enseñanza de las ciencias a través de modelos … · actividades con el apoyo de las...

1ergrado

Ma. Guadalupe Flores BarreraAndrés Rivera Díaz

Enseñanza de las Ciencias a través de Modelos Matemáticos

para la Educación SecundariaPROPUESTA HIDALGO

Enseñanza de las Ciencias a través de Modelos Matemáticos

BIOLOGÍA

Enseñanza de las Ciencias a través de Modelos Matemáticos para la Educación Secundaria, Propuesta Hidalgo1er. grado BIOLOGÍA

Revisión: Ramón Guerrero LeyvaFormación y diseño: Ana Garza

© ECAMM Hidalgo 2010© Ángeles Editores, S.A. de C.V. 2011 Campanario 26 San Pedro Mártir, Tlalpan México, D.F. 14650 e-mail [email protected] www.angeleseditores.com

Primera edición: agosto de 2011Segunda edición: agosto de 2012

ISBN 978-607-9151-07-2

Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial Reg. Núm. 2608

Impreso en México

Enseñanza de las Ciencias a través de Modelos Matemáticos para la Educación Secundaria, Propuesta Hidalgo (ECAMM-Hidalgo), ha sido desarrollado e implementado por la Coordinación Estatal del Programa EMAyCIT-Hidalgo, con el apoyo de la Subsecretaría de Educación Básica de la Secretaría de Educación Pública del Estado de Hidalgo y, sobre todo, del Centro de Investigación y Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional, particularmente del Departamento de Matemática Educativa, del cual surge la Propuesta Nacional.

Autores de ECAMM-Hidalgo

Coordinadores Zona Escolar ECAMM-HidAlgo

Este material ha sido implementado en las escuelas secundarias del Esta-do de Hidalgo, en sus tres modalidades: Generales, Técnicas y Telesecun-darias con apoyo de las Direcciones, Supervisiones y Jefaturas de Sector, pero sobre todo por los Coordinadores de Zona Escolar ECAMM-Hidalgo.

Ma. Guadalupe Flores [email protected]

Andrés Rivera Dí[email protected]

Acosta Ramírez Merit

Aguilar Castelán Isidoro

Anaya Velázquez Max Julio

Andrade Castillo Dimas Alexandro

Avilés Hernández Jaime

Bahena Mejía Mireya

Bautista de la Cruz Natalio

Calva Martínez Fortino Alberto

Castro Ramírez Dimna Berenice

Clemente López Antonio

Cuevas Covarrubias Maribel

Daniel García Nancy

Escobedo Garrido Martha Elva

Esteban Reyes Edgar

Estrada Tolentino Nancy

Félix Lara Filiberto

Flores Morita Néstor

Gálvez Marín Marlén

García Soto Federico

Gómez Martínez Miguel

González Medina Alejandro Alberto

Guerrero Romero José Manuel

Gutiérrez González Fernando

Hernández Blancas Patricia Dayanara

Hernández Cortés Victorino

Hernández Hernández Aricela

Hernández Juárez Áureo

Hernández Mendoza Camerino

López Lugo Eliseo

Manzano Salinas Elias

Martínez Martínez Isidro

Medina Abrego Gildardo

Miranda Fernández Israel

Miranda Sánchez Ma. Eleazar

Monroy Villanueva Yareth

Montoya Gress Luis

Morales Gómez Martín

Paredes Ortega Jorge Antonio

Perales Salvador Cuauhtémoc

Pérez Reyes Jesús

Ramírez Castillo Hilda

Ramírez García Martha Esperanza

Ramírez Rico Martha Catalina

Rojas Ángeles Crisóforo

Rojas Reyna Tomás

Romero Camargo Jeimy

Rubio Rubio Ma. Virginia

Salazar Lara Gastón

Sánchez Castillo Gracia Patricia

Sánchez Díaz Antonio

Saúz Torres Araceli

Tena Rodríguez Jesús

Tolentino Ruíz Rebeca

Vázquez Terán Nora Alejandra

Velázquez Serrano Diego

Vidal Fernández Leticia Ruby

Villegas Villegas Gamaliel

Zermeño Peralta Jorge Alonso

Introducción ............................................................................................. 5

Cómo está organizado este libro .............................................................. 7

Programación Biología Primer Grado ....................................................... 9

SeptiembreLa importancia de las Gráficas (I) ........................................................... 12La importancia de las Gráficas (II) .......................................................... 16Eras geológicas ....................................................................................... 20Técnicas de fechamiento de fósiles (I) .................................................... 24

octubreTécnicas de fechamiento de fósiles (II) ................................................... 25¿Cuántas especies existen? .................................................................... 27Crecimiento exponencial de células (I) ................................................... 31Crecimiento exponencial de células (II) .................................................. 34

NoviembreDieta y actividad corporal (I) .................................................................. 36Dieta y actividad corporal (II) ................................................................. 40Nutrición (I) ............................................................................................ 43Nutrición (II) ........................................................................................... 47

diciembre y EneroNutrición (III) .......................................................................................... 51Bajar de peso = Alimento + ejercicio ...................................................... 53La respiración como fenómeno cíclico (I) ............................................... 56La respiración como fenómeno cíclico (II) .............................................. 58Datos sobre enfermedades respiratorias (I) ........................................... 60Datos sobre enfermedades respiratorias (II) .......................................... 61

