un motor eléctrico para
que la electricidad produzca un movimiento en el eje del
motor, que a su vez mueve las aspas del ventilador. Si
el proceso se diera a la inversa, el motor actuaría como
generador.
•	 Energía eléctrica a calor
Un tostador eléctrico es un ejemplo claro de la
transformación de energía eléctrica en calórica. Muchos
Central eólica (energía eólica)
Esta energía hace uso eficiente de la captación del movimiento cinético de los vientos que se producen por las corrientes
de aire, y que luego, por efecto de dicho movimiento muy similar al caso de la central hidroeléctrica, puede producirse
energía eléctrica que el ser humano aprovecha en muchas actividades.
Figura 5. Central eólica, Fuente: http://goo.gl/ZEvMWj
Página 41
materiales se calientan al hacer circular una corriente
eléctrica, dado que la resistencia que perciben los
electrones al movimiento incrementa, los materiales de los
que se compone el tostador se calientan tanto que emiten
luz, y a su vez radiación, por lo que las rodajas de pan
pueden calentarse y tostarse.
•	 Energía eléctrica en luz
Cuando se enciende un foco, se observa que emana una
luz, este efecto es producido por el material que está en el
interior del foco.
Al hacer pasar una corriente eléctrica muy intensa, el
material se calienta tanto que comienza a brillar (emitir luz
y radiación). Al apagar o interrumpir el flujo de corriente, el
material deja de calentarse y por tanto deja de emitir luz.
Elabore en equipo un mapa conceptual de los tipos de
energía y sus transformaciones. Expongan sus ideas al
pleno y realicen sus conclusiones.
Consumo de la energía eléctrica
Todos los aparatos que utilizan energía eléctrica, cuando
están operando generan un consumo de energía eléctrica
que depende del tiempo en que se mantengan operando
y de un factor llamado “potencia” que cada dispositivo
posee.
La potencia es la relación de paso de flujo de energía por
unidad de tiempo, es la energía que se puede entregar o
se puede absorber por un elemento o equipo en un tiempo
determinado.
La unidad con que se mide la potencia según el Sistema
Internacional de Unidades (SI), es el Vatio (watt).
La potencia, es entonces la energía que consume un
aparato durante un tiempo. Cada aparato consume
energía en mayor o menor medida. Esto significa que no es
lo mismo, la energía que un refrigerador puede consumir,
comparándola por ejemplo con la energía que consume
un foco si ambos estuviesen encendidos durante el mismo
intervalo de tiempo.
Este consumo se mide o se contabiliza con un dispositivo
que se encuentra instalado en un contador o medidor de
energía eléctrica.
Dado que la economía es primordial en un hogar, es
necesario utilizar de manera racional el consumo de esta
energía, al mismo tiempo que se ayuda al medio ambiente,
pues en algunos casos, la producción de energía eléctrica
puede costarle caro a la naturaleza.
Por lo general, los aparatos eléctricos tienen viñetas que
indican su consumo en kilowatts (la unidad de medida de
la potencia), lo cual significa que cuanto mayor sea este
valor, mayor consumo de energía eléctrica poseerá el
aparato.
Con sus estudiantes puede entregar un listado de
electrodomésticos para que ellos marquen a cuál de las
transformaciones de la energía eléctrica corresponde el
uso de estos aparatos y la transformación que se produce.
Puede preguntar: ¿Cuáles de estos aparatos podrían
consumir más energía eléctrica en un mes? ¿Cuáles
pueden ser las consecuencias económicas y ambientales
del consumo excesivo de energía eléctrica?
Tabla 1. Modelo de tabla de trabajo
Puede sugerirse el siguiente enlace de un documento
brindado por la SIGET, para que los estudiantes conozcan
cómo hacer el cálculo de consumo de energía eléctrica de
algunos aparatos eléctricos de uso común, en la página 07
y 08 del sitio: http://goo.gl/Y1UtMy
En el siguiente experimento se aprenderá a construir un
dispositivo que funciona con energía eléctrica.
Página 42
Construcción de un motor eléctrico
Materiales por equipo
•	1 Pila Alcalina “D”
•	Cinta aislante o adhesiva
•	Un imán pequeño, rectangular o circular
•	90 cm de alambre de cobre esmaltado
•	2 clips grandes y 8 clips pequeños
•	Tubo de cartón de papel higiénico
•	Lija fina
•	Alicate o tijeras
Procedimiento
•	Enrollar el alambre de cobre alrededor del tubo o de la
misma pila, al menos unas 10 o 20 vueltas, dejando al
menos 6 cm de alambre sin enrollar en cada extremo.
•	Retirar el tubo cartón, pues ya no se usará más.
•	Remover 1 cm del esmalte de los extremos sobrantes
del alambre con la lija.
•	Asegurarse que el alambre que se dejó sin enrollar,
quede lo más recto posible, ya que esto servirá de eje
para el motor (alambre enrollado).
•	Doblar los clips en forma de ganchos, que servirán
para sostener el alambre que se enrolló.
•	Fijar los clips en cada uno de los extremos (polaridades)
de la pila, usando la cinta aislante.
•	Colocar el alambre que enrolló, sobre los clips,
observará que el enrollado comienza a moverse.
•	Colocar el imán sobre la pila adhiriéndola con cinta
aislante.
Si el alambre enrollado no gira por completo, ayudar
levemente aplicando un impulso. El alambre enrollado
girará libremente hasta que se desconecte de la fuente
(pila). Para los pasos, anteriores, auxíliese de la figura 6.
Discusión
Responder las siguientes interrogantes:
¿En qué tipo de energía se transforma la energía eléctrica?
Construcción de un electroimán
Este experimento muestra cómo puede generarse energía
magnética de la energía eléctrica. Además de observar
que al incrementar la energía proporcionada, incrementa
su potencia pero aumenta el consumo.
Trabajar en equipo.
Materiales
•	1 clavo o tornillo de hierro (de 3 pulgadas)
•	70 cm de alambre de cobre esmaltado
•	2 baterías de 9 Voltios
•	Cinta adhesiva
•	Clips u otros objetos metálicos
•	Trocitos de papel o plástico
•	Alicate o tijeras
Procedimiento
•	Quitar con las tijeras unos 2 o 3 cm de esmalte del
alambre.
•	Enrollar el alambre alrededor del clavo y sujetar los
extremos con cinta adhesiva.
•	Conectar los extremos del alambre del clavo, en la
batería. Colocar cinta adhesiva para sujetarlo. Guiarse
de la figura 7.
•	Acercar el clavo a los clips u objetos metálicos y
observar lo que sucede.
•	Desconectar el clavo de la batería y observar.
Figura 6. Motor eléctrico, conversión de energía eléctrica en movimiento
mecánico, Fuente: http://goo.gl/NrO310
¿Qué sucede con este sencillo motor, cuando se deja
mucho tiempo conectado a la batería?
Identificar dispositivos del hogar donde se puedan
encontrar motores eléctricos y describir cómo es su
consumo de energía eléctrica.
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  • 1. La Vidaes Ciencia I Materiales de apoyo para docentes de Ciencias Naturales Primer ciclo
  • 2. Especialidad: Ciencias German Juárez Daniel Cruz Ochoa Oscar Alexis Figueroa Primer ciclo Coordinadores UDB Fabián Antonio Bruno Funes Miriam Misaela Molina Ardón Ingris Yessenia Hernández Diseño y diagramación María José Ulin y William Antonio López Iraheta Técnicos MINED Cristabel Dinorah Martínez Peña Nelson Antonio Blanco Ana Esperanza Elías de Méndez Autores
  • 3. Página 1 Carlos Mauricio Canjura Linares Ministro de Educación Francisco Humberto Castaneda Monterrosa Viceministro de Educación Erlinda Handal Vega Viceministra de Ciencia y Tecnología Rolando Ernesto Marín Coto Director Adjunto de SI EITP Luis Armando González Director Nacional de Formación Continua Sandra Patricia Rodríguez Gerente de Procesos Pedagógicos Créditos
  • 4. Página 2 Carta a los docentes Estimados docentes: El Ministerio de Educación, les ofrece este documento, como un valioso recurso para su formación especializada, con el propósito de continuar fortaleciendo sus competencias docentes, que contribuyan a la transformación educativa que impulsa este Ministerio, sustentada en el Plan Social Educativo “Vamos a la Escuela”, para una práctica efectiva y de calidad en el aula y la escuela, que incida en aprendizajes significativos para el estudiantado, que les sirva a lo largo de toda la vida. Los contenidos desarrollados en este documento, se fundamentan en el currículo nacional, con un enfoque científico y una marcada orientación metodológica y didáctica, promoviendo la reflexión crítica, que permita innovar la práctica en el aula y su desempeño profesional, para enfrentar los retos y desafíos de un mundo cada vez más globalizado, en el contexto del nuevo modelo pedagógico de escuela inclusiva de tiempo pleno. El presente documento está estructurado en unidades de aprendizaje, con contenidos y actividades a desarrollarse en las sesiones presenciales y en horas no presenciales, que les permitirá la apropiación, aplicación y construcción de nuevos saberes que trasciendan de lo teórico a lo práctico, con distintas formas de abordaje metodológico y didáctico, desarrollando procesos metacognitivos, de aplicación y transferencia a nuevas situaciones, con el uso de las nuevas tecnologías de la información y la comunicación (TIC). Con esta formación se espera que inicie un proceso de especialización basada en el funcionamiento de las redes de docentes en el Sistema Integrado de EITP, a fin de interactuar y conformar verdaderas comunidades de aprendizaje; asimismo, es importante dimensionar que el enfoque de una escuela inclusiva, requiere dejar atrás las clases frontales y descontextualizadas, para dar paso a un proceso a través del cual los estudiantes puedan compartir situaciones de aprendizaje, relacionadas con sus propias experiencias, en contextos donde se valoran, toman en cuenta y respetan sus diferencias individuales y a la vez son estimulados para continuar aprendiendo. Esperamos que esta estrategia de formación, contribuya a una mejor educación y coadyuve a consolidar una escuela más efectiva, participativa, incluyente y democrática, con un alto compromiso de los equipos docentes y sus directivos. Ministro de Educación Viceministro de Educación Viceministra de Ciencia y Tecnología
  • 5. Página 3 Índice Pág. 04 Pág. 06 Pág. 54 Pág. 20 Pág. 69 Pág. 37 Pág. 05 Pág. 13 Pág. 60 Pág. 29 Pág. 45 Presentación y objetivos .................................................................. Metodología de la formación ............................................................. UNIDAD 1 Los seres vivos y su medio Características de los seres vivos y la materia inerte ........................ Rasgos físicos como formas de adaptación de los seres vivos........ Principios físicos de la locomoción en los animales ......................... UNIDAD 2 Tranformaciones de la energía Calor y temperatura: Temperatura, calor, conductores y aislantes.... Transformación de la energía eléctrica, su consumo y formas de ahorro ................................................................................................ Propagación del sonido y contaminación por ruido ......................... UNIDAD 3 Ciencias de la Tierra Movimientos de la Tierra................................................................... El Sol, la Luna y las estrellas............................................................... Reducción de riesgos y desastres. ...................................................
  • 6. Página 4 Presentación y Objetivos Este documento es producto del esfuerzo conjunto realizado por un equipo de especialistas en el área de Ciencias Naturales. Su finalidad es fortalecer las competencias disciplinares y pedagógicas de los docentes en el sistema educativo y, con ello, apoyar el desarrollo del nuevo modelo educativo, cuyo propósito es aumentar las oportunidades de educación mediante el Sistema Integrado de Escuela Inclusiva de Tiempo Pleno (SI EITP), con un enfoqueinnovadorquegaranticeaprendizajesdecalidadparalosestudiantessalvadoreños. Las estrategias metodológicas presentadas en los módulos, se adecuan contextualmente con flexibilidad, atendiendo las necesidades de los estudiantes y constituyen un recurso que, posteriormente, puede ser modificado y enriquecido por los docentes, a partir de sus experiencias y particular creatividad. Se han tomado contenidos significativos de los programas de estudio, sin llegar a ser exhaustivos, ya que no se pretende elaborar un libro de texto que contenga de manera totalizadora la temática por desarrollar en cada grado o en cada nivel. Al retomar las temáticas seleccionadas, se amplían, se profundiza y se procura su actualización. La pretensión mayor es presentar enfoques y planteamientos metodológicos que enriquezcan y coadyuven el quehacer en el aula. El material está organizado en módulos, uno por cada ciclo del sistema educativo y bachillerato. Los de primero y segundo ciclos, contienen 3 unidades y los de tercer ciclo y bachillerato, 9 unidades. El desarrollo de cada uno de los temas se organiza, en diferentes apartados, que contienen aspectos conceptuales, metodológicos, procedimentales y de aplicación para llevar a la práctica en el salón de clase. OBJETIVO GENERAL Actualizar las competencias disciplinares y pedagógicas de los docentes de Ciencias Naturales de Primer Ciclo, a través de la reflexión de sus prácticas y la aplicación de estrategias innovadoras que generen construcción de conocimientos, el fomento del trabajo colaborativo entre docentes-estudiantes, docentes-docentes y estudiantes- estudiantes. OBJETIVOS ESPECÍFICOS • Proporcionar las herramientas metodológicas y disciplinares en el campo de las Ciencias Naturales: Biología, Física y Química, a los docentes en servicio, en el marco del proyecto de mejoramiento de la calidad de la educación en el país. • Enriquecer las competencias en la reflexión didáctica, que propicien mejores propuestas didácticas, haciendo énfasis en la aplicación de metodologías que integren contenidos de manera teórico-práctica, experimental y multidisciplina; a fin de obtener una visión clara de los fenómenos físicos, químicos y biológicos que se dan en la vida y su entorno. • Facilitar el abordaje de las Ciencias, tomando en cuenta elementos de inclusión, atención a la diversidad, alternativas y modalidades de enseñanza.
