Fedro Carlos Guillén Rodríguez Biología 1 El libro Ciencias 1. Biología fue elaborado en Editorial Santillana por el siguiente equipo: Dirección General de Contenidos Antonio Moreno Paniagua Gerencia de Secundaria y Bachillerato Iván Vásquez Rodríguez Gerencia de Arte y Diseño Humberto Ayala Santiago Gerencia de Asesoría Pedagógica María Guadalupe Sevilla Cárdenas Coordinación de Secundaria Óscar Díaz Chávez Coordinación de Ciencias Mateo Miguel García Coordinación de Corrección de Estilo Pablo Mijares Muñoz Coordinación de Diseño Carlos A. Vela Turcott Coordinación de Iconografía Nadira Nizametdinova Malekovna Coordinación de Realización Gabriela Armillas Bojorges Edición Mariana Martínez Pelayo Asistencia editorial José Luis Casillas Hernández Corrección de estilo Enrique Paz Ochoa y Leticia García Rello Colaboración en evaluaciones de bloque Gabriela Itzchel Salgado Jaramillo y Francisco Javier Mendoza Aguirre Edición de Realización Haydée Jaramillo Barona Edición de preprensa y control de calidad Miguel Ángel Flores Medina Diseño de portada e interiores Beatriz E. Alatriste del Castillo Diagramación Blanco y Negro S.A. de C.V. Iconografía Iván Navarro Juárez Ilustración Lourdes Guzmán Muñoz, Maricarmen Guzmán Muñoz y Alma Julieta Núñez Cruz (Grupo Pictograma) Cartografía y gráficas Rosario Barrera Arumir y Ricardo Ríos Delgado Fotografía Archivo Santillana, Glow Images, Procesofoto; Página 41: Andy Lidstone/ Shutterstock.com, Página 81: Shutterstock, Imagen 66671026 <a href=”http:// www.shutterstock.com/gallery-338935p1.html?cr=00&pl=edit-00”>muzsy</ a>/<ahref=”http://www.shutterstock.com/ ?cr=00&pl=edit-00”>Shutterstock. com</a> Digitalización de imágenes José Perales Neria y Gerardo Hernández Ortiz La presentación y disposición en conjunto y de cada página de Ciencias 1. Biología son propiedad del editor. Queda estrictamente prohibida la reproducción parcial o total de esta obra por cualquier sistema o método electrónico, incluso el fotocopiado, sin autorización escrita del editor. © 2016 por Fedro Carlos Guillén Rodríguez D. R. © 2016 por EDITORIAL SANTILLANA, S. A. de C. V. Avenida Río Mixcoac 274 piso 4, colonia Acacias. C. P. 03240, delegación Benito Juárez, Ciudad de México. ISBN: 978-607-01-3034-2 Primera edición: abril de 2016 Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana. Reg. Núm. 802 Impreso en México /Printed in Mexico Presentación Este libro se propone estimular el desarrollo de un pensamiento científico en el estudiante. Las ventajas de hacerlo son muchas y tienen aplicación en diversos contextos no científicos; la curiosidad, el escepticismo razonado, la veracidad, el trabajo en equipo, son inherentes al trabajo en ciencias y a la vez cualidades humanas muy apreciadas. Asimismo, es relevante enfatizar la idea de que las mujeres y hombres que se dedican a la ciencia son personas que, al igual que los estudiantes, están llenos de curiosidad acerca del mundo que los rodea por lo que se hacen preguntas constantes que, a través de diversas aproximaciones, responden para que podamos comprender mejor a la Naturaleza y sus procesos. La biología, al dedicarse al estudio de los seres vivos, es quizá la ciencia que más se acerca a nuestra experiencia cotidiana. Los seres vivos respiramos, nos reproducimos y seguimos procesos evolutivos desde hace cientos de millones de años. Estos mecanismos de cambio han producido una enorme diversidad que puedes advertir cotidianamente al comparar organismos con características similares o diferentes y en ello radica una buena parte del conocimiento biológico. Dos son los ejes vertebrales de este libro, ambos muy importantes. Por un lado algunos de los procesos que los seres humanos y los seres vivos compartimos, como la nutrición, la respiración y la reproducción. Por supuesto, con un énfasis en las prácticas que pueden ayudarnos a mantenernos sanos y con una vida plena. El segundo eje se vincula con los cambios que se han originado en el planeta por los procesos de desarrollo humano, en particular desde la Revolución Industrial. La afectación a la diversidad biológica, la contaminación, el calentamiento global, son fenómenos asociados a nuestros modelos de consumo y a prácticas que deben ser modificadas. Revisaremos estos procesos y trataremos de analizar causas, consecuencias y formas de revertir la crisis ambiental que vivimos. Hemos preparado este libro atendiendo a todas estas consideraciones y confiamos en que sea una herramienta más para un año escolar exitoso que al finalizar habrá mostrado algunas de las partes más relevantes del conocimiento biológico y sus implicaciones en la vida. EL AUTOR 3 Presentación Al alumno Bienvenido a tu curso de ciencias, un nuevo ciclo escolar inicia y con él una etapa más en tu desarrollo. “La ignorancia afirma o niega rotundamente; la ciencia duda” es una frase atribuida a Voltaire, cuyo verdadero nombre era François Marie Arouet, un filósofo francés del siglo XVIII. Es interesante analizar estas palabras porque reflejan, en gran medida, la forma en que se construye el conocimiento científico. “La ciencia duda” presupone que todo lo que conocemos y conoceremos parte de una curiosidad natural por entender el mundo que nos rodea. Desde tiempos muy antiguos el hombre usó sus conocimientos para mejorar sus condiciones de vida. El fuego, por ejemplo, le permitió la construcción de herramientas. Civilizaciones antiguas como los griegos y los mayas desarrollaron avances muy notables en ramas como las matemáticas, la geometría y la astronomía. La ciencia es un cuerpo de conocimientos en constante transformación, es dinámica y evoluciona con el desarrollo de nuevas formas de comprender el mundo. Es común y deseable que las percepciones que tenemos sobre la Naturaleza se modifiquen de acuerdo con el pensamiento científico. Por ejemplo, originalmente los seres humanos pensaban que la Tierra era plana o que existían criaturas como las sirenas y los unicornios. Los avances de la ciencia permitieron modificar estas ideas y transformar la percepción humana. Si miras alrededor encontrarás que la ciencia se encuentra en prácticamente cualquier aspecto de tu vida. A veces, sin saberlo, tú mismo la practicas, por ejemplo cuando haces una observación y luego te preguntas “qué pasaría si...”