Contenido

ECAMM-Hidalgo

FebreroEscalas entre animales de diferentes tamaños (I) .................................. 62Escalas entre animales de diferentes tamaños (II) ................................. 64Datos sobre las drogas y el ritmo cardiaco (I) ......................................... 68Datos sobre las drogas y el ritmo cardiaco (II) ........................................ 69

Marzo y abrilLos experimentos de Mendel (I) ............................................................. 71Los experimentos de Mendel (lI) ............................................................ 77Distribución genética (I) ......................................................................... 78Distribución genética (II) ........................................................................ 82ADN (ácido desoxirribonucleico) ............................................................ 84ARN (ácido ribonucleico) ........................................................................ 86

MayoDistribución de edades en poblaciones .................................................. 88Epidemias ............................................................................................... 92Competencia entre dos especies ............................................................ 97Interacción depredador-presa .............................................................. 101

JunioFibonacci y sus conejos (I) .................................................................... 103Temperatura corporal ........................................................................... 105Tipos sanguíneos (I) .............................................................................. 107Tipos sanguíneos (II) ............................................................................. 111

Las Herramientas Computacionales (HC) suponen un revolucionario avance en nuestra sociedad. Presenciamos una era de cambio y de modificaciones constantes que influyen significativamente en nuestras vidas. Mantenernos expectantes o tomar las riendas de los procesos de cambio que nos pueden ayudar a construir un mundo sin barreras, un mundo mejor, es una elección a realizar de forma particular por cada uno de nosotros.

En el ámbito educativo las HC constituyen una importantísima ayuda para favorecer los aprendizajes escolares, particularmente de las matemáticas y de las ciencias, pues son un reforzador didáctico, un medio para la enseñanza individualizada y una herramienta fundamental de trabajo para el profesor.

En definitiva pudiéramos preguntarnos: ¿Qué aspectos caracterizan a las HC que las hacen tan especiales en la educación? Una reflexión alrededor de esta pregunta nos conduce a definir un grupo de aspectos que las podrían caracterizar:

1. Fomentan el aprendizaje continuo por parte del profesor, pues éste tendrá que estar actualizado para planificar con éxito las actividades que realizarán los estudiantes.

2. Las HC no sólo pueden ser objeto de estudio sino que deben ser herramientas indispensables para el alumno, tienen que ser integradas al entorno educativo.

3. Garantizan el desarrollo de una enseñanza significativa y forman parte de una educación integral.

4. Dinamizan el papel del profesor y del alumno. Este último, de sujeto pasivo dentro del proceso didáctico, pasa a ser protagonista del mismo junto al profesor, el cual tendrá como función rectora la orientación en el uso de las herramientas tecnológicas que sean utilizadas en el proceso.

5. Humanizan el trabajo de los profesores, pues ellos desarrollarán sus actividades con el apoyo de las tecnologías, economizando tiempo y energía.

Introducción

5Propuesta Hidalgo 1er Grado BIOLOGÍA

Además de estas ventajas que nos proporcionan las Herramientas Computacionales en el proceso de enseñanza, es bueno destacar que también permiten lograr una mejor interdisciplinariedad, es decir, se puede relacionar el contenido con el de otras asignaturas contribuyendo así a una formación más eficiente y de carácter integral de nuestros estudiantes, particularmente el de las ciencias.

Por lo anterior, la Secretaría de Educación Pública del Estado de Hidalgo ha implementado el Programa Enseñanza de las Ciencias a través de Modelos Matemáticos para la Educación Secundaria, Propuesta Hidalgo (ECAMM-Hidalgo) a través de la Coordinación Estatal de los profesores Ma. Guadalupe Flores Barrera y Andrés Rivera Díaz. Para dar continuidad al programa, dichos profesores imparten un curso-taller programado, un día al mes durante el ciclo escolar, al equipo de Coordinadores de las Zonas Escolares del Estado, para que a su vez ellos lo multipliquen, también un día al mes, con los profesores que imparten ciencias en sus zonas correspondientes.

Las reuniones mensuales son un espacio de formación y actualización docente para el intercambio de experiencias, metodologías y conocimientos sobre la Hoja electrónica de cálculo, herramienta tecnológica que forma parte de la propuesta original elaborada por la Subsecretaría de Educación Básica de la Secretaría de Educación Pública (SEP), en colaboración con el Instituto Latinoamericano de la Comunicación Educativa (ILCE). Como producto de ello se han diseñado y compilado los textos ECAMM-Hidalgo, para cada grado escolar de educación secundaria.

Por último, sabedores de que contamos con una comunidad educativa comprometida, utilizaremos el presente material para beneficio de nuestros alumnos.

Profr. Joel Guerrero JuárezSecretario de Educación Pública

SEPH

6Enseñanza de las Ciencias a través de Modelos Matemáticos para la Educación Secundaria

PRESENTACIÓN

El libro Enseñanza de las Ciencias a través de Modelos Matemáticos para la Educación Secundaria, Propuesta Hidalgo, Biología, es una compilación y diseño de actividades didácticas que contempla el uso de hojas electrónicas de cálculo. El texto cumple, en forma paralela, con los planes y programas de estudio vigentes para las modalidades de Educación Secundaria (General, Técnica y Telesecundaria).