  • 7. Página 5 Metodología de la formación El proceso “Desarrollo de competencias disciplinares y didácticas”, al que corresponde el presente material, considera una fase presencial y otra no presencial, orientadas al dominio científico de los contenidos y al desarrollo de competencias didácticas; utilizando secuencias que activen el pensamiento y la comunicación de ideas en función del aprendizaje. La fase presencial de los módulos para primero y segundo ciclo, se desarrollará en 24 horas y para tercer ciclo y bachillerato en 72 horas; distribuidas en jornadas de 8 horas cada una. El énfasis será en el dominio científico de los contenidos de la asignatura y las estrategias metodológicas que orienten el aprendizaje de los estudiantes, se desarrollarán además actividades de aplicación de acuerdo al grado que atiende considerando el material de autoformación CTI, diseñado para cada grado, cada docente planificará la ruta de aprendizaje que sus estudiantes pueden seguir utilizando diferentes recursos, espacios educativos y con la intervención de diferentes actores, dando lugar a la diversificación metodológica puesta en una secuencia didáctica que cierre el círculo del aprendizaje, logrando que los estudiantes apliquen lo aprendido y puedan transferirlo en situaciones nuevas para demostrar las capacidades logradas. La fase no presencial considera la aplicación de lo planificado por los docentes en los procesos de aprendizaje con su grupo de estudiantes, ello implica la recolección de evidencias del trabajo realizado y la reflexión en círculos de inter aprendizaje. En ambas fases se promoverá el establecimiento de las redes de docentes y la identificación de docentes formadores que den sostenibilidad a los círculos de inter aprendizaje y puedan apoyar a sus compañeros de red en el desarrollo de sus competencias. Esta metodología será desarrollada de manera cíclica, a lo largo de toda la formación, esto permitirá el afianzamiento de contenidos, procedimientos y actitudes positivas hacia la mejora continua. En función de lo anterior, se seleccionó para la elaboración del material, una metodología orientada a las secuencias didácticas propuestas en los programas de estudio y al desarrollo de competencias; considerando 3 etapas, que en el material se representan con un ícono y se describen a continuación: A partir de procesos metodológicos vivenciales o experimentales se construyen conceptos, propiedades, algoritmos o conclusiones; utilizando la secuencia didáctica de la asignatura, que parte de la exploración de saberes previos. El docente reflexiona, en situaciones diferentes, sobre los aprendizajes construidos y propone otras estrategias para el abordaje del contenido. Implica dialogar, discutir, rectificar y conciliar. Incorporación de actividades de la escuela, familia y comunidad. El docente demuestra cómo puede utilizar lo aprendido, en contextos diferentes. En este apartado se proporcionan ejemplos de guías de aprendizaje, proyectos de aula, laboratorios, entre otros.
  • 8. Página 6 Indicador de logro • Diferencia y caracteriza a los seres vivos de la materia inerte. ¿Qué más debo saber? Exploración de conocimientos previos Observe la imagen, dialogue en equipo y respondan: ¿Por qué todos los seres vivos somos diferentes y necesitamos de la materia inerte para poder vivir? Situación problema Para que haya fotosíntesis es necesaria la presencia de plantas, agua y energía solar en las condiciones normales. ¿Cómo ayudan los seres vivos y la materia inerte al mantenimiento o conservación de la vida en el planeta? Plantee sus hipótesis y compártalas en equipo. Unidad 1: Los seres vivos y su medio Características de los seres vivos y la materia inerte 1 La luz es una onda electromagnética que forma parte del espectro electromagnético definido por la radiación que viene del sol y es la responsable de generar el día y la noche. Cerca de los polos geográficos se produce el fenómeno, que en verano la luz solar se da en las horas consideradas como noche y en invierno podría la luz no llegar aunque sean consideradas horas de día. Este es un factor que influye en los comportamientos de los seres vivos. Más información en http://goo.gl/EqR6KQ http://goo.gl/WMBtEO Figura 1. Interrelación de los seres vivos y la materia inerte. Fuente: http://goo.gl/ib8jDg
  • 9. Página 7 Desarrollo Las plantas verdes, las algas y algunas bacterias utilizan la fotosíntesis para llevar a cabo su desarrollo y crecimiento. La fotosíntesis es la característica más importante de las plantas y de gran importancia para los seres vivos porque de ella deriva la vida en el planeta. El proceso de fotosíntesis es realizado por las plantas a partir de compuestos inertes o inorgánicos como son la luz solar, bióxido de carbono (CO2 ) y el agua (H2 O) para producir glucosa (C6 H12 O6 ) (que es el alimento de todos los demás seres vivos, iniciando por los herbívoros y luego los carnívoros) y seis moléculas de oxigeno (6O2 ) esencial también para la vida. En la figura 2, las partes verdes del planeta muestran la cantidad de procesos fotosintéticos que se realizan y de los cuales todos los seres vivos estamos consumiendo el producto final de este proceso que se llama glucosa. Con la información anterior, en equipo, dialogue la siguiente interrogante: ¿Por qué se afirma que el proceso de la fotosíntesis es vital para todos los seres vivos y no solo para las plantas? Puede enriquecer su diálogo consultando el sitio http:// goo.gl/fXdahd Figura 2. Proceso de la fotosíntesis, Fuente: http://goo.gl/XyEjDn Figura 3. Procesos fotosintéticos en la Tierra, Fuente: http://goo.gl/FbDE7B Los seres vivos y la materia inerte En cualquier lugar del planeta se evidencia la interacción de la materia viva y la materia inerte. Los seres vivos se definen como sistemas organizados que nacen, crecen, se nutren, se mueven, se adaptan, se reproducen y mueren. La materia forma parte de los elementos con los que interactúan los seres vivos y no realizan las funciones anteriores. Se reconoce como materia inerte: • El agua: Compuesto químico formado por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, es el componente más abundante del planeta, presenta las propiedades de ser incolora (sin color), insípida (sin sabor) e inodora (sin olor). Se encuentra en los tres estados de la materia, sólido, líquido y gaseoso; además se considera como el solvente universal porque la mayoría de sustancias son solubles en ella. El planeta está formado aproximadamente por el 70% de agua. El cuerpo humano también tiene un promedio del 70% de agua y entre las funciones que desempeña están: sirve como lubricante en la digestión; está presente en la saliva; las articulaciones, las lágrimas, los cartílagos, entre otros; también como regulador de la temperatura, disipa el exceso de calor por medio de la sudoración, la sangre abandona los capilares de la piel refrescando el cuerpo; como
  • 10. Página 8 transporte de nutrientes, el 92% del agua del cuerpo se encuentra en los pulmones y en la sangre; como eliminador de toxinas, por medio del sudor, la orina y heces; además, previene el estreñimiento y mejora la expulsión de las excretas. • El aire: es una mezcla de gases con porcentajes aproximados del 75% de nitrógeno, 21% de oxígeno, 7% de vapor de agua y el otro porcentaje de bióxido de carbono, nitrógeno y gases nobles. Un organismo aeróbico, es decir, que depende del aire, puede vivir sin agua o sin comida durante algunos días, en cambio sin aire solo dura unos pocos minutos o segundos. Algunos ejemplos de la importancia del aire para los seres vivos: es indispensable en los procesos de respiración, mantiene las condiciones adecuadas de humedad y temperatura del planeta, entre otros. • La luz es una onda electromagnética indispensable para los seres vivos, su importancia radica en que es un regulador de las funciones de los seres vivos (organismos que desarrollan su vida en el día, al anochecer se dedican a descansar (dormir)). Las plantas verdes, las algas y algunas bacterias utilizan la energía solar para realizar la fotosíntesis (base alimenticia de los heterótrofos), permite el fenómeno de la visión. Es decir, que varias de las conductas de los seres vivos están relacionadas directamente con la luz. En equipos de trabajo, elaboren un collage sobre las interacciones de los seres vivos y la materia inerte, luego, presenten al pleno sus ideas. La materia es tomada por los seres vivos del medio ambiente como fuente de energía, de esta forma se nutren. Dentro de la nutrición tenemos la alimentación, la cual es diferente para cada una de las especies, la alimentación permite incorporar al organismo los nutrientes necesarios para su sobrevivencia. Entre las formas de alimentarse de los seres vivos se identifican: • Los productores, es decir, las plantas que se alimentan por medio del proceso de la fotosíntesis utilizando el bióxido de carbono y agua, además, sales minerales y energía solar o artificial. La materia formada son compuestos orgánicos, base para la alimentación de los demás seres vivos. • Herbívoros o consumidores heterótrofos primarios: son organismos que se alimentan de materia orgá- nica viva, de diferentes plantas. Además, muchos organismos se clasifican en granívoros, frugívoros, entre otros. • Consumidores secundarios: es un grupo formado por organismos de alimentación carnívora, en general consumen herbívoros o animales recién muertos. • Consumidores terciarios: son todos los organismos que se alimentan de los animales en general, o de los consumidores secundarios. Figura 5. El Sol como una fuente de luz. Fuente: http://goo.gl/bbvQfF Figura 4. Recurso agua en el planeta tierra. Fuente: http://goo.gl/4B6UCe
  • 11. Página 9 • Los omnívoros: son los organismos que se alimentan de todo tipo de materia orgánica. • Saprófagos: se alimentan de materia orgánica en descomposición. En equipo de trabajo, escriban un guión de dramatización sobre las formas de alimentación tomando en cuenta los ejemplos anteriores y otros que no están en el listado anterior. Todos estos elementos físicos determinan la vida en el planeta, siendo materia inerte de forma natural pero también hay materia inerte de forma artificial y es todo aquello que no tiene vida y que ha sido elaborado por el ser humano como una pelota, una mesa, y muchos más. Escriba tres ideas sobre la importancia de la materia inerte en el desarrollo de la vida y compártalas con el pleno. Características de los seres vivos Todos los seres vivos se identifican por sus características: nacen, crecen, se adaptan, se reproducen y mueren. • Nacimiento El nacimiento es un eslabón importante en el desarrollo de la vida. Los seres vivos se agrupan por su forma de nacer en: ovíparos, vivíparos y ovovivíparos. Los ovíparos son los animales que nacen por medio de huevos; es decir, que el macho coloca su gameto en la hembra para fecundarla y el huevo fertilizado se desarrolla en el interiro de ella; hay muchas especies que tienen esta forma de nacer como aves, algunos reptiles, la mayor parte de los insectos, los anfibios, los peces y algunos mamíferos especializados llamados monotremas, entre ellos el ornitorrinco; para depositar sus huevos cada uno de estos organismos tienen su propia forma de anidarlos, en árboles, en el agua, rocas, tierra, arena, entre otros. Los vivíparos: animales cuyo desarrollo embrionario lo lleva a cabo en la cavidad uterina de la madre, sus crías salen completamente formadas y durante su desarrollo se alimentan de la madre por medio de la placenta, donde se encuentran todos los nutrientes necesarios para su desarrollo. El período de gestación de los animales vivíparos depende del tamaño, cuanto más grande, mayor tiempo de gestación y si es más pequeño, menos tiempo de gestación. Algunos animales carecen de placenta y el período de gestación, la hembra lo realiza en una bolsa especifica; el marsupio por no tener placenta, el período de gestación es bien corto terminando de formarse fuera de esa bolsa, por ejemplo, los tacuacines y los canguros; entre otros que son los marsupiales. Figura 6. a. Consumidor primario b. Consumidor secundario Fuente: http://goo.gl/ODXEhl , http://goo.gl/JcAk39 Figura 7. Nidos de animales ovíparos Fuente: http://goo.gl/W1AQK8, http://goo.gl/H7SrIR Figura 8. Animales viviparos. Fuente: http://goo.gl/hMYzUV, http://goo.gl/1Nqo4g a b