. Tú sabes, por ejemplo, que si lanzas un objeto hacia arriba regresará a la superficie de la Tierra o que cuando llueve y hay Sol, se forma un arcoíris. Sabes también que con el agua las plantas crecen y que los hijos tienden a parecerse a sus padres. Todos estos hechos tienen una explicación científica y justamente el trabajo de quienes se dedican a la ciencia es encontrar las respuestas que permitan entender el mundo y, en muchos casos, mejorar nuestras condiciones de vida, como ocurre con los avances médicos. La biología es, sin duda, una de las ramas de la ciencia más cercana a nuestra experiencia. En la medida que estudia la vida y su evolución, la biología se vincula con nosotros en muy diversos aspectos, ya que nos permite entender quiénes somos, de dónde venimos y cuál es nuestra posición entre las diversas formas de vida que existen en nuestro planeta. La biología es un saber vinculado directamente contigo. Queremos que aprecies esta cercanía y por ello te ofrecemos este libro. Para acercarte a un mundo donde encontrarás que los procesos vivientes son interesantes y útiles para una vida mejor. EL AUTOR 4 Al alumno Al profesor Estimado profesor, en el presente libro encontrará la información y herramientas para guiarlo en el seguimiento de la asignatura en aspectos como: competencias que se favorecen, aprendizajes esperados y trabajo de proyectos. En el primer caso, las competencias que se busca favorecer son las siguientes: ß Comprensión de fenómenos y procesos naturales desde la perspectiva científica. ß Toma de decisiones informadas para el cuidado del ambiente y promoción de la salud orientadas a la cultura de la prevención. ß Comprensión de los alcances de la ciencia y del desarrollo tecnológico en diversos contextos. Este es un tema particularmente importante; existe un consenso básico acerca de que las competencias involucran tres importantes elementos: ß Conocimientos. Entendidos como el conjunto de elementos conceptuales que el estudiante posee sobre un tema determinado. ß Destrezas. Que se refieren a las capacidades con las que se cuenta para enfrentar y resolver un reto o problema. ß Valores. Que son el conjunto de actitudes con las que el estudiante se relaciona con la sociedad y entre las que destacan la sexualidad, el enfoque de género y la sensibilización sobre temas ambientales. Por lo anterior es que este libro pretende auxiliarle a la generación integral de estas competencias, presentando información, actividades y reflexiones que contribuyan al desarrollo de su tarea educativa. En el caso de los aprendizajes esperados, se busca evitar la dispersión de contenidos y enfatizar aquellos que se consideran pertinentes para su desarrollo y aprendizaje de una manera más completa e integral. Un tema muy importante es el del trabajo por proyectos, ya que estos permitirán poner a prueba la curiosidad para responder preguntas así como las diversas técnicas científicas para buscar las respuestas. Es importante en este caso su papel orientador para facilitar que estos proyectos logren el objetivo de desarrollar competencias y la capacidad de trabajo colectivo. Los proyectos constituyen el espacio para constatar los avances en el desarrollo de las competencias, ya que favorecen la integración y la aplicación de conocimientos, habilidades y actitudes, dándoles sentido social y personal. Todo proyecto deberá partir de las inquietudes y los intereses de los alumnos, que podrán elegir entre las opciones de trabajo sugeridas en los bloques, tomar éstas como base y orientarlas o, bien, plantear otras más cercanas a sus intereses. También es indispensable planear conjuntamente el proyecto en el transcurso del bloque, con el fin de poderlo desarrollar y comunicar durante las dos últimas semanas de cada bimestre. Esperamos un buen año escolar para usted y le deseamos éxito. EL AUTOR 5 Al profesor Contenido Presentación Al alumno Al profesor Estructura de tu libro 3 4 5 10 Bloque 1 La biodiversidad: resultado de la evolución 16 Para comenzar 18 Lección 1 El valor de la biodiversidad 19 1.1 Comparación de las características comunes de los seres vivos 1.2 Representación de la participación humana en la dinámica de los ecosistemas 1.3 Valoración de la biodiversidad: causas y consecuencias de su pérdida Integremos 23 3.1 Reconocimiento de las aportaciones de la herbolaria de México a la ciencia y a la medicina del mundo 3.2 Implicaciones del descubrimiento del mundo microscópico en la salud y en el conocimiento de la célula 3.3 Análisis crítico de argumentos poco fundamentados en torno a las causas de enfermedades microbianas Integremos 61 64 Proyecto Hacia la construcción de una ciudadanía responsable y participativa 66 49 53 Guía para el desarrollo de proyectos 66 ¿Cuáles son las aportaciones al conocimiento y cuidado de la biodiversidad de las culturas indígenas con las que convivimos o de las que somos parte? 70 ¿Qué cambios ha sufrido la biodiversidad del país en los últimos 50 años y a qué lo podemos atribuir? 72 Una nueva actitud Evaluación del bloque 1 74 76 31 37 38 2.1 Reconocimiento de algunas evidencias a partir de las cuales Darwin explicó la evolución de la vida 38 2.2 Relación entre la adaptación y la sobrevivencia diferencial de los seres vivos Integremos 44 48 Contenido 49 19 Lección 2 Importancia de las aportaciones de Darwin 6 Lección 3 Interacciones entre la ciencia y la tecnología en la satisfacción de necesidades e intereses Bloque 2 La nutrición como base para la salud y la vida 80 Para comenzar 82 Lección 1 Importancia de la nutrición para la salud 83 1.1 Relación entre la nutrición y el funcionamiento integral del cuerpo humano 1.2 Valoración de los beneficios de contar con la diversidad de alimentos mexicanos de alto aporte nutrimental 1.3 Reconocimiento de la importancia de la dieta correcta y el consumo de agua simple potable para mantener la salud 1.4 Análisis crítico de la información para adelgazar que se presenta en los medios de comunicación Integremos 97 99 Lección 2 Biodiversidad como resultado de la evolución: relación ambiente, cambio y adaptación 101 83 90 3.2 Valoración de la importancia de las iniciativas en el marco del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente a favor del desarrollo sustentable Integremos 122 125 Proyecto Hacia la construcción de una ciudadanía responsable y participativa 126 ¿Cómo puedo producir mis alimentos para lograr una dieta correcta aprovechando los recursos, conocimientos y costumbres del lugar donde vivo? 126 ¿Cómo construir un huerto vertical? 