En la mayoría de las actividades seleccionadas, la construcción y el uso de hojas electrónicas de cálculo cuentan con un sustento teórico y/o empírico, respectivamente, que respaldan su valor como herramienta mediadora del aprendizaje en lo cognitivo y en lo epistemológico.

La propuesta Hidalgo es trabajar una sesión a la semana en el aula de medios o espacio asignado con equipos de cómputo, complementando las sesiones previas en el salón de clase. Esto implica que desde el inicio del curso escolar, los directivos deben asignar en los horarios, de forma explícita, la sesión ECAMM-Hidalgo a cada grupo.

En el espacio para desarrollar el Programa ECAMM-Hidalgo, el profesor guía a los estudiantes en su trabajo con el ambiente computacional y con las hojas de actividades didácticas programadas semanalmente en el libro.

Con las actividades se pretende que los alumnos alcancen cada vez mayores niveles de modelación matemática, para ello la programación de las actividades es como en el siguiente ejemplo:

NOVIEMBRE

Semana Bloque II. La nutrición Herramienta Página

1Importancia de la nutrición en la obtención de energía y en la conservación de la salud.

Dieta y actividad corporal (I)

36

2Diversas formas de nutrición de los seres vivos y su relación con la adaptación.

Dieta y actividad corporal (II)

40

Cómo está organizado este libro


En general, en el espacio ECAMM-Hidalgo el profesor debe motivar a los alumnos a:

• Explorar• Formular y validar hipótesis• Expresar y debatir ideas• Aprender comenzando con el análisis de sus propios errores

Las sesiones ECAMM-Hidalgo se organizan a partir de actividades didácticas en las cuales los alumnos reflexionan sobre lo que han realizado con la computadora, y lo sintetizan para comunicarlo; por otro lado, estas actividades ya contestadas proporcionan información al profesor acerca de la comprensión que los alumnos tienen de los conceptos involucrados en las ciencias: Biología, Física y Química.

Finalmente, una reflexión:

La educación es la base del progreso en cualquier parte del mundo y en la medida que el compromiso de los profesores se haga más expreso y se recupere la vocación profesional, podremos tener aspiraciones de superación sustentadas en hechos y no en sueños.

Ma. Guadalupe Flores Barrera y Andrés Rivera DíazCoordinadores Estatales del Programa EMAyCIT-Hidalgo


SEPTIEMBRE

SemanaBloque i. la biodiversidad: resultado de la evolución

Actividad Página

1Principales características que distinguen a los seres vivos.

La importancia de las gráficas (I)

12

2La importancia de

las gráficas (II)16

3 Importancia de la biodiversidad en la dinámica de los ecosistemas y en la atención de las necesidades del ser humano desde la perspectiva de desarrollo sustentable.

Eras geológicas 20

4Técnicas de

fechamiento de fósiles (I)

24

OCTUBRE

SemanaBloque i. la biodiversidad: resultado de la evolución

Actividad Página

1

Implicaciones de la ciencia y la tecnología en el conocimiento y la conservación de la biodiversidad.

Técnicas de fechamiento de fósiles

(II)25

2¿Cuántas especies

existen?27

3Crecimiento

exponencial de células (I)

31

4Crecimiento

exponencial de células (II)

34

Programación Primer Grado. BiologíaECAMM-HidAlgo


NOVIEMBRE

Semana Bloque II. La nutrición Herramienta Página

1Importancia de la nutrición en la obtención de energía y en la conservación de la salud.


36

2Diversas formas de nutrición de los seres vivos y su relación con la adaptación.


40

3Importancia de la tecnología en la producción de alimentos.

Nutrición (I) 43

4 Nutrición (II) 47

diCiEMBRE Y ENERo

Semana Bloque II. La nutrición Actividad Página

1 Aprovechamiento de recursos alimentarios con la aplicación de medidas para el cuidado y la conservación ambiental.

Nutrición (III) 51

2Bajar de peso =

Alimento + ejercicio53

Bloque III. La respiración

3La respiración como proceso que caracteriza a todos los seres vivos.

La respiración como un fenómeno cíclico (I)

56

4La respiración como un

fenómeno cíclico (II)58

5Causas de las enfermedades respiratorias más frecuentes y cómo prevenirlas.

Datos sobre enfermedades respiratorias (I)

60

6Datos sobre

enfermedades respiratorias (II)

61

FEBRERO

Semana Bloque III. La respiración Actividad Página

1 Distintas estructuras respiratorias como evidencias de la diversidad y adaptación de los seres vivos.

Escalas entre animales de diferentes tamaños (I)

62

2Escalas entre animales de

diferentes tamaños (II)64

3 Importancia histórica del desarrollo tecnológico en el tratamiento de las enfermedades respiratorias.

Datos sobre las drogas y el ritmo cardiaco (I)

68

4Datos sobre las drogas y

el ritmo cardiaco (II)69


MARZo Y ABRil

Semana Bloque IV. La reproducción Actividad Página

1 La sexualidad humana desde una perspectiva amplia que involucra cuatro potencialidades: género, vínculos afectivos, erotismo y reproducción.