  • 12. Página 10 Los ovovivíparos, son animales que realizan su desarrollo embrionario en huevos, pero estos permanecen dentro del cuerpo de la hembra hasta que completan su formación. La eclosión puede producirse inmediatamente antes del parto o inmediatamente después de la puesta. La ovoviviparidad tiene aspectos similares con los seres ovíparos y vivíparos, ejemplos de esta forma de nacimiento son algunos tiburones, algunos reptiles entre otros. Puede encontrar más información en http://goo.gl/Nm4u2J y http://goo.gl/1WFC1v • Crecimiento Responda de forma individual. ¿Qué diferencias identificó entre crecimiento y desarrollo? Comparta sus ideas con el pleno. El crecimiento se lleva a cabo por diversos procesos, tales como, el aumento en el número y tamaño de las células debido a la división celular, la alimentación (incorporación de nutrientes), la generación de nuevas estructuras en el organismo, los cambios en las estructuras existentes, la presencia de hormonas que aumentan o disminuyen la división celular, la herencia recibida por los progenitores, la edad y los factores ambientales (temperatura, clima, humedad). Mediante el mecanismo de división celular las celulas se transforman en tejidos, órganos y sistemas haciendo más complejas las estructuras para realizar las funciones vitales. El desarrollo está referido a la especialización de las estructuras o aparecimiento de nuevas características a las cuales se les llaman habilidades. El crecimiento se evidencia al tomar el peso y la talla, en cambio el desarrollo por medio de las acciones motoras, sociales, de lenguaje y las afectivas. De esta forma el crecimiento se realiza de forma constante hasta llegar a la edad adulta alcanzando su madurez. A la capacidad de los organismos de producir nuevos individuos se le llama reproducción. Todos los seres vivos realizan este proceso mediante dos formas básicas, la asexual y la sexual. La reproducción asexual Se caracteriza por realizarla un solo individuo, sin intervención de órganos o células especializadas y la descendencia es idéntica a la célula madre (progenitora). La reproducción asexual tiene varias formas, entre estas se mencionan: bipartición, gemación y esporulación. a. En la bipartición o fisión binaria, la célula se parte en dos, es decir, que origina dos individuos (este tipo de reproducción se lleva a cabo en organismos unicelulares principalmente). b. Gemación, en este tipo, una pequeña porción de la célula se va separando llevando consigo toda la información de la célula madre hasta separarse completamente, es como un brote o yema en forma de brazo y se da en organismos inferiores como la hidra. c. Esporulación, consiste en la reproducción por esporas. Estas últimas dos formas de reproducción se realizan principalmente en los vegetales y los organismos inferiores. Figura 9. Ciclo de vida del ser humano. Fuente: http://goo.gl/6cU297Figura 9. Ciclo de vida del ser humano. Fuente: http://goo.gl/6cU297 • Reproducción
  • 13. Página 11 Las plantas, se reproducen de formas diversas, pueden hacerlo por estolones, acodo, esporas (reproducción asexual) y por gametos (reproducción sexual). En algunos animales también ocurre la reproducción asexual donde no hay cópula o apareamiento de órganos sexuales. Por ejemplo, a los erizos de mar y las hidras les crecen brazos o brotes para desprenderse de la madre y formar nuevos individuos; otro ejemplo, son las tenias o gusanos planos, los gusanos con cerda y las hidras se parten en varios segmentos y cada uno de ellos forma un nuevo organismo. Reproducción sexual La reproducción sexual ocurre en plantas hermafroditas, es decir, con autofecundación; asimismo, la reproducción sexual se observa en los animales y se caracteriza porque se necesitan dos organismos que proporcionen los gametos (células especializadas para la reproducción) masculino y femenino. La reproducción sexual en las plantas se inicia desde las anteras que contienen los granos de polen y se depositan por la polinización en el gineceo (órgano femenino). En las plantas, el órgano masculino es el androceo, donde se encuentra los estambres y el polen; en el gineceo se encuentra el pistilo que produce los óvulos y es donde se deposita el polen por medio de la polinización llevada a cabo por agentes externos como el aire, el agua, insectos, etc., desarrollándose el fruto como producto de la fecundación y este al madurarse produce la semilla que dará origen a una nueva planta. En los animales la reproducción sexual es diversa, la mayoría son unisexuales aunque muchos grupos como algunos anélidos, moluscos y peces son hermafroditas, pero siempre necesitan de otro organismo para fecundarse porque no se pueden fecundar a sí mismos, fenómeno que se llama entrecruzamiento, el objetivo es intercambiar espermatozoides. La reproducción sexual se caracteriza por llevarse a cabo entre dos individuos de la misma especie y para ello tienen la célula especializada femenina llamada óvulo que se produce en el ovario y el espermatozoide, célula masculina que se produce en los testículos. Figura 10. Algunas formas de reproducción asexual. Fuente: http://goo.gl/oOGTBL Figura 11. Reproducción sexual en plantas. Fuente: http://goo.gl/NrEEUK Androceo Estambre Gineceo Pistilo Pistilo Estigma Estilo Ovario Rudimen- to Seminal Antera Filamento Teca Polen Cáliz-sépalos Corola-pétalos Periantio Estambre
  • 14. Página 12 Luego de considerar la revisión de información y tener elementos de juicio sobre las características de los seres vivos y la materia inerte, planifique una guía para ver un video que contenga aspectos relacionados con el tema, así como el fomento de valores en el cuidado de mantener el equilibrio entre los seres vivos y la materia inerte. También puede pedir que escriban cinco ideas clave del tema e investigar los conceptos que no están claros. Se recomiendan algunos videos, los cuales deben ser analizados por el docente, o el equipo docente. http://goo.gl/7QZWMt http://goo.gl/m9uzIL http://goo.gl/Xuc8ay Inteligencias múltiples Naturalista, al reconocer la importancia de cada uno de los organismos vivos y la materia inerte. Interpersonal, al compartir ideas y dialogar con sus colegas. Lingüística, mediante la redacción y descripción de conceptos, características y procesos de forma apropiada, y en las participaciones de discusión del tema. Asimismo al escribir el guión de un drama. Ideas didácticas Realizar una maqueta donde se evidencien las interacciones entre los seres vivos y la materia inerte, pueden moldear figuras de plastilina y utilizar material reciclado o reusable. Luego, pedir a los niños que expliquen las diferencias que identifican entre los seres vivos y la materia inerte. Además, puede aprovechar para valorar la interdependencia entre ellos. Durante el apareamiento, se realiza la unión de los gametos generando la célula huevo o cigoto, que en los primeros estadios de desarrollo se le llama mórula que sigue dividiéndose en muchas células hasta originar el embrión que seguirá desarrollándose hasta formar el feto, luego y según la especie tardará un tiempo prudencial para su nacimiento. Para el apareamiento los animales realizan diversas formas de atraer o fecundar a la hembra y esto depende de la especie, este fenómeno se llama cortejo; la forma de hacerlo es variable entre ellas tenemos: cantos, caricias, besos, abrazos, danzas, peleas, perseguir a la pareja, giros y danzas aéreas, exposición de sus atributos como plumaje, ofrecimiento de comida y hay otros como algunos peces que exponen sus luces de colores para llamar la atención; al final el objetivo es estimular a la hembra para la producción hormonal y terminar con el apareamiento. Diseñe un cuadro comparativo tomando en cuenta las características propias de los seres vivos y la materia inerte y enriquezca sus ideas al compartirlo con un colega.
  • 15. Página 13 Indicador de logro • Describe con objetividad algunas características relacionadas con la herencia de los rasgos físicos entre los seres vivos de las mismas especies. ¿Qué más debo saber? Exploración de conocimientos previos Responder de forma individual lo siguiente: ¿Por qué en la naturaleza existen organismos de la misma especie pero con marcadas diferencias entre ellos y que los hace perpetuarse a través del tiempo? Socializar con sus colegas sus respuestas y comartirlas con el pleno. Puede auxiliarse de la siguiente imagen. Rasgos físicos como formas de adaptación de los seres vivos 2 Teorías evolutivas. La evolución se define como un cambio causado por: selección natural, deriva genética, mutación, migración. Los principales argumentos del origen de las especies, son: • Los tipos biológicos o especies se encuentran en cambio constante. • La vida se manifiesta como una lucha constante por la existencia y la supervivencia. • Los organismos que menos se adaptan a un medio natural específico desaparecen y permite que los mejores adaptados se reproduzcan, a este proceso se le llama “selección natural”. • La selección natural, el desarrollo y la evolución requieren de un enorme período de tiempo. • Las variaciones genéticas que producen el incremento de probabilidades de supervivencia son azarosas. Puede consultar en: http://goo.gl/IgDhP9 Figura 1. Modificaciones físicas en las especies, Fuente: http://goo.gl/HUoMDX, http://goo.gl/pUmRdg Situación problema En equipo, responder la siguiente pregunta ¿Cómo se realiza la transmisión de caracteres adaptativos en los organismos vivos? Dialogar y escribir sus hipótesis, posteriormente socializarlas con el pleno. Desarrollo La transmisión de características, fisiológicas, anatómicas, reproductivas y de relación de los seres vivos recibe el nombre de herencia. El genotipo es toda la información contenida en los genes, en cambio la manifestación exterior en los rasgos físicos se llama fenotipo. Todas las células tienen características propias heredadas de sus progenitores para proporcionarles una actividad específica, las cuales reciben el nombre de material hereditario.
  • 16. Página 14 Ideas didácticas En la adaptación se generan cambios en las estructuras de los seres vivos de acuerdo a sus necesidades, así tenemos: Órganos homólogos: Presentan el mismo origen y diferentes funciones. Órganos análogos: Presentan la misma función pero diferente origen. Actividad: Llevar al aula una serie de animales y plantas de plástico tales como las figuras de un murciélago, delfín, topo, grillo topo, insectos, aves, etc. En un número mínimo de veinte y tomando en cuenta la información anterior y la orientación del docente, clasificar a los organismos de acuerdo a la presencia de esos dos tipos de órganos (homólogos y análogos). Todos los seres vivos presentan las siguientes características comunes: metabolismo, desarrollo o crecimiento, organización, irritabilidad, homeostasis, reproducción y adaptación. Metabolismo El metabolismo permite a los seres vivos transformar los alimentos para obtener nutrientes, para usarlos cuando efectúan sus funciones. Éstos actúan formando la sustancia propia para crecer, mantenerse y reparar el desgaste, suministran energía y proporcionan las sustancias reguladoras del metabolismo. Figura 2. Diferentes alimentos que se transforman en nutrientes Fuente: http://goo.gl/mmnwwm Desarrollo o crecimiento Figura 3. Desarrollo y crecimiento de una plan- ta. Fuente: http://goo.gl/SHzpE0 Una característica principal de los seres vivos es que éstos crecen. Los seres vivos (organismos) requieren de nutrientes (alimentos) para poder realizar sus procesos metabólicos que los mantienen vivos, al aumentar el volumen de materia viva, el organismo, logra su crecimiento (Fig.3). El desarrollo es la adquisición de nuevas características. Homeostasis Debido a la tendencia natural de la pérdida del orden, denominada entropía, los orga- nismos están obligados a mantener un control sobre sus cuerpos, al que se denomina homeostasis, y de esta forma mantenerse sanos.
  • 17. Página 15 Termorregulación Es el proceso que presentan los seres vivos de regular su calor y el frío, dependiendo del ambiente en el que se encuentran. Osmorregulación Los seres vivos tienden a regular el agua y los iones, en este proceso participan principalmente los riñones y el corazón, ayudados por el sistema respiratorio y nervioso. Figura 4. Termorregulación de los seres vivos. Fuente: http://goo. gl/8PO0qk Irritabilidad La reacción a ciertos estímulos (sonidos, olores, etc) del medio ambiente constituye la función de irritabilidad. Por lo general los seres vivos no son estáticos, son irritables, responden a cambios físicos o químicos (fig.5) responden tanto en el medio externo como en el interno. Los estímulos que pueden causar una respuesta en plantas y animales son: cambios en la intensidad de luz, ruidos, sonidos, aromas, cambios de temperatura, variación en la presión, entre otros. Figura 5. Respuesta ante estímulos externos, a luz y el olor Fuente: http://goo.gl/4C1kQQ, http://goo.gl/jZvO7n Organización El medio ambiente está bien organizado y formando parte de él todos los seres vivos también, es decir, se Figura 6. Niveles de organización en un organismo Fuente: http://goo.gl/eCSzXA VARIOS TEJIDOS AGRUPADOS FORMAN UN ÓRGANO VARIOS ÓRGANOS FORMAN UN SISTEMA UN CONJUNTO DE CÉLULAS IGUALES FORMAN UN TEJIDO CÉLULA MUSCULAR TEJIDO MUSCULAR MUSCULO SISTEMA MUSCULAR realizan varias funciones internamente al mismo tiempo, teniendo una relación importante y compleja entre ellas, caracterizando de esa forma a cada individuo. Todo ser vivo está formado por células, ésta unidad básica tiene su propia organización, compleja porque las funciones que realiza es la suma de todas ellas coordinadas. En los organismos superiores, animales y vegetales, el grado de organización es más complejo porque se encuentran tejidos, órganos y sistemas; estos son los niveles de organización individual. Reproducción La forma de reproducción en los seres vivos es diversa, pero básicamente solo existen dos. Sexual: En ella es necesario la participación de dos individuos llamados progenitores, de diferente sexo, cada uno aporta una célula especializada llamada gameto (óvulo o espermatozoide), que se unen para formar un huevo o cigoto. La reproducción asexual tiene varios tipos, se mencionan la bipartición, cuando el organismo se parte en dos; la gemación cuando al organismo se le desprende una pequeña parte llamada yema y esporulación, cuando nacen por esporas. En esta reproducción un solo individuo participa y se caracteriza porque la información hereditaria no cambia siempre es la misma, por eso las células hijas son idénticas a las células madres.