128 Una nueva actitud Evaluación del bloque 2 130 132 93 Bloque 3 2.1 Análisis comparativo de algunas adaptaciones relacionadas con la nutrición 101 2.2 Valoración de la importancia de los organismos autótrofos y heterótrofos en los ecosistemas y de la fotosíntesis como base de las cadenas alimentarias 108 Integremos 112 Lección 3 Interacciones entre la ciencia y la tecnología en la satisfacción de necesidades e intereses La respiración y su relación con el ambiente y la salud 136 Para comenzar 138 113 3.1 Equidad en el aprovechamiento presente y futuro de los recursos alimentarios: hacia el desarrollo sustentable 113 7 Contenido Lección 1 Respiración y cuidado de la salud 1.1 Relación entre la respiración y la nutrición en la obtención de la energía para el funcionamiento del cuerpo humano 1.2 Análisis de algunas causas de las enfermedades respiratorias más comunes como influenza, resfriado y neumonía e identificación de sus medidas de prevención 1.3 Análisis de los riesgos personales y sociales del tabaquismo Integremos 139 8 Contenido 177 ¿Cuál es el principal problema asociado con la calidad del aire en mi casa, en la escuela y en el lugar donde vivo? ¿Cómo atenderlo? 179 139 143 Una nueva actitud Evaluación del bloque 3 175 176 Bloque 4 149 152 Lección 2 Biodiversidad como resultado de la evolución: relación ambiente, cambio y adaptación 154 2.1 Análisis comparativo de algunas adaptaciones en la respiración de los seres vivos 154 2.2 Análisis de las causas del cambio climático asociadas con las actividades humanas y sus consecuencias 159 2.3 Proyección de escenarios ambientales deseables 165 Integremos 167 Lección 3 Interacciones entre la ciencia y la tecnología en la satisfacción de necesidades e intereses 169 3.1 Análisis de las implicaciones de los avances tecnológicos en el tratamiento de las enfermedades respiratorias 169 Integremos 176 Proyecto Hacia la construcción de una ciudadanía responsable y participativa ¿Cuál es la enfermedad respiratoria más frecuente en la escuela? ¿Cómo prevenirla? 177 La reproducción y la continuidad de la vida 186 Para comenzar 188 Lección 1 Hacia una sexualidad responsable, satisfactoria y segura, libre de miedos, culpas, falsas creencias, coerción, discriminación y violencia 189 1.1 Valoración de la importancia de la sexualidad como construcción cultural y sus potencialidades en las distintas etapas del desarrollo humano 189 1.2 Reconocimiento de mitos comunes asociados con la sexualidad 195 1.3 Análisis de las implicaciones personales y sociales de las infecciones de transmisión sexual causadas por el VPH y el VIH, y la importancia de su prevención como parte de la salud sexual 196 1.4 Comparación de los métodos anticonceptivos y su importancia para decidir cuándo y cuántos hijos tener de manera saludable y sin riesgos: salud reproductiva 200 Integremos 206 Lección 2 Biodiversidad como resultado de la evolución: relación ambiente, cambio y adaptación 2.1 Análisis comparativo de algunas adaptaciones en la reproducción de los seres vivos 2.2 Comparación entre reproducción sexual y reproducción asexual 2.3 Relación de cromosomas, genes y ADN con la herencia biológica Integremos 207 Salud, ambiente y calidad de vida 246 207 Para comenzar 248 211 Proyecto Hacia la construcción de una ciudadanía responsable y participativa ¿Cuál es la enfermedad, accidente o adicción más frecuente en el lugar donde vivo? ¿Qué podemos hacer para reducir su incidencia? 217 222 Lección 3 Interacciones entre la ciencia y la tecnología en la satisfacción de necesidades e intereses 224 3.1 Reconocimiento del carácter inacabado de los conocimientos científicos y tecnológicos en torno a la manipulación genética 224 Integremos 230 Proyecto Hacia la construcción de una ciudadanía responsable y participativa ¿Cuáles son los beneficios y riesgos del cultivo de alimentos transgénicos? 232 232 ¿Cuáles podrían ser las principales implicaciones de un embarazo o de la infección por VIH y otras infecciones de transmisión sexual (ITS) en la vida de un adolescente? ¿De qué manera se puede promover en la comunidad la prevención del VIH? 235 Una nueva actitud Evaluación del bloque 4 Bloque 5 239 242 249 249 ¿Por qué es importante conocer y valorar la biodiversidad de nuestra región, entidad y país? ¿Qué acciones se realizan en el país para conservar la biodiversidad? 251 ¿Cómo promover la participación de la comunidad escolar para reducir la generación de residuos sólidos, domésticos o escolares? 253 ¿Cuál es el impacto de la mercadotecnia y la publicidad en los hábitos de consumo de alimentos, bebidas o cigarros, entre otros, en el lugar donde vivo? 255 ¿Qué tipo de organismos habitan en el cuerpo humano y cómo influyen en las funciones vitales y en la salud? 258 ¿Qué causa la descomposición de los alimentos y de qué manera podemos evitar o retrasar este proceso? 260 Evaluación del bloque 5 262 Anexo. Lecturas Fuentes de información 266 270 9 Contenido Estructura de tu libro Entrada de bloque Bloque 1 Bienvenido a tu libro Ciencias 1. Biología. En estas páginas conocerás la manera en que está organizado y cómo puedes obtener el mayor provecho al utilizarlo. La biodiversidad: resultado de la evolución Aprendizajes esperados 2 Lección 1. El valor de la biodiversidad El alumno… ß Se reconoce como parte de la biodiversidad al comparar sus características con las de otros seres vivos, e identificar la unidad y diversidad en cuanto a las funciones vitales. ß Representa la dinámica general de los ecosistemas considerando su participación en el intercambio de materia y energía en las redes alimentarias y en los ciclos del agua y del carbono. ß Argumenta la importancia de participar en el cuidado de la biodiversidad, con base en el reconocimiento de las principales causas que contribuyen a su pérdida y sus consecuencias. Ciencias 1. Biología está dividido en cinco bloques. Del bloque 1 al 4 se integran por contenidos de estudio, un proyecto y una evaluación. El bloque 5 consiste en varios proyectos de trabajo y también incluye una evaluación. Al inicio de cada bloque encontrarás: 1 Una ilustración atractiva, relacionada con el contenido central del bloque. 