Los experimentos de Mendel (I)

71

2Los experimentos de

Mendel (lI)77

3 La reproducción del ser humano, al igual que en los diversos seres vivos, es resultado de un largo proceso evolutivo.

Distribución genética (I)

78

4Distribución genética (II)

82

5 La participación de la tecnología en los procesos de reproducción de plantas y animales.

ADN (ácido desoxirribonucleico)

84

6ARN (ácido

ribonucleico)86

MAYo

Semana Bloque V. Salud, ambiente y calidad de vida Actividad Página

1 Situaciones problemáticas o de interés personal, relacionadas con la biodiversidad, la nutrición, la respiración y la reproducción, mediante proyectos para integrar conocimientos, promover la salud y el cuidado del ambiente en favor de la calidad de vida.

Distribución de edades en poblaciones

88

2 Epidemias 92

3Competencia entre

dos especies97

4Interacción

depredador-presa101

JUNIO

Semana Bloque V. Salud, ambiente y calidad de vida Actividad Página

1

Valor personal, social y cultural del conocimiento científico y tecnológico.

Fibonacci y sus conejos

103

2 Temperatura corporal 105

3 Tipos sanguíneos (I) 107

4 Tipos sanguíneos (II) 111

Programación Biología Primer GradoECAMM-HidAlgo


La importancia de las gráficas (I)

En esta serie de actividades usaremos tres tipos de gráficas para representar datos.

Mostraremos cuál de los tipos es el más apropiado a cada situación.

Observa los siguientes datos de 10 personas adultas:

NOMBRE ALTURA (cm) PESO (kg) ColoR dE oJoS ColoR dE PElo

Lan 175 75 Café Negro

Bob 165 87 Negro Negro

Rus 160 63 Azul Rubio

Ena 75 32 Café Pelirrojo

Cal 168 70 Café Negro

Dil 167 100 Azul Café

Ami 182 83 Negro Negro

Shak 215 150 Café Negro

Tes 150 50 Negro Café

Iri 172 67 Café Negro

¿Qué podrías decir acerca de cada una de las cuatro características de este grupo de individuos?

Altura:

Peso:

Color de ojos:

Color de pelo:

Veamos ahora cómo podemos presentar la información contenida en la tabla anterior para interpretarla mejor y sacar algunas conclusiones. Empecemos con el color de ojos. Completa la tabla siguiente anotando las cantidades (frecuencias) de cada color:

ColoR dE oJoSCANTidAd

(FRECUENCIA)

Negro 3

Café

Azul

ImportGrafs01


¿Qué fracción de las personas del grupo tiene ojos cafés?

¿Qué porcentaje tiene ojos negros?

Estas frecuencias se pueden representar en una gráfica circular como la siguiente.

Comprueba tus respuestas anteriores.

Agrupa en la siguiente tabla de frecuencias los datos dados en la hoja anterior del color de pelo. En el círculo a su derecha, traza los sectores de cada color, señalando sus porcentajes correspondientes (el tamaño de cada sector lo puedes determinar estimando la porción que le corresponde).

ColoR dE PEloCANTidAd

(FRECUENCIA)

Negro

Café

Rubio

Pelirrojo

¿Cuál es el color de pelo más frecuente?

En tu salón de clase, ¿cuántos niños hay?

¿Cuántos de ellos tienen pelo negro?

Azul 20%

Negro 30%

Café 50%


Otro tipo de gráfica es la de columnas. Abajo tenemos representada la altura de cada persona del grupo en este tipo de gráfica.

¿Quién es el más alto? ¿Quién es el más bajo?

Aproximadamente, ¿cuál es la altura más representativa de este grupo de personas?

Abajo a la izquierda haz una gráfica de columnas para los datos agrupados en frecuencias del color de ojos. En la derecha haz una gráfica de columnas para los datos agrupados en frecuencias del color de cabello.

250Altura (cm)

200

150

100

50

0Lan Bob Rus Ena Cal Dil Ami Shak Tes Iri

0

1

4

2

3

5

6

Negro Café Azul0

1

4

2

3

5

6

Negro Café Rubio Pelirrojo


En el espacio de abajo traza la gráfica de columnas para el peso de cada persona del grupo dado en la primera hoja de esta actividad.

Toma datos de tus compañeros de clase sobre alguna característica y represéntalos abajo en una gráfica (escoge el tipo de gráfica que creas más conveniente).


Esta actividad se centra en gráficas de líneas curvas para representar datos que varían en forma continua.

La tabla siguiente da las longitudes y pesos promedios de bebés en Estados Unidos, desde el nacimiento hasta los tres años de edad.

EdAd (MESES) loNgiTUd (cm) PESO (kg)

0 50 3

3 59 5.400

6 66 7.200

9 71 8.600

12 74 9.600

15 78 10.300

18 81 10.800

21 84 11.400

24 87 11.900

27 89 12.400

30 91 12.900

33 93 13.400

36 95 13.900

En esta tabla se encuentra concentrada mucha información que extraeremos poco a poco (En las respuestas que darás a continuación, no se te olvide poner las unidades.)

¿Cuál es la estatura promedio de un bebé al nacer?

¿Cuál es el peso “normal” de un bebé al año de nacido?

¿Cuántos centímetros crece un bebé en sus primeros tres años de vida?

Esto quiere decir que en estos primeros tres años, el bebé casi duplica su longitud.