  • 18. Página 16 Adaptación En este proceso los seres vivos van superando las condiciones ambientales para sobrevivir. Se distinguen tres tipos de adaptaciones: Morfológica llamada también estructural: Cuando cambian de forma los organismos de acuerdo a las condiciones del medio, siendo este proceso sucesivo, ejemplo los órganos vestigiales, los cuales no realizan ninguna función. Figura 8. Adaptaciones morfólogicas. Fuente: http://goo.gl/vzWIB2 Fisiológica o funcional: Cuando el funcionamiento de los órganos se modifica para facilitar la sobrevivencia. Figura 9. Adaptación fisiológica Fuente: http://goo.gl/Hyr6NW, http://goo.gl/ikmxTM Figura 10. Adaptaciones etológicas. Fuente: http://goo.gl/6EnVCZ, Consultar para ampliar: http://goo.gl/p0i5mA Escriba sus conclusiones después de consultar en el sitio. Irritabilidad en los seres vivos Los seres vivos, en su mayoría, han desarrollado formas diversas de responder a los diversos estímulos que el medio les presenta, en cada uno varía según la necesidad desarrollándose en su complejidad, en su anatomía y en su fisiología y estas se transmiten a la descendencia. Las plantas reaccionan a su medio con los procesos llamados tropismos, estos son: Fototropismo: Son las reacciones que realizan las plantas a la presencia de luz; existe el fototropismo, positivo que la planta realiza en el tallo, va en busca de la luz (fig.11) y el fototropismo negativo cuando la planta por medio de la raíz (se aleja de la luz). Figura 7. Formas de reproducción asexual, Fuente: http://goo.gl/VXuYcR Etológicas o de conducta: Está referido al ambiente que rodea al organismo, es decir, los hábitos que debe cambiar para sobrevivir o aquellos cambios para comunicarse con los demás organismos. Figura 11.Fototropismos. Fuente: http://goo.gl/TS7BzB
  • 19. Página 17 Tigmotropismo: Son las reacciones de las plantas cuando entran en contacto con cuerpos sólidos; por este aspecto, las plantas pueden trepar aferrándose a otras plantas u objetos que están a su alrededor. Figura 12. Tigmotropismos, Fuente: http://goo.gl/uomsWv, http://goo.gl/1EwU8j Las nastias: Es la respuesta a estímulos externos como el contacto haciendo que las plantas se muevan, dirigiéndose en la misma dirección del estímulo sin que haya aumento en la masa del vegetal. Ejemplo, la dormilona o Mimosa púdica. Figura 13. La dormilona y planta insectívora, que responden a los estí- mulos. Fuente: http://goo.gl/S1flaV Gravitropismo: es la respuesta de la planta a la fuerza de gravedad; por esa razón la raíz presenta gravitropismo positivo porque crece en la misma dirección de la gravedad en cambio el tallo tiene gravitropismo negativo porque va en sentido opuesto. Figura 14. Formas de crecimiento de raíces y su orientación en la tierra Fuente: http://goo.gl/MCBtPM Adaptaciones de las plantas al estrés biótico Las plantas tienen que desarrollar mecanismos para multiplicarse, para sobrevivir en suelos contaminados natural y artificialmente, logrando habitarlos tarde o temprano, deben adaptarse cumpliendo todos los principios físicos, químicos y termodinámicos. Para funcionar, las plantas, se ajustan y evolucionan en esas condiciones de estrés ambiental, entre ellas se presentan: 1. Tolerancia a elementos pesados y la salinidad: Los vegetales deben adaptar su metabolismo de acuerdo al medio donde se encuentran, sea este un medio salino o un suelo contaminado por desechos industriales (elementos pesados). 2. Sequía y calor: Como en el desierto, las plantas deben modificar su estructura con el objetivo de sobrevivir, una adaptación es reducir sus hojas a espinas para reducir la transpiración y evitar la pérdida de agua, cambios en la posición de los estomas posición y anticipar caídas de hojas. 3. Humedad: Los manglares es el ejemplo típico de la adaptación a vivir en un ambiente salino y húmedo debiendo modificar sus raíces para vivir sobre el agua. 4. Tolerancia a varios gases: Deben responder a los agentes endógenos y exógenos que les producen abundantes gases, para lo cual la planta debe mantener un intenso metabolismo gaseoso, regulando así las altas concentraciones gaseosos. 5. Tolerancia a la radiación: Debe generar mecanismos de defensa, a las grandes cantidades de fotones que le llegan con la energía solar y que sobrepasa la cantidad mínima necesaria para realizar el proceso de fotosíntesis. Todas esas adaptaciones aparecen en la descendencia y siguen modificándose. Se sugiere consultar el sitio: http://goo.gl/imJFTu Escribir algunas nuevas ideas y compartirlas con un colega. Se sugiere hacer la siguiente experimentación con sus estudiantes en el aula. Experimentación 1. Colocar dos vasos con algodón en el fondo, y
  • 20. Página 18 semillas, de frijol en cada uno de ellos. 2. Ubicar un vaso al aire libre y otro en una caja sellada con un agujero en un lado para que entre la luz. Ambos a temperatura ambiente. 3. Regarlos cada 12 horas con 10 gotas de agua cada día durante 5 días. Responder: a) ¿Cuál crecerá primero? b) ¿Cuál es la dirección en que crecerá la planta que está en la caja? c) ¿Cuál obtuvo mayor tamaño? d) ¿La descendencia de las semillas nacidas en la caja podrá desarrollarse sin problemas en la oscuridad? Pedirles que fundamenten su respuesta y comenten sus resultados. Con sus colegas dialogar y razonar las posibles respuestas que sus estudiantes puedan tener. Irritabilidad en los animales 1. Ritmos circadianos: Se refiere a los cambios que se realizan en los organismos en cuanto a sus funciones biológicas en un promedio de tiempo de 24 horas. Ejemplos: La presión sanguínea de un día, la actividad de la hormona que realiza el crecimiento, los períodos de sueño, etc. 2. Tactismo: Es la respuesta de los organismos de acercarse o alejarse lentamente respecto a un estimulo. El tactismo positivo es cuando se acerca y el negativo es cuando se aleja. Estairritabilidadserealizaenorganismosunicelulares y en invertebrados. Ejemplos: Las euglenas se acercan a la luz, Los chanchitos de tierra buscan la oscuridad y humedad (llamado hidrotropismo positivo, entre otros. 3. Reflejos: Es cuando el organismo, frente a determinados estímulos, da respuestas instantáneas involuntarias y preestablecidas. Figura 15. Algunos reflejos animales Fuente: http://goo.gl/xF7yhe, http://goo.gl/Oye8A6 Explicar y compartir con sus colegas dos experiencias que haya observado, como por ejemplo la herencia de sus mascotas u otros animales a sus descendientes, relacionándolos con los tres aspectos que se han revisado anteriormente. 4. Instintos: Es un conjunto de respuestas innatas y predeterminadas dadas en secuencias y admiten un grado de variación entre individuos de su misma especie según sean las circunstancias y condiciones del medio. Son respuestas complejas de los animales, desde algunos invertebrados como moluscos y artrópodos, hasta en los vertebrados. Figura 16. Respuestas instintivas a la supervivencia. Fuente: http://goo.gl/3ZqHxo, http://goo.gl/Tr4rTW 5. Aprendizaje: Es la acumulación de experiencias a lo largo del tiempo que modifica los modelos de patrones o conducta de un animal, dichas experiencias o conocimientos se almacenan en el sistema nervioso. 6. Razonamiento: Está referida a dar respuestas adecuadas a eventos nuevos no enfrentados anteriormente, es decir, tener la capacidad de resolver problemas complejos. Ejemplo: El ser humano. Los demás animales como chimpancés, perros, gatos, etc. necesitan de experiencias previas para actuar a las nuevas. Figura 17. Conductas aprendidas Fuente: http://goo.gl/wfPfCm
  • 21. Página 19 Se ha comprobado que los animales que no poseen un sistema nervioso integrador de las respuestas adaptativas, presentan otros mecanismos de respuesta rápida a los distintos tipos de estímulos, y ellas implican preferentemente sólo partes del cuerpo o segmentos del animal, sin involucrar al organismo completo. Ejemplo, los artrópodos con un sistema nervioso ganglionar, los equinodermos con un sistema nervioso radial y los celentéreos con un sistema nervioso difuso. Puede consultar y ampliar su aprendizaje en: http://goo.gl/dtg8cy http://goo.gl/CxmbHV Interpersonal, al trabajar en equipo para analizar y discutir ideas sobre las adaptaciones, beneficios y daños. Lingüística, redactan y describen conceptos y características de las adaptaciones de forma apropiada. Naturalista, al apreciar la diversidad de formas de vida que existen y sus respectivas adaptaciones a su medio. Responder y compartir en equipo los siguientes aspectos: 1. ¿Cuál es la diferencia entre la respuesta que da un ser vivo al medio ambiente y la de un material u objeto a una fuerza aplicada sobre él? Ejemplifique. 2. ¿Cuáles son los sistemas que coordinan las respuestas en animales complejos? 3. Explique la diferencia entre reflejos e instintos, mencione ejemplos de cada uno. 4. Con base a la información, en los equipos de trabajo formulen dos experiencias referidas a los rasgos físicos que se observan actualmente y que en el pasado no las tenían y su importancia para la sobrevivencia de dicho organismo, sean estas plantas o animales. Apóyese con los siguientes videos: http://goo.gl/WiL8yp, http://goo.gl/bhC7vz, http://goo.gl/tlRMwj Generar un debate a favor y en contra de los mecanismos de adaptación que han desarrollado todos los seres vivos para mantener su especie. Planificar en equipo una actividad como la presentación de un drama, que implique analizar las características relacionadas con la herencia de los rasgos físicos entre los seres vivos de las mismas especies, diseñar para sus estudiantes, un guión de teatro, tomando en cuenta dichas características; luego preparar una guía y un cuadro comparativo sobre las adaptaciones que realizan los organismos de acuerdo al ambiente físico que lo afectan. Compartir con otros colegas sus ideas y enriquecer sus propuestas. Inteligencias múltiples Figura 18. Las conductas reflejan el nivel de razona- miento. Fuente: http://goo.gl/4Ptc9k, http://goo.gl/9DAKzy
  • 22. Página 20 Indicadores de logro • Establece relaciones entre la locomoción de vertebrados e invertebrados, al observar su desplazamiento. • Representa y explica los principios de las máquinas simples en la locomoción de los animales. Exploración de conocimientos previos Contestar la pregunta ¿Por qué es importante el sistema locomotor? En equipos, dialogar sobre las formas de locomoción conocidas en vertebrados e invertebrados. Promover el debate con el pleno, socializando la información que se ha generado en cada uno de los equipos. Situación problema Las formas de locomoción entre los vertebrados e invertebrados son totalmente diferentes por la presencia de las estructuras óseas de los primeros. ¿Cuál es la importancia de las máquinas simples y su relación con la locomoción de los animales? Plantear sus hipótesis en equipo. Desarrollo Todos los seres vivos tienen la necesidad de moverse, las plantas lo hacen para buscar los rayos solares, en cambio los demás seres vivos, lo hacen como parte de sus funciones vitales y para ello necesitan de estructuras específicas, es así que organismos de la misma clase han tenido que desarrollar estructuras para cumplir dicha función, las cuales tienen similitud con las características propias de las máquinas simples. Todos los seres vivos a excepción de las plantas, se desplazan para desarrollar las funciones vitales adaptando las estructuras de acuerdo al medio en el que se encuentran. Los vertebrados tienen estructuras especializadas para la locomoción, los invertebrados lo hacen por medio de movimientos contráctiles o estructuras especializadas. Locomoción en los invertebrados Los invertebrados, sin huesos ni columna vertebral, realizan la locomoción por medio de sus músculos, como en el caso de las lombrices de tierra que se caracterizan por tener un esqueleto hidrostático muy blando, el cual está formado por bolsas que contienen líquidos los cuales les permiten moverse por medio de los segmentos de su cuerpo, volando como los insectos, desarrollando estructuras especiales para impulsarse, como los pulpos, medusas, entre otros. ¿Qué más debo saber? Principios físicos de la locomoción en los animales3 Un robot subacuáti- co está ayudando a los científicos a entender por qué los animales de cuatro aletas como pin- güinos, tortugas de mar y focas, sólo usan dos de sus extremidades para la propulsión, mien- tras que sus antepasa- dos extinguidos hace ya mucho tiempo parecen haber usado las cuatro. Cuando los investigado- res pusieron a nadar a un robot llamado Madelei- ne, controlado mediante un joystick, encontraron que su velocidad máxi- ma de navegación no aumentó cuando usó cuatro aletas en lugar de dos (aparentemente por- que las aletas delanteras crearon turbulencia que interfería con la capaci- dad de las traseras para generar propulsión ha- cia adelante). Mantener la misma velocidad con cuatro aletas también consumió significativa- mente más energía. Pero Madeleine fue capaz de hacer arranques y frena- dos más rápidos, usando las cuatro aletas.