2 Los aprendizajes que se espera adquieras durante el estudio del bloque y que al final del mismo ya dominarás. 3 4 1 Lección 2. Importancia de las aportaciones de Darwin El alumno… ß Identifica el registro fósil y la observación de la diversidad de características morfológicas de las poblaciones de los seres vivos como evidencias de la evolución de la vida. ß Identifica la relación de las adaptaciones con la diversidad de características que favorecen la sobrevivencia de los seres vivos en un ambiente determinado. Lección 3. Interacciones de la ciencia y la tecnología en la satisfacción de necesidades e intereses El alumno… ß Identifica la importancia de la herbolaria como aportación del conocimiento de los pueblos indígenas a la ciencia. ß Explica la importancia del desarrollo tecnológico del microscopio en el conocimiento de los microorganismos y de la célula como unidad de la vida. ß Identifica, a partir de argumentos fundamentados científicamente, creencias e ideas falsas acerca de algunas enfermedades causadas por microorganismos. ß Expresa curiosidad e interés al plantear situaciones problemáticas que favorecen la integración de los contenidos estudiados en el bloque. ß Analiza información obtenida de diversos medios y selecciona aquella relevante para dar respuesta a sus inquietudes. ß Organiza en tablas los datos derivados de los hallazgos en sus investigaciones. ß Describe los resultados de su proyecto utilizando diversos medios (textos, gráficos, modelos) para sustentar sus ideas y compartir sus conclusiones. Competencias que se favorecen ß Comprensión de fenómenos y procesos naturales desde la perspectiva científica. ß Toma de decisiones informadas para el cuidado del ambiente y la promoción de la salud orientadas a la cultura de la prevención. ß Comprensión de los alcances y limitaciones de la ciencia y del desarrollo tecnológico en diversos contextos. 3 17 Bloque 1 Bloque 1 4 Para comenzar Mary Shelley en su obra de ficción Frankenstein planteó la idea de que podía crearse un ser vivo mediante la unión de partes de cuerpos muertos sometidos a impulsos eléctricos. Esta propuesta es imposible, pero da pie a varias preguntas: ¿Qué define a un ser vivo? ¿En qué difiere de la materia inerte? ¿Cuál es el lugar que ocupa la especie humana en este mosaico de biodiversidad? En la primera lección de este bloque revisaremos cuáles son las características que son comunes en todos los seres vivos, lo que permitirá que te reconozcas como parte de la biodiversidad. Los organismos viven en diversos ecosistemas, en esta lección conocerás los patrones de intercambio de energía en estos espacios así como sus principales ciclos. A lo largo de millones de años se han establecido complejos equilibrios entre los organismos y entre estos y el ambiente en el que viven, que son justamente los que estamos poniendo en riesgo con nuestras acciones (figura 1.1). En 1859 Charles Darwin publicó El origen de las especies, obra que da fundamento a la biología moderna, y ayudó a comprender el mecanismo por medio del cual las especies desarrollan características en el transcurso del tiempo; es decir, la forma en que evolucionan. “Para comenzar” presenta un resumen de lo que estudiarás en el bloque y algunos ejemplos. El mundo que Darwin ayudó a comprender se compone de 1.5 millones de especies, aunque el número por identificar puede ser mucho mayor. Este patrimonio natural es invaluable y se encuentra amenazado, por lo que es importante conocer los factores que lo ponen en riesgo y cuáles serían las consecuencias de su pérdida, así como la importancia de participar en su conservación y cuidado. En la lección 2 analizaremos la teoría de la Selección Natural formulada por Darwin, que ayuda a comprender el proceso de evolución. Conoceremos cómo la diversidad de formas y adaptaciones para la sobrevivencia puede ser estudiada por medio del registro fósil que da cuenta de la transformación de los seres vivos a lo largo del tiempo. 1.1. La tala de bosques y selvas es una de las mayores amenazas a la diversidad biológica porque modifica los hábitats de las especies. 18 Bloque 1 Estructura de tu libro Las selvas tropicales son grandes reservas de biodiversidad, ahí se encuentra el mayor número de especies animales y vegetales por unidad de área. El alumno… 16 Asimismo, se mencionan las Competencias que se favorecen mediante el estudio de los contenidos del bloque. 10 Proyecto Estudiaremos también, en la lección 3, las implicaciones de los avances científicos y tecnológicos en la mejora de las condiciones de la vida humana, abordando temas como el conocimiento tradicional de la herbolaria y las enormes implicaciones médicas del invento del microscopio en la identificación y cura de muchas enfermedades, así como las creencias falsas acerca de aquellas que son causadas por microorganismos. Finalmente abordarás un proyecto de trabajo en el que valiéndote de las diversas herramientas y estrategias que utiliza la ciencia obtendrás la respuesta a una pregunta o iniciarás una acción colectiva de beneficio comunitario. Lecciones El valor de la biodiversidad 5 5 Al inicio de cada lección se indica el número y título de la misma. 6 Al comenzar cada contenido se recuerdan los aprendizajes esperados . 7 La información de los contenidos se expone de manera sencilla, con ejemplos para hacer más clara la información. 8 En la columna lateral de las páginas se incluyen recuadros: Lección 1 1.1 Comparación de las características comunes de los seres vivos 6 Aprendizaje esperado ß Se reconoce como parte de la biodiversidad al comparar sus características con las de otros seres vivos, e identificar la unidad y diversidad en relación con las funciones vitales. Es importante identificar las características de los seres vivos (tabla1.1). 