Aproximadamente, ¿cuántas veces incrementa el peso de un bebé en sus primeros tres años de

vida? (Sugerencia: piensa en un bebé que nace con un peso

de 3 kg y que a los tres años pesa 15 kg).

La importancia de las gráficas (II) ImportGrafs02


¿Cuánto aumenta el peso de un bebé en su primer año?

¿Cuánto aumenta el peso de un bebé en su segundo año?

¿Cuánto aumenta el peso de un bebé en su tercer año?

¿En cuál periodo de tres meses se observa el incremento más rápido de peso de un bebé?

En los siguientes dos planos coordenados traza las gráficas de la longitud y el peso como función de la edad. Primero representa cada uno de los datos de la tabla anterior con un punto y después conecta los puntos con una línea curva que pase por ellos.

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

036

Longitud (cm)

33302724211815129630Edad (meses)

151413121110

9876543210

36

Peso (kg)

33302724211815129630Edad (meses)


Discute con tus compañeros de equipo cuándo se observa en las gráficas un crecimiento más rápido y cuándo un crecimiento más lento (Sugerencia: discute también por qué se deben conectar estos puntos con una línea curva.

La tabla siguiente muestra la altura y peso promedios de mujeres y hombres en Estados Unidos, de tres a 18 años de edad.

MUJER (VAloRES PRoMEdio) HoMBRE (VAloRES PRoMEdio)

EdAd (AÑoS) ALTURA (cm) PESO (kg) ALTURA (cm) PESO (kg)

3 95 14 95 15

4 102 16 103 17

5 109 18 110 19

6 115 20 116 21

7 121 22 122 23

8 126 25 127 25.5

9 132 28.5 132 28

10 138 32 137 31.5

11 145 37 143 35.5

12 151 41.5 149 40

13 157 46.5 156 45

14 160 50 163 51

15 162 53.5 169 57

16 163 56 173 62.5

17 164 57 176 66.5

18 165 57 177 69

De acuerdo con la información presentada, contesta las siguientes preguntas.

¿Cuánto aumenta la altura de una mujer,

de 3 a 4 años de edad? de 6 a 7 años?

de 9 a 10 años? de 12 a 13 años?


¿Qué puedes deducir de estos valores?


¿Cuánto aumenta la altura de un hombre,

de 3 a 4 años de edad? de 6 a 7 años?



¿Qué puedes deducir al observar estos valores?

¿Cuál es la altura promedio (en Estados Unidos) para una mujer de tu edad?

Mide la altura de cinco mujeres de tu clase. ¿Cuál es el promedio de estos cinco valores?

Compara este valor con el de arriba.

¿Cuál es la altura promedio (en Estados Unidos) para un hombre de tu edad?

Mide la altura de cinco hombres de tu clase. ¿Cuál es el promedio de estos cinco valores?

Compara este valor con el de arriba.

TareaEn papel cuadriculado y en los mismos ejes coordenados traza las gráficas de la altura promedio de una mujer y un hombre como función de la edad.

Analiza las gráficas y escribe aquí tus observaciones.

En papel cuadriculado y en los mismos ejes coordenados traza las gráficas del peso promedio de una mujer y un hombre como función de la edad.

Analiza las gráficas y escribe aquí tus observaciones.


En esta actividad continuaremos el estudio de los sucesos importantes en la historia de la Tierra. También introduciremos la división del tiempo geológico en eras y periodos. En la siguiente tabla hemos ordenado los sucesos enlistados en la actividad anterior, desde el más antiguo hasta el más reciente (compara con la lista que hiciste). Tienes que agregar ahora el tiempo aproximado en el que sucedió cada uno. Para esto, abre el archivo ErasGeo. En él encontrarás que el tiempo geológico se representa por el número de la fila en millones de años. Es decir, la fila 4 750 representa lo que sucedió hace 4 750 millones de años. En la columna C de la hoja están escritos algunos sucesos importantes, incluyendo los de la lista de abajo. Usando la barra de desplazamiento a la derecha de la hoja, sube progresivamente en el tiempo y encuentra los tiempos pedidos abajo:

Eras geológicas

SUCESoS oRdENAdoS dESdE EL MÁS ANTIGUO AL MÁS RECIENTE

TiEMPo APRoXiMAdo

1 Origen del Sistema Solar

2 Formación de la Tierra

3 Origen de la vida

4 Fósiles más antiguos

5 Origen de los organismos multicelulares

6 Fósiles más antiguos de animales

7 Primeros vertebrados

8 Aparecen los peces

9 Primeros insectos

10 Aparecen los reptiles

11 Primeros dinosaurios

12 Aparecen los mamíferos

13 Aparecen las aves

14 Primeros primates

15 Aparece el hombre

Explica cómo es posible que los fósiles más antiguos encontrados estén antes en la lista que el

origen de los organismos multicelulares:

ErasGeo


¿Cuánto tiempo pasó desde el origen de la vida hasta el origen de los organismos multicelulares?

¿Cuánto tiempo pasó desde el origen de los organismos multicelulares hasta los primeros vertebrados?

Para contestar las siguientes preguntas tendrás que obtener más información de la hoja de cálculo.

¿Aparecen los invertebrados antes o después de los vertebrados?

¿Cuántos millones de años aproximadamente pasaron de un suceso al otro?