  • 23. Página 21 En el reino animal se han desarrollado variados sistemas y estructuras de locomoción, tanto en los unicelulares como en los en los multicelulares. Los organismos unicelulares han desarrollado estructuras a modo de apéndices, llamados flagelos, cilios y pseudópodos. Figura 1. Flagelo y cilios en microorganismos. Fuente: http://goo.gl/Qg0wXb, Los pluricelulares invertebrados, se desplazan de variadas maneras: • Sistema ambulacral, que lo presentan los equino- dermos como las estrellas de mar y erizos de mar; el cual está formado por canales con fluidos y pies ambulacrales o vesículas que se fijan a diversas su- perficies. • Una especie de “pie”, órgano formado por músculos para su locomoción y lo presentan los moluscos como las babosas y los caracoles. • Apéndices articulados, los presentan los artrópodos como los insectos, crustáceos y arácnidos. • Pelos dispuestos en el cuerpo como cilios, son estructuras de locomoción utilizados por los anélidos que combinados con el movimiento de sus músculos se contraen y al distenderse producen el desplazamiento. • El exoesqueleto, tiene en su estructura las patas articuladas que le permiten el movimiento y traslado a una serie de organismos como los insectos, arácnidos, crustáceos y miriápodos. • Alas, otra estructura de locomoción que presentan algunos insectos para volar. Los organismos que viven en el agua o pasan algún período de vida en ella, han desarrollado otras estructuras, por ejemplo, las larvas de algunos insectos tienen aletas de forma hidrodinámica para poder nadar, el sifón lo presentan los calamares y los pulpos con el cual inhalan el agua y lo exhalan a presión; en el grupo de los celenterados se encuentran los hidrozoos como la hydra microscópica que vive en aguas dulces, posee una corona de tentáculos de variados números y con adhesivo pie para adherirse al sustrato; estas estructuras le permiten su desplazamiento por rotación doblándose hasta fijar sus tentáculos a la superficie, girando sobre su cabeza en forma de pirueta. Sistema de locomoción de los vertebrados La función principal de la columna vertebral es dar soporte al resto del esqueleto. En la mayoría de los vertebrados, las extremidades están sujetas al esqueleto, de tal forma que permiten el movimiento y el desplazamiento al resto del cuerpo. Los vertebrados tienen diferentes sistemas de locomoción, es decir, que pueden nadar, reptar, volar, saltar, caminar o correr, por lo que sus extremidades se han adaptado al medio en el que se desplazan. Figura 2. Estructura del cuerpo humano. Fuente: http://goo.gl/5aAmSw Para realizar todos los tipos de movimientos, el cuerpo aplica la física en cuanto al sistema de palancas la cual se define como una máquina simple, esto se hace cuando se doblan las rodillas, el brazo, al saltar, caminar, entre otros, (figuras 2 y 3) con el objetivo de tomar impulso y de mantener el equilibrio. Figura 3. Analogía máquina simple y brazo, Fuente: http://goo.gl/hxWXEZ
  • 24. Página 22 Dialogar con sus colegas acerca de la locomoción de tres vertebrados y dos invertebrados y compartir sus ideas con el pleno. La característica principal de los vertebrados es la presencia de la columna vertebral, la cual es una estructura semirrígida ósea o cartilaginosa que sirve de soporte y sostén del cuerpo de los animales, teniendo la función también de protección de la médula espinal, y de anclaje para algunos músculos. Existen diferentes tipos de esqueleto, entre ellos: • Exoesqueleto: Es el esqueleto externo, es decir esqueleto que cubre el cuerpo con fines de protección, sostén y respiración, constituido por sales minerales y quitina. ejemplos: Camarones, cangrejos, escarabajos, entre otros. • Endoesqueleto: Es el esqueleto que se encuentra dentro del organismo, su complejidad depende de la especie del organismo y cumple las funciones de protección de órganos internos, sostén y punto de unión entre ligamentos y músculos. Ejemplos: leones, seres humanos, las aves, entre otros. Figura 4. Endoesqueleto de algunos vertebrados. Fuente: http://goo.gl/S2l2Df • Esqueleto hidrostático: Se llama así porque está formado por una bolsa llena de líquido con determinada presión en ciertas estructuras como compartimentos. Ejemplos: estrellas de mar, erizos de mar, entre otros. Según la información anterior, la forma de moverse dependerá del tipo de estructura que utilice, así por ejemplo el pulpo no tiene ninguna estructura ósea, es decir no tiene ninguna de las estructuras anteriores lo que utiliza para moverse son sus músculos. En equipos de trabajo, diseñar un rotafolio sobre algunos ejemplos de los distintos tipos de esqueleto y compártanlos con sus colegas. Los animales se mueven de diversas formas, entre ellas: Los mamíferos: Algunos son cuadrúpedos y otros bípedos, se desplazan por tierra, sin Ideas didácticas Doblando huesos Materiales - Huesos de pollo - Depósito donde quepan los huesos - Vinagre Procedimiento • Lavar con abundante agua, detergente y jabón los huesos y verificar que no tengan NADA de carnosidad. • Colocar los huesos limpios en el depósito, agregar vinagre hasta cubrirlos completamente y tapar el bote. • A la semana destaparlo y tratar de doblarlo, si no se puede, dejarlo otros dos días más, luego lo doblará fácilmente. Los huesos están formados por carbonato de calcio y al reaccionar con el ácido acético (vinagre) pierden su consistencia dura lo que permite que se puedan doblar. Discutir con los estudiantes: ¿Conoces algunas enfermedades que afecten los huesos causadas por el consumo de bebidas carbonatadas? Encontrará mayor información en http://goo.gl/tbjQ9s
  • 25. Página 23 embargo, algunos utilizan otras maneras de desplazarse, los monos utilizan tanto las manos como los pies pero en mayor proporción lo hacen con los pies. Los mamíferos acuáticos nadan mediante aletas; en el caso del murciélago (figura 5) lo hace volando al desarrollar membranas, que es una adaptación de las extremidades anteriores, el ser humano es bípedo y lo hace caminando o corriendo con las extremidades inferiores. Otros mamíferos, saltan, corren, nadan o vuelan, realizando movimientos característicos que les sirven para desplazarse en el medio que les es propio y también incursionar, ocasionalmente, en el de otros ambientes para los cuales no están adaptados. Figura 5. Algunas formas de movimiento Fuente: http://goo.gl/gz0Xok, http://goo.gl/VdjKWd Los animales acuáticos: Se movilizan de formas diferen- tes, entre ellas los movimientos ondulatorios de la cola vertical de los peces llamada aleta caudal, haciendo las veces de una hélice que lo impulsa hacia adelante; Los protozoarios utilizan cilios agitando sus filamentos en for- ma de remos; Las medusas y los pulpos lo hacen arrojan- do agua a propulsión, generando una gran velocidad. Otro es el movimiento ondulatorio del cuerpo como es el caso de las anguilas; las tortugas lo hacen utilizando sus aletas anteriores y posteriores en forma de remos. Los reptiles: Su movimiento lo hacen arrastrándose sobre el suelo, fenómeno que se llama reptar, razón por la cual a todos se les llama reptiles, en su gran mayoría; pero hay otros que se apoyan en sus pequeñas extremidades y ondeando los músculos de su tronco, como las lagartijas. Los insectos y las aves: Movilizan sus alas para desplazarse y mantenerse en al aire, tirando su cuerpo hacia adelante, estos organismos tienen diversos mecanismos para moverse, así los insectos tienen balancines para mantener la dirección y las aves poseen canales semicirculares en el oído interno siendo esto importante para mantener el equilibrio y la orientación. Una característica de los huesos de las aves es que son huecos para facilitar el vuelo y disminuir su peso. Elaborar un cuadro comparativo sobre las diferentes formas de locomoción de los animales vertebrados y los invertebrados y realizar una puesta en común. Consultar este sitio para su apoyo http://goo.gl/oAbD1u Las máquinas simples en los animales En la columna vertebral se realizan diversos acomoda- mientos de músculos, tendones y huesos, generando así las más variadas combinaciones para el movimiento de los organismos, funcionando como verdaderas máquinas simples. Cualquier artefacto que hace aprovechar, regular y dirigir una forma de energía para transformarla en otro tipo de energía por medio del trabajo realizado, recibe el nombre de máquina; este dispositivo cambia la dirección y magnitud de una fuerza que se aplica. Una máquina simple sea esta palanca, cable, plano inclinado o una rueda, permite aumentar una fuerza superior a la que una persona podría aplicar con sus músculos, su utilidad es esencial para el desarrollo de la vida en el planeta. La ventaja teórica de la máquina es la relación que existe entre la fuerza que se aplica y la resistencia que presenta la carga. Figura 6. Algunos reptiles. Fuente: http://goo.gl/yYwn5k, http://goo.gl/sILuML Figura 7. Huesos de aves. Fuente: http://goo.gl/pVFyWU, http://goo.gl/zcPzqH
  • 26. Página 24 En los equipos de trabajo, proponer cinco ejemplos prácticos de la aplicación de las palancas en las diversas especies animales y socializar con el pleno. Existen tres tipos de palancas • Las palancas de primer género: Son las que tienen el punto de apoyo (fulcro) en el centro, porque lo que se les llaman palancas del equilibrio. Aplicación: • Cuando asentimos con la cabeza (figura 10). Es una palanca de primer género porque al mover la cabeza hacia atrás, el cráneo pivotea sobre la vértebra atlas, que es su punto de apoyo o fulcro (F), los músculos trapecio y esternocleidomastoideo (E), producen la fuerza necesaria para desplazar el peso de la cabeza (R). Figura 10. Palanca de primer género. Fuente: http://goo.gl/ORq4N9 • Al caminar los seres vivos aplican las palancas de segundo género, al impulsarnos para elevar el pie, y el cuerpo de la tibia permitiendo que el peso llegue al suelo, haciendo el pivote cerca de donde nacen los falanges; luego el pie es depositado suavemente; al apoyar el pie nuevamente en el suelo, este pivota sobre el talón, que es su punto de apoyo, la fuerza es realizada por los músculos, el cuerpo nuevamente en el suelo, este pivota sobre el talón, que es su punto de apoyo, la fuerza es realizada por los músculos de la tibia permitiendo que el peso llegue al suelo nuevamente. Una máquina que se mueve por una sola fuerza se llama máquina simple y debido al rozamiento que presentan las cargas, la ventaja real de la máquina siempre va a ser menor que la ventaja teórica. Ver figura 8. Figura 8. Máquinas simples en la estructura de un elefante Fuente: http://goo.gl/eNhBuu Una palanca, es una barra rígida, que permite obtener la ventaja mecánica ya sea multiplicando la fuerza, aumentando la velocidad del movimiento o ampliando la precisión. La palanca se sostiene en un punto de apoyo llamado fulcro (F), el objetivo de la palanca es mover un peso llamado resistencia (R). Figura 9. Palancas humanas. Fuente: http://goo.gl/fuDjrL , http://goo.gl/KJb0La E E
  • 27. Página 25 Figura 11. Palanca de segundo género. Fuente: http://goo.gl/1rArvO Con sus colegas, tendrá la oportunidad de experimentar algunas acciones de la presión, las palancas,la gravedad y el peso. Pedir a un participante voluntario que se siente en una silla con la espalda y las piernas rectas, en la posición que indica la figura 12. Figura 12. Punto de gravedad. Fuente: http://goo.gl/ORq4N9 Pedirle que se levante pero considerando lo siguiente: a) Cuerpo en posición vertical b) No introducir las piernas debajo de la silla c) No cambiar la posición de las piernas. d) No impulsar el cuerpo hacia adelante. Plantear sus comentarios y compartirlos en equipo antes de realizar la experiencia. Para profundizar, consultar: http://goo.gl/X9jxm1 • En las palancas de tercer género la potencia se encuentra entre la resistencia y el punto de apoyo, es llamada palanca de la velocidad. Son de las palancas más utilizadas en el cuerpo humano, producen mayor ventaja mecánica, es decir, mayor velocidad y mayor desplazamiento. Se pueden sujetar y elevar cuerpos pesados con las manos por la acción de los bíceps, quienes hacen una fuerza necesaria sobre el antebrazo, a su vez este pivota sobre el codo levantando así el brazo y acercando el objeto levantado a nuestro cuerpo. Otro ejemplo es cuando se le da una patada a un balón, los cuádriceps se accionan como palanca de tercer género, hacen pivotar a la pierna hacia arriba, venciendo su peso, siendo el punto de apoyo la rodilla. Proponer en equipo dos ejemplos de máquinas simples aplicados en los animales y comparta su trabajo. En general, en las diferentes especies animales, el equilibrio se mantiene de acuerdo a la posición del aparato locomotor, y el peso corporal. Este equilibrio es la suma de todos los sistemas de palancas de las especies en combinación con la disposición de los músculos y ligamentos para permitir el movimiento. E Figura 13. Palanca de tercer género. Fuente: http://goo.gl/2MU88l
  • 28. Página 26 Diseñar para sus estudiantes un plan de clase para la comprensión de las relaciones entre la locomoción de vertebrados e invertebrados al observar su desplazamiento, así como explicar los principios de las máquinas simples en el movimeinto de algunos animales. Asimismo, tomar en cuenta las siguientes ideas: • Construir un mapa de conceptos, sobre la locomoción en los animales vertebrados e invertebrados. • Elaboraruncuadrocomparativoilustradorespectoaestructurasyformasdelocomocionenvertebradoseinvertebrados También, puede preparar una guía de observación del video en el siguiente sitio, si dispone de acceso a internet: http://goo.gl/zdZS6a Pedir que expliquen la importancia de la columna vertebral para la locomoción de los vertebrados y aplicar las palancas en algunos ejemplos propuestos. Espacial, evidente en la identificación de las estruturas de locomoción en cada tipo de organismo especifico y el lugar de vida de cada uno de ellos. Lingüística, en la descripción de cada una de las diversas actividades y funciones estructurales de los organismos, asi como al explicar las caracteristicas en su forma de locomoción de cada grupo de organismos estudiados. Inteligencias múltiples En los cuadrúpedos se tiene el puente de arco tenso de Gray y Slijper que establecen que la constitución del animal en su equilibrio está determinada por su peso y este está suspendido por sus extremos por un arco formado por las vértebras dorso - lumbares, la pelvis, los músculos y ligamentos, mientras que el esternón, línea alba y el músculo recto – abdominal forman la cuerda tensora. En los cuadrúpedos, las fuerzas de tensión, tracción y presión se equilibran en el arco y por eso la carga no descansa solo en las extremidades. • Basado en su contexto y sus aprendizajes, al observar el desplazamiento de vertebrados e invertebrados, establecer las relaciones entre las estructuras que les permite dicha función. • En equipo, representar en una maqueta en 3D las máquinas simples en la locomoción de los animales y los principios que rigen cada uno de esos movimientos. Para ampliar el contenido referido a especificaciones locomotoras en vertebrados, para todos los animales, se sugiere visitar el sitio: http://goo.gl/LDeiZi