1.1. Características de los seres vivos. Formados por células Irritabilidad Ciclo de la vida Homeostasis Nutrición Respiración Reproducción Adaptación 7 Célula vegetal Existen organismos unicelulares (una célula) y pluricelulares (dos o más células). Capacidad de los seres vivos de responder a estímulos o cambios ambientales. Nacimiento, crecimiento, reproducción y muerte. Regulación del ambiente interno en una condición estable. Capacidad de ingerir alimentos para obtener la energía necesaria; las plantas producen de forma autónoma su energía por medio de la fotosíntesis. Intercambio de gases con el fin de obtener oxígeno que se usa para la obtención de energía. Capacidad de todos los seres vivos para producir nuevos organismos, puede ser sexual o asexual. Proceso y resultado de la evolución de un organismo por medio de la selección natural, que determina estructuras anatómicas, procesos fisiológicos y conductas específicas. Todos los seres vivos, incluyendo al ser humano, están formados por células, y muestran diversos grados de organización y complejidad. Existen organismos vivos constituidos por una sola célula, llamados unicelulares, y organismos formados por dos o más células, llamados pluricelulares. Por ejemplo, el cuerpo humano tiene millones de células, por tanto, las personas somos organismos pluricelulares. En estos organismos, la agrupación de células genera un nivel de organización más complejo y las células no pueden sobrevivir de manera independiente porque todas juntas forman un ser vivo, sin embargo, todas provienen, por división, de una única célula. 1.2. El agrupamiento celular llega a producir árboles como esta secuoya, que mide más de 80 metros de altura. Cada célula vegetal mide entre 10 y 100 μm (micrómetros), y al unirse forman los tejidos que constituyen a estos organismos. Así, la agrupación de células con una misma función forma tejidos y estos a su vez, en conjunto, constituyen órganos diferentes. Pueden existir organismos pluricelulares tan simples como un gusano de tierra o un alga de mar y otros tan complejos como el ser humano o una secuoya gigante (figura 1.2). 19 Lección 1. El valor de la biodiversidad 8 A fondo Una alimentación adecuada es aquella que satisface las necesidades específicas de cada etapa de la vida, promueve el crecimiento y el desarrollo y previene de enfermedades. Se llama dieta al conjunto de alimentos y platillos que se consumen diariamente, y conforma la unidad de alimentación. Para que una dieta sea equilibrada debe incluir alimentos de los tres grupos: 1. Verduras y frutas (consumo abundante). 2. Cereales y tubérculos (consumo suficiente). 3. Leguminosas y alimentos de origen animal (consumo moderado). Aplica lo que sabes leguminosa. Planta que produce frutos dentro de vainas donde están contenidas semillas. Son ejemplo frijol, garbanzos y lentejas. oleaginosa. Vegetal de cuya semilla se extrae aceite, por ejemplo, girasol, maíz, soya. • Las TIC. En estos recuadros encontrarás recomendaciones para ampliar algunos de los contenidos mediante el uso de las tecnologías de la información y de la comunicación. • A fondo. Incluye información para profundizar en contenidos que consideramos de interés especial. • Los demás y tú. Busca fomentar una actitud crítica y socialmente responsable. 9 1. Averiguar cuántas calorías requieres al día. 2. Identificar cuántas consumes cada día, utilizando la tabla de aporte calórico. 2.3. Aporte calórico promedio de diferentes tipos de alimentos. Promedio por ración Alimento Calorías Cereales y tubérculos 80 1/2 taza de cereal, 1 rebanada de pan, 1 tortilla, 1/2 bolillo, 1/3 de pan dulce o tamal Verduras 25 2 tazas de hojas, 1 taza de verdura cruda, 1/2 taza de verdura cocida Frutas 60 Leguminosas 120 Oleaginosas 70 150 Aceites y grasas 45 10 Tamaño 1 pieza mediana, 2-3 piezas chicas, 1 taza 1/2 taza de leguminosas cocidas 2 cucharadas 1 taza, 30-40 g de queso fresco 1 cucharadita 2.4. Aporte aproximado de calorías requerido de acuerdo con la edad y el estilo de vida. Años Las TIC Para conocer más sobre este tema consulta las siguientes páginas de Internet: www.todoennutricion.org www.salud.gob.mx Palabra clave: nutrición. Glosario. Contiene la definición de los términos destacados con color en el texto general. Para realizar la siguiente actividad requieres de dos elementos: Leche Glosario • Actividad física escasa (como no realizar deporte o trasladarse siempre en autotransporte) Actividad física moderada (como usar bicicleta o caminar con regularidad) Actividad física frecuente (como hacer deporte al menos 30 minutos diarios) Varón/mujer Varón/mujer Varón/mujer 11 1 800/1 600 2 000/1 800 2 200/2 000 12 1 800/1 600 2 200/2 000 2 400/2 200 13 2 000/1 600 2 200/2 000 2 600/2 200 14 2 000/1 800 2 400/2 000 15 2 200/1 800 2 600/2 000 3 000/2 400 De 16 a 18 2 400/1 800 2 800/2 000 3 200/2 400 9 La sección “Aplica lo que sabes”, contiene actividades para aplicar y reforzar los conocimientos y las habilidades adquiridos. 10 Los contenidos se complementan con fotografías, ilustraciones, mapas, esquemas, tablas, gráficas y otros recursos que te ayudarán a entenderlos mejor. 2 800/2 400 84 Bloque 2 11 Estructura de tu libro 11 Las actividades prácticas que se desarrollan siguiendo una metodología más sistemática y en un ambiente controlado se identifican con el encabezado “Práctica”. Práctica 11 Ahora realizarás una actividad práctica que te permitirá reforzar lo aprendido en el tema. Si en tu escuela no existe laboratorio, puedes realizar la actividad en el salón o en casa. Acuerda esto con tu profesor. Elaboración de modelo de pulmón Propósito: Comprender el funcionamiento del sistema respiratorio por medio de la construcción de un modelo de pulmón (figura 3.5). Popote Material necesario: Botella de plástico de dos litros con tapa, popote, globo pequeño, globo grande, plastilina, cinta adhesiva, tijeras u otro instrumento filoso que permita hacer un orificio en la tapa. Tapa Globo pequeño Integremos Botella de plástico de 2 litros Globo grande 12 Al final de cada lección se incluye el apartado Integremos, el cual, contiene actividades que implican el trabajo simultáneo de los conocimientos y habilidades adquiridos durante el estudio de cada una, de manera que avances en la construcción de explicaciones con un lenguaje científico apropiado. La intención de estas actividades es abrir un espacio de reflexión y discusión que refuercen los aprendizajes y te lleven poco a poco a la construcción de una conciencia científica, para la toma de decisiones responsables e informadas relacionadas con la salud y el ambiente. Mediante este apartado, se espera que llegues a concebir a la ciencia como una actividad en construcción permanente, enriquecida por la contribución de mujeres y hombres de diversas culturas. Hipótesis: Para realizar un modelo de la entrada del aire a los pulmones es necesario saber que el efecto de la entrada de un gas en el cuerpo produce la expansión de las cavidades en las que entra. Esto lo pueden percibir si realizan una inhalación profunda y se llevan las manos a la altura del pecho. Midan el número de respiraciones por minuto en reposo de un compañero y pídanle que recorra corriendo el patio escolar y vuelvan a medir sus respiraciones en un minuto. ¿A qué creen que se deba este cambio? Desarrollo: 3.5. La construcción de modelos favorece la comprensión de fenómenos científicos. 