¿Cuáles células aparecieron primero: las eucarióticas o las procarióticas?

¿Cuántos millones de años (aproximadamente) pasaron de un suceso al otro?

El tiempo geológico está dividido en eras (y periodos dentro de estas eras) para marcar acontecimientos notables, como el desarrollo explosivo de nuevas formas de vida o extinciones masivas. Por ejemplo, en el periodo Cámbrico de la era Paleozoica tuvieron su origen muchas clases del reino animal ausentes anteriormente. En el periodo Pérmico de la misma era, se extinguieron una gran cantidad de especies terrestres y marinas, y se esparcieron los reptiles.

En la siguiente tabla aparecen las cuatro eras geológicas con sus correspondientes periodos. Completa los años de inicio y terminación y escribe un hecho importante de cada periodo (apóyate en la información del programa).

MilloNES dE AÑoS

ERA PERiodo INICIO FINAL UN EVENTO IMPORTANTE

CenozoicoCuaternario 2 0

Terciario 65 2

Mesozoico

Cretácico

Jurásico

Triásico 245 208

Paleozoico

Pérmico

Carbonífero

Devónico

Silúrico

Ordovícico

Cámbrico 570 510

PrecámbricoProterozoico

Arqueozoico


Explica por qué el inicio de todos los periodos tiene un número mayor que su final en la tabla de arriba:

¿Cuál fue el periodo más largo de la era Mesozoica?

La columna C de la hoja de cálculo contiene otros datos interesantes. Extrae tres de ellos que

todavía no se hayan discutido. Descríbelos abajo incluyendo su tiempo aproximado y su periodo y

era respectivos.

La siguiente gráfica muestra el porcentaje de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera desde hace 570 millones de años hasta la fecha.

25

20

15

10

5

00

% CO2

100200300400500600

Millones de años


Nota que hace aproximadamente 470 millones de años (el pico más alto de la gráfica), el CO2

atmosférico empezó a reducirse de 22% a 1%. ¿Qué sucedió alrededor de esos años para que haya

pasado esto? (Busca en la hoja de cálculo.)

Nota también en la gráfica anterior que hace aproximadamente 270 millones de años, el CO2

atmosférico empezó nuevamente a elevarse hasta el segundo pico de 5%. ¿Qué sucedió alrededor

de esos años para que haya pasado esto? (Busca en la hoja de cálculo.)

Desde hace aproximadamente 220 millones de años, se ha venido reduciendo el dióxido de carbono

en la atmósfera, como muestra la figura anterior. ¿Podrías explicar esto?


En esta actividad se explicará cómo se obtienen las cantidades restantes de elementos radiactivos a través del tiempo para el fechamiento de fósiles. Tomemos como ejemplo el carbono 14, el cual se desintegra aproximadamente 10% cada 1 000 años. Para realizar algunos cálculos, comencemos con una cantidad de 100 unidades de este isótopo radiactivo.

De acuerdo con lo anterior, en los primeros 1 000 años se habrá desintegrado 10% de las 100 unidades, es decir, 10 unidades. Así, quedarán 100 - 10 = 90 unidades de este elemento 1 000 años después.

Las cantidades para el siguiente periodo de 1 000 años (del año 1 000 al 2 000) se calculan como sigue:

Cantidad desintegrada = 10% de 90 unidades = unidades

Cantidad sobrante después de 2 000 años = 90 - 9 = unidades

En la siguiente tabla se han organizado los resultados anteriores junto con los cálculos de otros dos periodos de 1 000 años. Comprueba los valores dados y calcula, usando el mismo procedimiento, las cantidades faltantes en la tabla.

Técnicas de fechamiento de fósiles (I)

TiEMPo EN AÑoS CANTidAd SoBRANTE CANTidAd dESiNTEgRAdA

0 100.00

1 000 90.00 10.00

2 000 81.00 9.00

3 000 72.90 8.10

4 000 65.61 7.29

5 000

6 000

7 000

8 000 43.05

9 000

10 000

¿Qué porcentaje de carbono 14 se encontrará después de 10 000 años?

Si en un fósil se observa que su cantidad de carbono 14 se ha reducido 35%, ¿qué edad aproximada

tendrá este fósil?

Si en un fósil se observa que su cantidad de carbono 14 se ha reducido 20%, ¿qué edad aproximada

tendrá este fósil? (Sugerencia: continúa los cálculos de la tabla anterior hasta llegar a este porcentaje.)

TecFechaFosiles01


En esta actividad obtendremos en computadora las cantidades restantes de elementos radiactivos a través del tiempo para el fechamiento de fósiles. Trabajaremos con el carbono 14 y el uranio 238.

Empecemos con el carbono 14, el cual, como mencionamos en la actividad anterior, se desintegra aproximadamente 10% cada 1 000 años. Este periodo de tiempo de 1 000 años es muy largo para observaciones de tiempo más cortas, así que conviene reducirlo.

Este elemento radioactivo se desintegra 1.23% cada 100 años. Los cálculos para este intervalo se vuelven más tediosos pero podemos usar una computadora.

Construye una hoja de cálculo como la siguiente. Las cantidades en las celdas A3, C2 y B3 necesitan fórmulas para ser copiadas hacia abajo posteriormente (para deducir las fórmulas, apóyate en los cálculos realizados en la actividad anterior).