  • 29. Página 27 Se sugiere trabajar con sus colegas y diseñar o adaptar una guía de aprendizaje como la que se presenta. Unidad de aprendizaje: Los seres vivos y su medio Sesión de aprendizaje • Los seres vivos, la materia inerte y sus características. • La locomoción en los seres vivos. Indicadores de logro • Diferencia y caracteriza a los seres vivos de la materia inerte. • Describe con objetividad algunas características relacionadas con la herencia de los rasgos físicos entre los seres vivos de las mismas especies. • Establece relaciones entre la locomoción de vertebrados e invertebrados, al observar su desplazamiento. A) APRENDO Exploración de conocimientos previos Trabaja en pareja y dialoga las siguientes preguntas: • ¿Por qué existen organismos de la misma especie pero con marcadas diferencias entre ellos? • ¿Por qué es importante el movimiento en los animales? Situación problema En equipo respondan y planteen sus hipótesis ¿Cómo ayudan los seres vivos y la materia inerte al mantenimiento de la vida en el planeta? B) DESARROLLO La materia inerte ¿Cómo reconocer a los seres vivos? Los seres vivos tienen varias características: nacen, crecen, se alimentan, sienten, se mueven, se reproducen y mueren. La vida es un ciclo que inicia cuando nacemos, nuestro cuerpo se va desarrollando hasta completar todos los órganos y sistemas cumpliendo con sus funciones vitales, todo esto se realiza tomando en cuenta todos los elementos de la materia a su alrededor. Los seres vivos, la transforman y ante los cambios en el entorno, se adaptan, puedes ampliar este tema en http://goo.gl/7RuJ9h En equipo de trabajo, prepara ilustraciones o maquetas que representen las características de los seres vivos y su interre- lación con la materia inerte. Puedes apoyarte con imágenes en http://goo.gl/tK6CKy y con el video de la página http://goo.gl/Xuc8ay, comenta con tus compañeros cómo mostrar sus aprendizajes en una maqueta.
  • 30. Página 28 C) PRACTICO La locomoción en los seres vivos Dialoguen y clasifiquen a los animales por el tipo de locomoción y las estructuras que les ayudan; auxiliándose del video de la página http://goo.gl/uaojh8 D) APLICO • Escribe tres ideas sobre la importancia de la materia para los seres vivos. • De los tipos de locomoción revisados, compartir el que más te llamó la atención y por qué. E) ¿CUÁNTO APRENDIMOS? • Comprendo la importancia de la materia inerte en el mantenimiento de la vida en el planeta. • Comprendo y valoro la importancia de la locomoción de los animales. F) MATERIALES NECESARIOS • Material reutilizable y de bajo costo como: plastilina, lana, botones, pajillas, papel de colores, páginas de papel bond, lápices de color, bolígrafo y fotografías entre otros. • Videos. G) TIEMPO PROBABLE: 3 horas. AUTOEVALUACIÓN Indicación: Marque con una “X” la respuesta correcta. 1. Forma de reproducción asexual que se caracteriza por proporcionar una gran cantidad de des- cendientes: Gemación Esporulación Bipartición 2. Única especie de animales que la hembra no tiene placenta para el desarrollo de sus crías. Arácnidos Anélidos Marsupiales 3. Son dos representantes de la materia inerte indispensables para la vida Tierra y agua Agua y aire Luz y tierra Responda las siguientes interrogantes: 4. Escriba tres características de la materia inerte. 5. Escriba tres características de los seres vivos. 6. Explique algunas formas de locomoción en los seres vivos. 7. Describa algunas adaptaciones que presentan los seres vivos para mantener su supervivencia. 8. Escriba cinco recomendaciones para mantener el equilibrio entre la materia inerte y los seres vivos.
  • 31. Página 29 ¿Qué más debo saber? Exploración de conocimientos previos Responder de forma individual las siguientes preguntas: ¿Cómo percibe el estado del tiempo en este momento? ¿Cómo se puede medir la cantidad de frío o de calor? Discutir en equipo, registrando en un papelógrafo los aportes valorando todas las participaciones. Figura 1. Ambiente frío o calido. Fuente: http://goo.gl/KP0lkD , http://goo.gl/QPM5l5 Situación problema Escribir en forma individual o grupal sus posibles respuestas y socialízarlas: ¿Cómo se puede saber si un cuerpo está frío o caliente? ¿Cómo medir la temperatura que posee? Desarrollo La temperatura es un concepto relacionado al calor o frío, ya que donde alguien siente frío otra persona puede sentir calor. Por esta razón se inventaron instrumentos de medición y escalas de temperatura, con el fin de tener una visión más objetiva y científica. Ideas didácticas Muchos tipos de energía pueden convertirse en calor. La energía electromagnética, la electrostática, la mecánica, la química, la nuclear, la sonora (es la que transporta el sonido) y la térmica, pueden calentar una sustancia. Si se coloca energía en un sistema éste se calienta, si quitamos energía se enfría. http://goo.gl/3GkhTj Realizar la siguiente demostración para comprobar la transformación de la energía eléctrica en calor: Conectar un foco de 100 watts a la red eléctrica, esperar cinco minutos, luego seleccionar a cuatro estudiantes para colocar las manos cerca del foco y comprobar si está caliente o frío. A partir de la experiencia propiciar una discusión sobre lo que ha sucedido. Indicadores de logro • Experimenta y explica los cambios que sufren los materiales conductores y aislantes por efecto de los cambios del calor en el entorno. • Formula preguntas indagando la manera en que los cuerpos conducen el calor. Unidad 2: Transformaciones de la energía Calor y temperatura: Temperatura, calor, conductores y aislantes 1
  • 32. Página 30 Escribir un listado de las diferentes escalas de temperatura que se utilizan en la vida cotidiana. El primer instrumento que los seres humanos utilizan para conocer la temperatura de un material es la que se experimenta tocando algo muy frio o muy caliente. El sentido del tacto facilita clasificar los materiales en frío o caliente. Ver la siguiente dirección en internet http://goo.gl/tq56WS, unidad 2, lección 3, pág. 47, de la colección Cipotas y Cipotes, Mined. Una forma sencilla de cómo se puede medir la temperatura en el medio ambiente, es realizando la siguiente práctica, primero, construyendo un termómetro casero y luego, analizando resultados. Este experimento introduce la idea de que el calor expande los gases. Materiales • Una botella de vidrio con tapón de 750 ml • Una barra de plastilina • Una pajilla transparente • Una tijera • Un sobre de colorante (anilina) • Agua del grifo, 375 ml Procedimiento 1. Hacer un agujero con la tijera en el centro del tapón de la botella del tamaño del diámetro de la pajilla. 2. Llenar la botella hasta la mitad con agua. 3. Añadir unas gotas de colorante y mezclarlo bien. 4. Enroscar el tapón, introduciendo la pajilla hasta que se sumerja en el agua sin tocar el fondo de la botella. 5. Usar la plastilina para sellar el orificio y fijar la pajilla al tapón. Asegurar que no entre o salga aire. 6. Colocar las manos en la parte superior de la botella. ¿Qué le sucede al líquido que está dentro de la pajilla? Responder. El calor generado con las manos calienta el aire en el interior de la botella. El calor se expande y empuja el agua, haciendo que suba el nivel en la pajilla. Preguntas para discusión en equipo: - ¿Por qué el agua coloreada sube dentro de la pajilla? - ¿Cómo se transfiere el calor? Salir del salón de clase y colocar el termómetro casero en un lugar que le permita absorber los rayos del sol y observar cómo sube el líquido por la pajilla. El calor es una forma de energía llamada energía calorífica o térmica; mientras más cantidad de energía calorífica tenga un cuerpo, más caliente estará. El calor puede pasar o transferirse de un material a otro de tres maneras distintas: 1. Conducción de calor Se denomina conducción del calor a su transferencia desde un extremo a otro del mismo cuerpo o de una sustancia hacia otra. En los sólidos, la única forma de transferencia de calor es la conducción. Por ejemplo: Si se tiene una varilla de metal, se puede someter al calor por uno de sus extremos. Al sujetarla por el otro extremo, la varilla se calienta. Figura 3. Conducción del calor. Fuente: http://goo.gl/dVWKce Aunque se esté sosteniendo por el lugar opuesto al que está en contacto con la fuente de calor, ya sea una fogata, Figura 2. Termómetro casero. Fuente: http://goo.gl/2MKjPT
  • 33. Página 31 un mechero u otra, se siente el calor. El calor se propagó por toda la varilla y llegó al extremo opuesto que no estaba recibiendo el calor directamente. Converse con su colega y escriba otros ejemplos de conducción del calor. 2. Convección de calor La convección es la forma de transferencia de calor que se caracteriza porque se produce en el aire y en el agua. Estos medios son los responsables de transportar el calor entre zonas con diferentes temperaturas calentando de abajo hacia arriba. Toda la masa de agua al igual que toda la masa de aire sube al calentarse. ¿Cómo el agua realiza la convección del calor cuando se calienta? Responda de forma individual y dialogue con su colega las respuestas. Si se le suministra calor a un recipiente con agua dentro del cual se hayan colocado unos papeles de colores, al cabo de un rato se puede comprobar cómo se calienta el agua, pues el movimiento de los papeles lo indicará. El agua se calienta desde abajo y asciende dentro del recipiente, forma una columna de agua más caliente que al llegar arriba cede parte de ese calor y vuelve a descender. Esto lo indican los papeles de colores que se han movido junto con el agua, la cual asciende y desciende, formando dos corrientes, una hacia arriba y otra hacia abajo, lo cual demuestra que el calor se propaga a todo el líquido. Quiere decir que el agua que se encuentra cerca de la llama se calienta rápidamente, se hace menos pesada y asciende, mientras que el agua que está en la superficie, se va haciendo más fría y pesada, desciende y al calentarse en el fondo, vuelve de nuevo a subir. Esta experiencia demuestra que el agua se calienta por convección. ¿Cómo el aire realiza la convección del calor cuando se calienta? Responder la pregunta y explicar con sus palabras el esquema de la figura 5. Compartir sus ideas con el pleno. Experimentación Con un experimento sencillo los participantes comprueban cómo el aire caliente se expande y cómo el aire frío se contrae. Materiales • Un botella de vidrio de 350 ml • Una vejiga • Una olla de 2 litros llena de agua caliente • Una olla de 2 litros llena con hielo picado • Cinta aislante Procedimiento • Colocar la vejiga al cuello de la botella. • Sujetar la vejiga con cinta aislante para que no se escape el aire. • Introducir la botella hundiéndola hasta la mitad en la olla con agua caliente. • Esperar unos 5 minutos de inmersión hasta que la vejiga se infle un poco. Ver figura 6. CORRIENTE DE CONVECCION Figura 5. Convección del calor en el aire. Fuente: http://goo.gl/bbECLI Figura 4. Convección del calor en el agua Fuente: http://goo.gl/GmlYOm
  • 34. Página 32 Figura 6. Botella en agua caliente. Fuente: http://goo.gl/qGZcNu • Introducir la botella hundiéndola hasta la mitad en la olla con el hielo picado. • Esperar unos 5 minutos de inmersión hasta que la ve- jiga se desinfle lentamente. Ver figura 7. Figura 7. Botella en hielo picado. Fuente: http://goo.gl/S1ShHZ Preguntas para discusión. ¿Por qué se infla la vejiga en el agua caliente? ¿Por qué se desinfla la vejiga en al agua fría? Escribir dos ejemplos que incluyan las aplicaciones de este experimento en la vida cotidiana. 3. Radiación de calor Figura 8. Transferencia de calor por radiación. Fuente: http://goo.gl/xjVE4d Radiación es la forma de transferencia del calor que se origina en un centro y se extiende en todas direcciones. Cuando usted está en la playa, habrá notado que el agua de la superficie está más caliente que el agua que está debajo. ¿Esta agua se ha calentado por convección? De ser así, el agua de la superficie estaría más fresca que la de abajo y se formarían esas corrientes de ascenso y descenso que se habían visto en la experiencia anterior. ¿Cómo se transfiere el calor en la superficie del agua de mar o de río? Responda y comparta su respuesta. Esta es la forma en que se recibe en la Tierra el calor del sol; su nombre es radiación, el calor se propaga desde un centro, hacia todos lados, o sea, radialmente. Por eso es que las aguas del mar se encuentran calientes en su superficie y frías en la parte inferior. La radiación presenta una diferencia fundamental respecto a la conducción y la convección y es que los materiales que intercambian calor no deben estar en contacto, sino que pueden estar separadas por un vacío. Pero, el Sol no es la única fuente de calor que puede calentar por radiación. Otros ejemplos de la propagación del calor por radiación son: 1. Los panaderos, cuando van a sacar el pan del horno, están recibiendo el calor que procede del horno, por radiación. 2. Los obreros que trabajan con la fundición de metales reciben mucho calor procedente de los altos hornos que utilizan y ese calor les llega por radiación. 3. Una persona que está cocinando, recibe por radiación el calor procedente de la cocina, puesto que no está situada encima de la fuente de calor, ni en contacto directo con ella, sino delante de las hornillas. Elaborar una lista de ejemplos diferentes a los anteriores y compartirla con sus colegas. Existen materiales que transfieren mejor el calor que otros por lo que se dice son buenos conductores de calor; algunos, por no conducirlo bien se les llama aislantes de calor o aislantes térmicos.