1. Haz un corte en la base de la botella de plástico. 2. Perfora la tapa del ancho de un popote. 3. Toma un popote de plástico e introduce una punta en un globo chico, séllalo con cinta adhesiva, de tal manera que no entre ni salga aire. 4. Mete el popote con el globo por la parte inferior de la botella, haz que el popote atraviese el agujero que hiciste en la tapa y deja el globo adentro de la botella. 5. Coloca plastilina en los bordes para sellar el agujero con el popote y evitar que pase aire por ahí. 6. Toma el globo grande y recórtalo en la punta para luego estirarlo y colocarlo en la base recortada de la botella. Fíjalo con cinta para que no se suelte y asegúrate de que tampoco se escape aire por ahí. 7. Prueba tu modelo estirando el globo de la parte inferior. Si no hay fugas, verás cómo el globo en el interior de la botella se infla. Cuando lo sueltes el globo menor se desinflará. Presentación de resultados y conclusiones: Reunido en equipo compara tu modelo con la figura 3.3. ¿A qué órganos del aparato respiratorio equivale cada elemento de nuestro modelo? Para ayudar, podemos decir que la entrada del popote simula la nariz, el popote es la tráquea… completa con tus compañeros esta comparación. Anota tus respuestas en tu cuaderno. Luego, compáralas con las de los demás equipos. 142 Bloque 3 Integremos 12 1. El mapa conceptual es un recurso esquemático que sirve para exteriorizar lo que sabes sobre un tema. Los conceptos se agrupan jerárquicamente por lo que el concepto principal se encuentra en la parte superior del mapa. Las palabras de enlace son muy importantes ya que ilustran tu conocimiento sobre la relación de dos o más conceptos. A continuación te presentamos un ejemplo. Energía solar produce luz absorbida por Plantas con clorofila Algunas bacterias Siguiendo este ejemplo realiza en tu cuaderno un mapa conceptual completo sobre el proceso de la fotosíntesis. Bajo la guía de tu maestro compáralo con el de tus compañeros y discutan a qué se deben las posibles diferencias que encuentren; pónganse de acuerdo sobre la manera correcta de representar el proceso. 2. ¿Te imaginas si pudieras ser un organismo autótrofo? ¿Qué consecuencias tendría esto en tu forma de vida? Relata en dos cuartillas un universo de ficción en el que imagines cómo te conviertes en un organismo autótrofo. Recuerda el proceso por medio del cual las plantas obtienen su energía y piensa en todas las consecuencias posibles. 3. A diferencia de los organismos que los ecólogos llaman generalistas, como algunas especies de osos cuya dieta es muy variada y omnívora, existe un grupo de organismos especialistas, ya que sus hábitos de alimentación son muy restringidos. Entre estos organismos se encuentran el panda, que se alimenta en condiciones naturales solo de bambú, y el koala que lo hace exclusivamente de hojas de eucalipto. Esta es, evidentemente, una estrategia que puede contar con ventajas y desventajas (figura 2.37). Piensa en cuáles son estas ventajas y desventajas y escríbelas, discute las respuestas en equipo y presenta una tabla con las ventajas y desventajas de una estrategia de alimentación como la descrita. 2.37. Los koalas son una especie que habita en Australia, el país del que es originario el eucalipto, su único alimento. Glosario generalistas. Son aquellos organismos de dieta variada, todos omnívoros. especialistas. Son los organismos que se especializan en un solo tipo de alimento; no tienen variedad de dieta. 125 Lección 3. Interacciones entre la ciencia y la tecnologíaLaennutrición la satisfacción Número como base de denecesidades bloque, para la Título salud e intereses ydelatema vida 12 Estructura de tu libro Proyecto Proyecto 13 El proyecto es una forma de trabajo que permite el desarrollo, la integración y la aplicación de los aprendizajes adquiridos y las competencias que irás desarrollando durante el curso. 14 Los proyectos del libro se plantean como guías para que realices tus propias investigaciones y presentes ante el grupo los resultados que obtengas. Por ello en el primer proyecto te proponemos un cuadro guía que te servirá también para organizar todos los demás proyectos. Además incluyen lecturas, entrevistas y todo tipo de actividades útiles para desarrollar y presentar el proyecto. 15 A lo largo de libro encontrarás el recuadro “Temas de relevancia social” que vinculan lo que se trata en el texto con estos temas. 13 Hacia la construcción de una ciudadanía responsable y participativa 15 Temas de relevancia social Aprendizajes esperados Expresa curiosidad e interés al plantear situaciones problemáticas que favorecen la integración de los contenidos estudiados en el bloque. Educación para la paz Escuchar con atención la exposición de los compañeros es una forma de respetar su trabajo y su punto de vista. Analiza información obtenida de diversos medios y selecciona aquella relevante para dar respuesta a sus inquietudes. Organiza en tablas los datos derivados de los hallazgos en sus investigaciones. Describe los resultados de su proyecto utilizando diversos medios (textos, gráficos, modelos) para sustentar sus ideas y compartir sus conclusiones. Guía para el desarrollo de proyectos Para el desarrollo del proyecto hay que llevar a cabo tres fases diferentes: inicio, desarrollo y cierre. Cada una de estas tiene sus actividades particulares. Para guiarte, observa con atención el esquema: Fases del proyecto 1. Delimitación del problema. Preguntas Inicio Tiempo estimado 1 hora de clase 2. Planificación Viabilidad 3. Métodos por utilizar Desarrollo Tiempo estimado 6-10 horas (trabajo en clase y fuera del aula) Cierre Tiempo estimado 2 horas de clase 4. Desarrollo 5. Análisis de resultados 6. Entrega de trabajo 7. Exposición 66 Bloque 1 14 Cuadro guía para el desarrollo de proyectos 1. Delimitación del proyecto Anota el tema y la pregunta clave por resolver: 2. Planificación Anota los integrantes del equipo y su función. El cronograma lo harás en una hoja aparte y de acuerdo con las reglas planteadas por el profesor. 