Técnicas de fechamiento de fósiles (II)

Copia las tres columnas hacia abajo hasta que encuentres la vida media del carbono 14 (recuerda que ésta es el tiempo en el que la cantidad del elemento se reduce a la mitad).

¿En cuántos años se reduce 25% el carbono 14? años.

Supón que se encuentra un fósil de una concha que contiene solamente el 5% restante de carbono 14.

¿Cuál sería la edad de esta concha?

Un espécimen hallado en los restos de una civilización antigua contiene tan sólo 1% de carbono 14.

¿Qué edad le puedes atribuir a estos restos?

C2

A B C

1 TiEMPo EN AÑoSCANTidAd SOBRANTE

CANTidAd dESiNTEgRAdA

2 0 100.00

3 100 98.77 1.23

4 200 97.56 1.21

5 300 96.36 1.20

6 400 95.17 1.19

C3 = 0.0123

TecFechaFosiles02


Compara las dos respuestas anteriores con las de la primera parte de esta actividad.

Discute con tus compañeros las dos preguntas siguientes y escribe tus comentarios abajo. ¿Hasta

qué tiempo máximo puede utilizarse el carbono 14 para establecer edades de fósiles? ¿Se acabará

completamente la cantidad de carbono 14 en algún momento?

Construye ahora una hoja de cálculo similar a la anterior para el uranio 238. Este elemento radiactivo se desintegra 0.154% cada 10 millones de años.

¿En cuántos millones de años se reduce el uranio 238 a 90%? millones de años.

¿En cuántos millones de años se reduce el uranio 238 a 80%? millones de años.

¿Obtén la vida media del uranio 238? millones de años.

En sedimentos muy antiguos se hallaron fósiles de algunas células con núcleo. Si se encontró un nivel

de 77% en el uranio 238 presente, ¿cuál es la edad de estas células?

En sedimentos todavía más antiguos se hallaron fósiles de algunas células sin núcleo. Si se encontró

un nivel de 58% en el uranio 238 presente, ¿cuál es la edad de estas células?

C3 = 0.00154

C2

A B C

1TIEMPO EN

MilloNES dE AÑoSCANTidAd SOBRANTE

CANTidAd dESiNTEgRAdA

2 0 100.000

3 10 99.846 0.154

4 20 99.692 0.154

5 30 99.539 0.153

6 40 99.385 0.153


En esta actividad daremos una idea de la cantidad de especies diferentes que existen en la naturaleza. También clasificaremos estas especies de acuerdo con su reino, su filum y su clase.

En una revista apareció la siguiente información sobre la cantidad de especies que han sido clasificadas en los siguientes 18 grupos de seres vivos:

¿Cuántas especies existen?

1. Bacterias y arqueos 4 mil 10. Insectos y miriápodos 963 mil

2. Protozoos y algas 80 mil 11. Gusanos nemátodos 25 mil

3. Hongos y líquenes 100 mil 12. Gusanos anélidos 12 mil

4. Plantas 270 mil 13. Quelicerados 75 mil

5. Aves 10 mil 14. Moluscos 70 mil

6. Peces 22 mil 15. Crustáceos 40 mil

7. Reptiles 7 mil 500 16. Platelmintos 20 mil

8. Anfibios 3 mil 17. Cnidarios 10 mil

9. Mamíferos 4 mil 500 18. Esponjas 10 mil

Además, el mismo artículo menciona que se han clasificado 10 mil especies más en grupos de organismos diversos.

¿Cuántas especies en total se han clasificado hasta la fecha?

Es evidente que el grupo de “Insectos y miriápodos” (ciempiés, milpiés) es el que tiene más

especies clasificadas. ¿Qué porcentaje de las especies clasificadas pertenece a este grupo?

(Procedimiento: divide 963 entre 1 726 y multiplícalo por 100.)

Escribe abajo los cinco grupos que contienen el mayor número de especies clasificadas, junto con sus cantidades correspondientes:

1º Insectos y miriápodos 963 mil

2º

3º

4º

5º

EspeciesExisten


El último grupo que escribiste, los “Quelicerados”, se refiere a las arañas y escorpiones.

¿A qué conclusión puedes llegar después de observar estos cinco grupos más dominantes?

Los seres vivos están clasificados en cinco reinos: Monera, Protista, Fungi, Plantae y Animalia. En la primera tabla dada, el primer grupo (el 1) representa al reino Monera, el segundo grupo (el 2) al reino Protista, el tercer grupo (el 3) al reino Fungi y el cuarto grupo (el 4) al reino Plantae. Todos los demás pertenecen al reino Animalia. De acuerdo con esto, llena la siguiente tabla con las cantidades de especies que pertenecen a cada uno de los reinos.

Monera

Protista

Fungi

Plantae

Animalia

En la siguiente gráfica circular representamos estas cantidades de especies clasificadas en cada reino.

0% Monera

5% Protista

6% Fungi

16% Plantae

73% Animalia


Al reino Monera (organismos unicelulares que carecen de núcleo) le corresponde sólo el 0.23% (0% en la gráfica). ¿Por qué crees que este grupo tenga un porcentaje tan bajo de especies clasificadas?

¿Qué porcentaje le corresponde al reino Animalia?