  • 35. Página 33 Casi todos los materiales que se usan para cocinar los alimentos o calentarlos están hechos con metales o cerámica, que son buenos conductores; mientras los mangos de las ollas o sartenes contienen materiales aislantes, para evitar que se calienten demasiado y puedan ser manipulados. Además de calentar algunos materiales, el calor también produce otros efectos en los objetos. El calor hace que los metales, los líquidos y los gases se dilaten. Algunos metales cuando se calientan, se dilatan, es decir, se hacen un poco más grandes y al enfriarse se contraen regresando a su tamaño original. Ver figura 9. Figura 9. Dilatación de sólidos, Fuente: http://goo.gl/gUZwJY Figura 9a. A temperatura ambiente la esfera metálica atraviesa el orificio. Figura 9b. La esfera metálica es calentada utilizando un mechero de alcohol. Figura 9c. Al calentarse la esfera metálica se dilata, su tamaño es mayor y no atraviesa el orificio. Las vías del tren nunca están totalmente unidas unas con otras; cuando las instalan siempre dejan un pequeño espacio entre cada una de ellas, previniendo su dilatación por la acción del sol. Figura 10. Rieles del tren, Fuente: http://goo.gl/703Zas De igual manera, cuando colocan el concreto en algunas construcciones, lo hacen formando cuadros y dejando un espacio entre ellos, para que cuando se calienten y se dilaten, no se fracturen las paredes. Los líquidos y gases, aunque casi no se nota, también se dilatan o expanden como consecuencia del calor. Experimentación Observar cómo la electricidad se convierte en calor y qué materiales son buenos conductores de calor y cuáles no, realizando una sierra eléctrica para cortar durapax. ¿Cómo convertir en una sierra eléctrica el instrumento que se construya? Plantear sus hipótesis. Materiales • Una tabla de madera de pino de 20 x 5 cm • Dos clavos de 10 cm • Un martillo • 2 m de alambre de aluminio de diámetro 0.25 mm (calibre 30 ) • 2 m de hilo nylon • Una batería de 9 voltios • Dos conectores • Un trozo de poliestireno o durapax Procedimiento • Clavar los clavos en los extremos de la tabla uno frente a otro a una distancia de 8 cm de forma que queden unos 7 cm fuera de la tabla. • Enrollar el alambre de aluminio en la cabeza de los clavos de forma que quede tenso, así como aparece en la figura 11. • Conectar los extremos libres del alambre de aluminio a la batería de 9 voltios y anote sus observaciones.
  • 36. Página 34 Figura 11. Sierra eléctrica, Fuente: http://goo.gl/rUzkSb • Cortar un trozo de durapax pasándolo por el alambre de aluminio • A continuación, cambiar el alambre de aluminio por hilo nylon y conectarlo a la batería de 9 voltios. De acuerdo a las observaciones escritas responder las siguientes preguntas y dar respuesta a la hipótesis planteada. ¿El alambre de aluminio debe calentarse? Explicar. ¿Corta el durapax el alambre de aluminio? ¿El nylon se calienta de la misma forma que el alambre de aluminio? Explicar. ¿Corta el nylon de igual forma que el alambre de aluminio el durapax? Explicar. ¿Qué aparatos y electrodomésticos utilizan la energía eléctrica para transformarla en calor? Apóyese en la siguiente lista de materiales conductores y aislantes más utilizados en la vida cotidiana para comple- tar la tabla 1. Hierro Ladrillo Corcho Latón Alumnio Poliestireno Madera Oro Plata Concreto Bronce Lana Cobre Vidrio Continuando con la radiación del calor, ¿cuáles son los materiales más comunes que absorben de mejor forma la energía del sol? • Agua El agua es un líquido que absorbe mucha energía del sol, sabiendo que la cantidad de energía absorbida es directamente proporcional a la masa del agua. Por ejemplo, el Océano Pacífico absorberá más energía que el Lago de Coatepeque. El agua libera energía lentamente enviándola a la atmósfera. Es por esto que cuando se está en la playa, las temperaturas son usualmente unos grados más bajas que en el interior ya que el agua está absorbiendo gran parte del calor. • Concreto El concreto es un material que absorbe en grandes cantidades la energía del sol, por esta razón es que las aceras tienden a calentarse muy rápidamente bajo la luz directa del sol. Debido a esta facilidad de absorber el calor el concreto no es un material recomendable para construir casas u oficinas. Si se pinta puede producir un cambio pequeño en la absorción de la energía solar. Por ejemplo, si la pintura es blanca desviará más los rayos de luz mientras que la pintura negra absorberá más calor. Sin embargo, la diferencia es mínima, particularmente si el concreto está bajo la luz directa del sol. • Superficies oscuras Los colores oscuros tienden a absorber más energía del Tabla 1. Clasificación de los materiales en conductores y no conductores
  • 37. Página 35 sol que otros objetos con colores más claros. Esta es la razón por la que alguien que use una camiseta blanca en verano se sentirá más fresco que alguien que use una camiseta negra o de colores oscuros. • Metal La mayoría de metales absorben la energía solar en grandes cantidades, una forma de comprobarlo es tocando un automóvil que ha estado bajo el sol por un largo tiempo. El cobre y el acero inoxidable con frecuencia se utilizan para la construcción de objetos que retienen la energía del sol, como los invernaderos o paneles solares. Elaborar una lista de ejemplos diferentes a los anteriores y compartirla con sus colegas. Experimentación sobre la absorción del calor En este experimento sobre la absorción del calor se comprobará la certeza de sentir más calor con ropa oscura. ¿Por qué los cuerpos de color negro absorben el calor y los blanco lo reflejan? Plantear su hipótesis en equipo. Materiales • 2 vasos idénticos de poliestireno de 16 onzas • Agua (400 ml) • 2 Termómetros • 2 bandas elásticas o cinta adhesiva • 1 pliego de papel bond color blanco • 1 pliego de papel lustre color negro Procedimiento • Colocar papel blanco alrededor de uno de los vasos con una banda elástica o cinta adhesiva, ver figura 12. • Colocar el papel negro en el otro vaso y fijarlo con la banda elástica o cinta adhesiva. • Rellenar los vasos con 400 ml de agua. • Medir la temperatura inicial del agua a cada vaso con el termómetro. • Dejar pasar dos horas y volver a medir la temperatura del agua en cada uno de los vasos. Ideas didácticas Describir situaciones comunes que ilustren los tipos de transformaciones de la energía. Hacer predicciones de las temperaturas mínimas y máximas en San Salvador, Santa Ana y San Miguel, así como en situaciones particulares como un lugar cercano a los ausoles, un bosque, la ciudad, luego, que argumenten sus respuestas. Proporcionar a sus estudiantes tarjetas de colores con los conceptos más relevantes relacionados con el tema, para que organizados en equipos de trabajo elaboren un mapa conceptual. Figura 12. Absorción del calor, Fuente: http://goo.gl/Ao7gna
  • 38. Página 36 Responder las siguientes preguntas en equipo y argumentar sus ideas. • ¿Por qué se visten las personas con prendas de color claro en verano y de color oscuro en invierno? • ¿Qué tipo de energía se forma cuando arde la madera? ¿En qué energía se transforma? • ¿Qué tipo de transformación de energía logran los siguientes objetos: cocina eléctrica, bombillo, cocina de gas, micrófono, carbón y dinamo de bicicleta? • ¿Dónde se descongela más rápido una barra de margarina sobre una tabla de madera o sobre una plancha metálica? ¿Por qué? • ¿Por qué el agua del baño a 25 °C nos parece fría, mientras que el aire a esa temperatura nos da la sensación de calor? Interpersonal, cuando organizan equipos de trabajo para discutir los resultados de sus experimentos. Lingüística, cuando exponen sus ideas con el pleno. Lógica-matemática, cuando miden las cantidades de sustancias a usar en el desarrollo experimental y el tiempo que deben esperar para observar los resultados, así como al analizar resultados. Inteligencias múltiples Explorar cómo la calefacción y refrigeración del hierro, ladrillo y agua agrega o quita energía. Ver cómo se transfiere la energía entre objetos. Construir su propio sistema con las diferentes fuentes de energía, visualizar cómo fluye la energía y los cambios a través de su sistema. Planificar una guía de laboratorio para realizar experimentos con sus estudiantes, también se puede auxiliar de un laboratorio virtual con un simulador PHET. http://goo.gl/EZZlvS Figura 13. Cambios y formas de energía. Fuente: http://goo.gl/g2onJa
  • 39. Página 37 Exploración de conocimientos previos De forma individual, responder las siguientes interrogantes: ¿Qué tipos de energía se utilizan para la producción de la energía eléctrica? ¿Cómo se obtiene la energía eléctrica y en qué otro tipo de energías se transforma? Situación problema ¿Cuál es el uso y ventajas o desventajas de la energía renovable y no renovable? Escribir sus hipótesis, compartirlas con el grupo y socializarlas. Desarrollo Energía eléctrica En física, se define energía, como la capacidad que permite realizar cualquier acción o trabajo. La energía eléctrica, es aquella que produce electricidad, se genera por la presencia de cargas eléctricas. En la actualidad, la energía eléctrica es indispensable para realizar labores domésticas o industriales; haciendo funcionar muchas máquinas y aparatos. Algunas fuentes de energía eléctrica pueden ser: una pila, una batería o un generador. ¿Qué más debo saber? Reseña de la electricidad En el año 600 aC, cuando el filósofo griego Tales de Mileto observó que frotando una varilla de ámbar con una lana o piel, se obtenían pequeñas cargas (efecto triboeléctrico) que atraían pequeños objetos, y frotando por mucho tiempo podía causar la aparición de una chispa. http://goo.gl/ALJ8cY Indicador de logro • Explica y ejemplifica como se transforma la energía eléctrica, y cómo hacer un buen aprovechamiento de este recurso. Transformación de la energía eléctrica, su consumo y formas de ahorro 2 Figura 1. Diferentes equipos que usan energía eléctrica para funcionar, Fuente: http://goo.gl/bk2RKB