3. Métodos por utilizar Marca con una “X” las técnicas por utilizar. 4. Desarrollo P Anota las fuentes principales de consulta. P Anota tu propuesta de resolución a la pregunta (hipótesis). P P P P P P P Observaciones de campo Observaciones de laboratorio Experimentos Encuestas Consultas a expertos (entrevistas) Consulta de fuentes bibliográficas Consulta de fuentes electrónicas 5. Análisis de resultados Marca la mejor manera en que pueden presentarse tus resultados. En cada bloque hay un contenido que se trabaja como proyecto, el cual es una posibilidad de trabajo. Pero bajo la guía de tu profesor, tú y tus compañeros pueden elegir otro de acuerdo a sus intereses o las condiciones de su entorno. 6. Entrega de trabajo Anota la fecha de entrega del trabajo escrito. Marca si tiene las siguientes partes: P P P P P P Gráficas Tablas Dibujos Fotografías Mapas Otro: P P P P P P P Título Objetivo Material Desarrollo (método) Resultados Conclusiones Fuentes de consulta 7. Exposición Anota la fecha de exposición y los materiales que se utilizarán. 69 Proyecto. Hacia la construcción de una ciudadanía responsable y participativa El bloque 5 se dedica totalmente a la realización de un proyecto. 13 Estructura de tu libro Una nueva actitud Una nueva actitud 16 Esta sección se ubica al final de cada bloque, antes de la evaluación, y con ella queremos que pienses en cómo puedes poner el conocimiento adquirido al servicio de la comunidad, pues una de las finalidades del estudio de ciencias en secundaria es propiciar una autonomía cada vez mayor en tu participación en acciones comprometidas que contribuyan a mejorar la calidad de vida tuya, la de tu familia y la de la comunidad entera; para lo cual, es necesario considerar no sólo nuestro entorno inmediato sino a toda la Tierra como un sistema en equilibrio que se ve afectado por las acciones de todos. 16 Diversas estimaciones calculan que en México el 35% de la población infantil padece desnutrición, y es evidente que existe una enorme inequidad en el acceso a los alimentos entre el medio rural y el urbano (figura 2.40). El sur del país mantiene patrones de desnutrición significativamente más altos que los del norte. Evidentemente este es un problema estructural que se relaciona con el manejo económico y la falta de desarrollo de políticas que beneficien de manera directa a los que menos tienen. Sin embargo, creemos muy importante que adquieras conciencia sobre este problema y pongas un grano de arena para su solución. Para poner manos a la obra les sugerimos iniciar un programa de ayuda social en su comunidad. Bajo la guía de su profesor lean las siguientes propuestas y evalúen la factibilidad de ponerlas en marcha. 1. Ponte en contacto con alguna organización que se dedique a acopiar alimentos para los que menos tienen. Estas instituciones cuentan con programas establecidos en diversas regiones del país y siempre requieren ayuda. A continuación te damos dos direcciones donde puedes hallar más información: Fundación Nutrición y Vida A. C., México, www.fnvac. org (2015) Un kilo de ayuda, www.unkilodeayuda.org.mx (2010) 2. Identifica grupos vulnerables en tu localidad, ¿qué les hace falta? ¿Crees que podrían hacer un esfuerzo a nivel escolar para ayudarlos? La idea es que no sea una ayuda de ocasión, sino un proyecto establecido con metas y seguimiento. 3. Organicen una visita a estas comunidades y establezcan compromisos. Por ejemplo, la entrega de una despensa mensual en la que cada alumno aporte algo. Sugerimos también que la ayuda sea puntual y no se le entregue a ningún líder sino a cada persona o familia que la necesite para evitar abusos. 2.40. Según datos de la Secretaría de Salud, 40% de la población infantil rural en Chiapas sufre desnutrición. 130 Bloque 2 Para terminar 17 Dentro de este apartado encontrarás la sección “Para terminar”, la cual es una breve conclusión que cierra el bloque, relacionándote con los contenidos aprendidos y brindándote opciones para actuar en beneficio tuyo y de los demás. 17 El consumo responsable consiste en la selección de productos que impacten en menor medida al medio ambiente (figura 2.41). Ya hemos visto que muchos alimentos, debido a procesos de industrialización, se obtienen con grandes costos energéticos y afectaciones ambientales asociadas (figura 2.42). Existe un movimiento emergente que ha procurado fomentar la distribución de productos alimenticios ambientalmente amigables que, por otro lado, favorezcan a los productores rurales y les permitan competir sin desventaja con grandes cadenas productoras. ¿Sabías que existe una entidad internacional llamada FSC que certifica el uso sustentable de algunos bosques mexicanos? En efecto: en más de un millón de hectáreas del país, y en zonas predominantemente ejidales, este organismo certificador revisa que los procedimientos de extracción de madera no pongan en peligro el futuro de nuestros bosques. Una vez completada la revisión, y si los bosques están bien utilizados, se emite un certificado para la madera producida. 2.41. Nuestros antepasados que vivieron en la cuenca del valle de México utilizaban un sistema productivo muy eficiente de chinampas. Aún hoy las puedes apreciar si visitas Xochimilco en el Distrito Federal. Muchas grandes cadenas de almacenes ya venden muebles de madera certificada; en tu estado seguramente los encontrarás. Busca el sello de certificación en el producto —que, por cierto, no tiene un mayor precio— y explica a tus padres la importancia de adquirir productos de este tipo pues, con ello, contribuyes a evitar la deforestación nacional. El consumidor es muy importante, ya que sus preferencias pueden determinar cambios en el mercado. Como consumidor elige con responsabilidad y trata de investigar las ventajas de un consumo más sensato. En la medida en que toda la población reoriente sus patrones contribuirá de manera muy importante a evitar el aumento de procesos de deterioro ambiental. 