  • 40. Página 38 En términos generales, la energía eléctrica es producto del movimiento de cargas eléctricas, diminutas partículas llamadas electrones, que se mueven en un medio físico (conductor eléctrico), de un punto a otro. Una analogía sencilla para entenderlo, es recordando que en el movimiento de un río caudaloso, el agua se desplaza de un lugar a otro, arrastrando consigo la masa de agua, conocido como corriente de agua. Dado que toda energía puede transformarse en otra, el ser humano ha sabido aprovechar este principio fundamental para construir máquinas y dispositivos que le permitan disminuir el esfuerzo físico. Así por ejemplo, hoy en día se puede disponer de luz en una habitación usando un foco. Se puede lavar la ropa, utilizando la lavadora automática y mejor aún, calentar los alimentos usando un microondas. Todos estos dispositivos hacen uso del principio de la energía: “La energía no se crea ni se destruye; sólo se transforma de unas formas en otras”. Para más información, ver la siguiente dirección de internet: http://goo.gl/bTBDj8 Reunirse con un colega y realicen un esquema sobre cómo se produce energía eléctrica en una hidroeléctrica. Comparen sus ideas con el pleno. ¿De dónde se obtiene la energía eléctrica? Actualmente, la energía eléctrica se puede producir a través de distintos medios. Las formas más comunes de obtener la electricidad, son: • A partir del agua (centrales hidroeléctricas) • A partir der calor (centrales termoeléctricas) • A partir de la energía solar (radiación solar) • A partir de energía eólica (molinos de viento) Todas ellas son fuentes de energía renovables ya que provienen de fuentes naturales y casi inagotables. Centrales hidroeléctricas La electricidad que llega a la mayoría de hogares y negocios, es producida mediante el movimiento del agua que se controla en las represas. Se produce electricidad mediante el giro de las paletas de las turbinas que se mueven por el flujo de agua. Las represas de agua sirven para dos propósitos en particular: restringir o controlar grandes cantidades de agua (que a veces pueden resultar peligrosas) y la producción de corriente eléctrica, lo que se conoce como energía eléctrica. Controlando el paso del agua que corre a través de un gran río, se puede regular y dirigir con presión, fuertes chorros de agua que mueven las turbinas, produciendo así la electricidad, que a su vez se transforma en otro tipo de energía, según sea la necesidad, por ejemplo, una secadora, usa la energía eléctrica para convertirla en calor, un foco, en luz y un ventilador, en movimiento. Figura 2. Central hidroeléctrica y su distribución. Fuente: http://goo.gl/IeCi7y
  • 41. Página 39 Centrales termoeléctricas Este tipo de energía, es obtenida mediante el aprovechamiento que se hace del calor emanado en el interior de la tierra. La Tierra está constituida por capas, conocidas como corteza, manto, y el núcleo (interior y exterior). Estas capas tienen mayor temperatura a medida que se acercan al centro de la Tierra y un proceso de convección ocurre en el interior del planeta, lo que permite aprovechar dicho proceso como fuente de energía. Figura 3. Central termoeléctrica. Fuente: http://goo.gl/R2m0kV Central termosolar (radiación solar) Este tipo de energía se obtiene de la radiación electromagnética del sol utilizando captadores fotovoltaicos que son capaces de transformar la energía solar en energía eléctrica. Figura 4. Central termosolar. Fuente: http://goo.gl/cNC717 1 2 3 4 Ideas didácticas Inicie la sesión haciendo la siguiente adivinanza: “Brama, brama como el toro y relumbra como el oro”. Los estudiantes deben responder que se trata del trueno y el relámpago. Una forma natural de energía eléctrica. A partir de aquí, dialoguen acerca de cómo la energía eléctrica está presente en muchos de los dispositivos que se utilizan diariamente. Pida a sus estudiantes que elaboren un collage con diferentes aparatos eléctricos y cuáles tienen en su casa. Luego, puede preguntar: ¿Qué hace funcionar estos aparatos? ¿Qué es la electricidad? Con estas ideas lograrán construir la definición de energía y energía eléctrica.
  • 42. Página 40 Fuentes de energía no renovables Así como la naturaleza provee materia prima casi ilimitada, así también existe materia prima limitada para la generación de energía eléctrica. Estas fuentes de energía una vez que son consumidas en su totalidad ya no pueden sustituirse. Dos ejemplos son: • Energía nuclear (central nuclear) Esta hace uso de un material radiactivo para la generación de energía eléctrica, el principal es el Uranio 235, el cual es un recurso no renovable. El proceso se basa en la liberación de energía al dividirse los átomos que componen el material. En la división se libera calor y neutrones que dividen más átomos en una reacción en cadena. La energía liberada en forma de calor se utiliza para transformar el agua en vapor que a su vez se aprovecha para mover turbinas que producen la electricidad. El control de la energía nuclear es por los reactores nucleares. Los países desarrollados como Japón, Estados Unidos, Rusia, Suecia, entre otros, hacen uso de este tipo de fuente de energía. • Hidrocarburos A pesar que las centrales geotérmicas aprovechan el calor generado por el núcleo de la Tierra (fuente renovable), otras requieren del uso de hidrocarburos como gas, petróleo y carbón para transformarla en energía eléctrica. Estas centrales, usan la energía de estos materiales en el proceso de combustión que genera calor, el cual se transfiere al agua para que a su vez, genere vapor. Y es este vapor el que se encarga de producir movimiento en las turbinas para la producción de electricidad. Transformación de la energía eléctrica Algunas transformaciones de la energía eléctrica son: • Energía eléctrica a mecánica Un ventilador por ejemplo, aprovecha el efecto de la electricidad por medio de las interacciones electromagnéticas en el interior de un motor eléctrico para que la electricidad produzca un movimiento en el eje del motor, que a su vez mueve las aspas del ventilador. Si el proceso se diera a la inversa, el motor actuaría como generador. • Energía eléctrica a calor Un tostador eléctrico es un ejemplo claro de la transformación de energía eléctrica en calórica. Muchos Central eólica (energía eólica) Esta energía hace uso eficiente de la captación del movimiento cinético de los vientos que se producen por las corrientes de aire, y que luego, por efecto de dicho movimiento muy similar al caso de la central hidroeléctrica, puede producirse energía eléctrica que el ser humano aprovecha en muchas actividades. Figura 5. Central eólica, Fuente: http://goo.gl/ZEvMWj
  • 43. Página 41 materiales se calientan al hacer circular una corriente eléctrica, dado que la resistencia que perciben los electrones al movimiento incrementa, los materiales de los que se compone el tostador se calientan tanto que emiten luz, y a su vez radiación, por lo que las rodajas de pan pueden calentarse y tostarse. • Energía eléctrica en luz Cuando se enciende un foco, se observa que emana una luz, este efecto es producido por el material que está en el interior del foco. Al hacer pasar una corriente eléctrica muy intensa, el material se calienta tanto que comienza a brillar (emitir luz y radiación). Al apagar o interrumpir el flujo de corriente, el material deja de calentarse y por tanto deja de emitir luz. Elabore en equipo un mapa conceptual de los tipos de energía y sus transformaciones. Expongan sus ideas al pleno y realicen sus conclusiones. Consumo de la energía eléctrica Todos los aparatos que utilizan energía eléctrica, cuando están operando generan un consumo de energía eléctrica que depende del tiempo en que se mantengan operando y de un factor llamado “potencia” que cada dispositivo posee. La potencia es la relación de paso de flujo de energía por unidad de tiempo, es la energía que se puede entregar o se puede absorber por un elemento o equipo en un tiempo determinado. La unidad con que se mide la potencia según el Sistema Internacional de Unidades (SI), es el Vatio (watt). La potencia, es entonces la energía que consume un aparato durante un tiempo. Cada aparato consume energía en mayor o menor medida. Esto significa que no es lo mismo, la energía que un refrigerador puede consumir, comparándola por ejemplo con la energía que consume un foco si ambos estuviesen encendidos durante el mismo intervalo de tiempo. Este consumo se mide o se contabiliza con un dispositivo que se encuentra instalado en un contador o medidor de energía eléctrica. Dado que la economía es primordial en un hogar, es necesario utilizar de manera racional el consumo de esta energía, al mismo tiempo que se ayuda al medio ambiente, pues en algunos casos, la producción de energía eléctrica puede costarle caro a la naturaleza. Por lo general, los aparatos eléctricos tienen viñetas que indican su consumo en kilowatts (la unidad de medida de la potencia), lo cual significa que cuanto mayor sea este valor, mayor consumo de energía eléctrica poseerá el aparato. Con sus estudiantes puede entregar un listado de electrodomésticos para que ellos marquen a cuál de las transformaciones de la energía eléctrica corresponde el uso de estos aparatos y la transformación que se produce. Puede preguntar: ¿Cuáles de estos aparatos podrían consumir más energía eléctrica en un mes? ¿Cuáles pueden ser las consecuencias económicas y ambientales del consumo excesivo de energía eléctrica? Tabla 1. Modelo de tabla de trabajo Puede sugerirse el siguiente enlace de un documento brindado por la SIGET, para que los estudiantes conozcan cómo hacer el cálculo de consumo de energía eléctrica de algunos aparatos eléctricos de uso común, en la página 07 y 08 del sitio: http://goo.gl/Y1UtMy En el siguiente experimento se aprenderá a construir un dispositivo que funciona con energía eléctrica.
  • 44. Página 42 Construcción de un motor eléctrico Materiales por equipo • 1 Pila Alcalina “D” • Cinta aislante o adhesiva • Un imán pequeño, rectangular o circular • 90 cm de alambre de cobre esmaltado • 2 clips grandes y 8 clips pequeños • Tubo de cartón de papel higiénico • Lija fina • Alicate o tijeras Procedimiento • Enrollar el alambre de cobre alrededor del tubo o de la misma pila, al menos unas 10 o 20 vueltas, dejando al menos 6 cm de alambre sin enrollar en cada extremo. • Retirar el tubo cartón, pues ya no se usará más. • Remover 1 cm del esmalte de los extremos sobrantes del alambre con la lija. • Asegurarse que el alambre que se dejó sin enrollar, quede lo más recto posible, ya que esto servirá de eje para el motor (alambre enrollado). • Doblar los clips en forma de ganchos, que servirán para sostener el alambre que se enrolló. • Fijar los clips en cada uno de los extremos (polaridades) de la pila, usando la cinta aislante. • Colocar el alambre que enrolló, sobre los clips, observará que el enrollado comienza a moverse. • Colocar el imán sobre la pila adhiriéndola con cinta aislante. Si el alambre enrollado no gira por completo, ayudar levemente aplicando un impulso. El alambre enrollado girará libremente hasta que se desconecte de la fuente (pila). Para los pasos, anteriores, auxíliese de la figura 6. Discusión Responder las siguientes interrogantes: ¿En qué tipo de energía se transforma la energía eléctrica? Construcción de un electroimán Este experimento muestra cómo puede generarse energía magnética de la energía eléctrica. Además de observar que al incrementar la energía proporcionada, incrementa su potencia pero aumenta el consumo. Trabajar en equipo. Materiales • 1 clavo o tornillo de hierro (de 3 pulgadas) • 70 cm de alambre de cobre esmaltado • 2 baterías de 9 Voltios • Cinta adhesiva • Clips u otros objetos metálicos • Trocitos de papel o plástico • Alicate o tijeras Procedimiento • Quitar con las tijeras unos 2 o 3 cm de esmalte del alambre. • Enrollar el alambre alrededor del clavo y sujetar los extremos con cinta adhesiva. • Conectar los extremos del alambre del clavo, en la batería. Colocar cinta adhesiva para sujetarlo. Guiarse de la figura 7. • Acercar el clavo a los clips u objetos metálicos y observar lo que sucede. • Desconectar el clavo de la batería y observar. Figura 6. Motor eléctrico, conversión de energía eléctrica en movimiento mecánico, Fuente: http://goo.gl/NrO310 ¿Qué sucede con este sencillo motor, cuando se deja mucho tiempo conectado a la batería? Identificar dispositivos del hogar donde se puedan encontrar motores eléctricos y describir cómo es su consumo de energía eléctrica.