2.42. Las presas son grandes productoras de energía eléctrica, pero generan efectos ambientales adversos, es por ello que se necesita buscar fuentes de energía alternas, ¿conoces alguna? 131 Una nueva actitud 14 Estructura de tu libro Evaluación del bloque Evaluación del bloque 2 18 18 Lee los textos y contesta las preguntas que se plantean después de cada uno. Nutrición de los seres vivos A continuación ti ió se muestran t imágenes i á de d cómo ó algunos l seres vivos i obtienen bti nutrimentos ti t y dde llos órganos que participan en la digestión/formación de esos nutrimentos. a) b) c) d) 1. ¿Cuál de las figuras representa a un organismo indispensable para el mantenimiento de la vida en la Tierra? a) b) c) d) 2. Con base en las figuras, ¿cuál secuencia representa un posible camino que sigue la energía en una cadena alimentaria? a b c d b c d c b b c d 3. Relaciona las columnas con base en las figuras. a) Autótrofo b) Heterótrofo carnívoro c) Heterótrofo herbívoro d) Heterótrofo omnívoro 4. ¿Crees que el niño de la fotografía b) está teniendo una alimentación adecuada? Explica por qué. 132 Al finalizar cada bloque se presenta una evaluación mediante la cual se busca establecer una referencia del grado en que posees los conocimientos y las habilidades que se espera que manejes en ese momento. Para realizarlas requerirás poner en acción las destrezas y conocimientos que has adquirido para el análisis de textos y situaciones de diversos tipos y en contextos variados, así como desarrollar tus habilidades comunicativas por escrito. Bloque 2 Fuentes de información 19 Fuentes de información 19 Recomendaciones para el alumno Libros r Arana, Federico. Ecología para principiantes, Trillas, México, 2007. r Barahona, Ana. Thomas Morgan, el hombre de las moscas, Pangea, México, 2002. r Claybourne, Anna. El gran libro del cuerpo humano con links de internet, Usborne, Londres, 2003. r Darwin, Charles. El origen de las especies, Editorial Época, México, 2010. r Escriva, María Gabriela. Huerta orgánica en macetas, Albatros, Buenos Aires, 2010. r Frith, Alex. El reciclaje y la basura, Usborne, Barcelona, 2011. r Gosling, Peter. Pasteur. Guía para jóvenes, Lóguez, Salamanca, 2001. r Guillén, Fedro Carlos. Alfred Rusell Wallace, el científico que creía en los fantasmas, Pangea, México, 2002. r _____. Federico y la caja… que no era fuerte pero sabía de ciencia, Editorial Lectorum, México, 2009. r _____. Medio ambiente, tu participación cuenta, Santillana-Secretaría de Educación Pública, 2003. r _____. México: recursos naturales, Santillana, México, 2002. r _____. Contaminación: causas y soluciones, Santillana, México, 2002. r Lluis Berdocens, Josep. Gran diccionario ilustrado de las plantas medicinales, Océano, México, 2009. r Salamanca, Fabio. El olvidado monje del huerto, Gregor Mendel, Pax, México, 2007. r Sarukhán, José. Las musas de Darwin, Fondo de Cultura Económica, r México, 2009. r Varios autores. Gran diccionario de los alimentos para la salud, Océano, México, 2009. Libros del Rincón r Berra, Tim M. Darwin. La historia de un hombre extraordinario, Tusquets, México, 2009. r Casa editorial. La salud y el bienestar. Guía de prevención y cuidados, Arquetipo Grupo Editorial, Motenvideo, 2009. r Chalela, Adriana. Repugnante y nutritiva, Océano Travesía, 2010. r Converti, Valeria. Contra la violencia hacia las mujeres, Libro informativo y de ayuda. Fernández Editores, México, 2010. r Fernández Paz, Agustín. Las flores radiactivas, Anaya Infantil y Juvenil, Madrid, 2013. r Garibay, Pablo. Cortar y pegar. Trasplantes de órganos y reconstrucción del cuerpo humano, Siglo XXI Editores, México, 2006. r Varios autores. Las “nanoaventuras” del maestro Fonseca, Abdo Producciones, México, 2011. Además de las fuentes de consulta y los sitios de Internet sugeridos en cada contenido, en esta sección final del libro encontrarás recomendaciones de libros y fuentes electrónicas en las que podrás encontrar información sobre los contenidos del curso que más te hayan interesado o que representaron alguna dificultad que desees resolver. Libros de la Serie Espejo de Urania r Abrahams, Peter H. Atlas del cuerpo humano, Libsa/SEP, Madrid, 2003. r Arnau, E. Cuida tu cuerpo, Parragón-SEP, México, 2003. r Burnie, David. Animal. Habitats, Aguilar-SEP, México, 2001. r Burnie, David. Animal. Mamíferos 1, Aguilar-SEP, México, 2001. r Burnie, David. Animal. Mamíferos 2, Aguilar-SEP, México, 2001. r Burnie, David. Animal. Peces, Aguilar-SEP, México, 2001. 270 Fuentes de información 15 Estructura de tu libro Bloque 1 La biodiversidad: resultado de la evolución Aprendizajes esperados Lección 1. El valor de la biodiversidad El alumno… ß Se reconoce como parte de la biodiversidad al comparar sus características con las de otros seres vivos, e identificar la unidad y diversidad en cuanto a las funciones vitales. ß Representa la dinámica general de los ecosistemas considerando su participación en el intercambio de materia y energía en las redes alimentarias y en los ciclos del agua y del carbono. ß Argumenta la importancia de participar en el cuidado de la biodiversidad, con base en el reconocimiento de las principales causas que contribuyen a su pérdida y sus consecuencias. Lección 2. Importancia de las aportaciones de Darwin El alumno… ß Identifica el registro fósil y la observación de la diversidad de características morfológicas de las poblaciones de los seres vivos como evidencias de la evolución de la vida. ß Identifica la relación de las adaptaciones con la diversidad de características que favorecen la sobrevivencia de los seres vivos en un ambiente determinado. 16 Bloque 1 Lección 3. Interacciones de la ciencia y la tecnología en la satisfacción de necesidades e intereses El alumno… ß Identifica la importancia de la herbolaria como aportación del conocimiento de los pueblos indígenas a la ciencia. ß Explica la importancia del desarrollo tecnológico del microscopio en el conocimiento de los microorganismos y de la célula como unidad de la vida. ß Identifica, a partir de argumentos fundamentados científicamente, creencias e ideas falsas acerca de algunas enfermedades causadas por microorganismos.
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