¿Qué porcentaje le corresponde al reino Plantae?

¿Por qué crees que estos dos grupos sean los que tienen más especies clasificadas?

El reino animal se divide a menudo en dos grandes grupos: los vertebrados y los invertebrados. Los vertebrados comprenden cinco clases diferentes: los peces, los anfibios, los reptiles, las aves y los mamíferos. Extrae de la tabla original estas cinco clases de vertebrados y ordénalos de acuerdo con el número de especies que tienen clasificadas.

Peces 22 mil

¿Cuántas especies hay clasificadas en el grupo de los vertebrados?


Escribe enseguida algunas conclusiones sobre los resultados anteriores:

En la siguiente figura representa estas cinco clases en una gráfica circular. (Sugerencia: los porcentajes correspondientes a cada clase son: peces, 47%; aves, 21%; reptiles, 16%; mamíferos, 10%; y anfibios, 6%. Con base en estos valores, estima el tamaño del sector que le corresponde a cada uno.)


En esta actividad estudiaremos el “crecimiento de células”, es decir, los cambios en la cantidad de células y no en su tamaño.

La microbiología estudia en el laboratorio el crecimiento de microbios o microorganismos en cultivo. Éstos son organismos vivientes muy pequeños, formados por una sola célula.

Un método muy común por el cual las células se reproducen y aumentan en número es la llamada “fisión binaria”. Ésta consiste en la división de una célula en dos. Usaremos aquí esta idea en una simulación, para observar el crecimiento de un agregado celular.

Crecimiento exponencial de células (I)

Junta nuevamente todos los papelitos. Con los papelitos que quedaron forma cinco montones más o menos iguales (cada uno representa la quinta parte). Las células de uno de los montones se reproducirán (escoge el que quieras). Cuenta cuántos papelitos hay en ese montón y agrega esta cantidad de nuevos papelitos al montón.

Repite el procedimiento anterior una y otra vez y ve llenando la siguiente tabla.

Toma una hoja de papel y corta 20 papelitos pequeños (éstos serán tus células o tus microbios). Vamos a suponer que se reproduce una quinta parte de estas células. Con tus papelitos forma cinco montones iguales (cada uno representa la quinta parte). Las células de uno de los montones (escoge el que quieras) se reproducirán. Para esto, cuenta cuántos papelitos hay en ese montón y agrega esta cantidad de nuevos papelitos al montón (es decir, había cuatro células que al reproducirse por división formarán en total ocho células).

Como sabes, las células se seguirán reproduciendo, así que tenemos que repetir el procedimiento anterior una y otra vez. Seguiremos suponiendo que una quinta parte de las células se reproducen (a esta propiedad se le conoce como tasa de crecimiento). A continuación te damos los pasos a seguir.

CrecExpCelulas01


En la décima repetición del procedimiento que seguiste, debió haber alrededor de 100 papelitos y tuviste que haber agregado alrededor de 20 papelitos (la quinta parte se reproduce). Imaginemos que continuamos con este proceso.

Cuando se lleguen a tener 500 papelitos, ¿cuántos tendrías que agregar?

Cuando se lleguen a tener 1 000 papelitos, ¿cuántos tendrías que agregar?

¿Por qué agregas cada vez una mayor cantidad de papelitos?

Pasemos a una situación similar, pero en vez de usar papelitos, hagamos los cálculos correspondientes. Supongamos que tenemos en cultivo una cantidad inicial de 16 000 microorganismos y que su tasa de crecimiento es de 0.5 por hora. Esto quiere decir que la mitad (0.5) de los organismos se reproducirán cada hora. Así tendremos que:

Cantidad de microorganismos que se reproducen al inicio = 0.5 × (16 000) = 8 000Cantidad total de microorganismos en la primera hora = 16 000 + 8 000 = 24 000

Si repetimos estos cálculos una vez más, obtendremos los resultados de la tabla siguiente. Explica los valores de 12 000 y 36 000 en ella y continúa llenando la tabla hasta el final, utilizando el mismo procedimiento (si lo haces correctamente, debes llegar al valor de 27 000 indicado en la tabla).

NÚM. dE REPETiCiÓNCANTidAd dE PAPEliToS

AgREgAdoS

1 4

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Extiende esta tabla lo más que puedas


El crecimiento que se observa en la tabla anterior es del tipo llamado exponencial. En él, la cantidad de microbios aumenta proporcionalmente a la cantidad presente, de acuerdo con una tasa de crecimiento. Esto se observa frecuentemente en poblaciones de individuos, ya que lógicamente una población dos veces mayor debe incrementarse al doble si tiene las condiciones favorables.

En una población de 10 000 personas, se observaron 500 nacimientos en un año. En otra población similar de 20 000 personas, ¿cuántos nacimientos esperarías que hubiera en el mismo año?

Discute estas ideas con tu profesor y tus compañeros.

TiEMPo (HoRAS)CANTidAd ToTAl dE MICROORGANISMOS

CANTidAd EN QUE SE REPRodUCEN

0 16 000 0

1 24 000 8 000

2 36 000 12 000

3

4 27 000

5

6


En la actividad anterior empezamos a estudiar el “crecimiento celular”. En esta segunda actividad ampliaremos estas ideas.

La bacteria Escherichia coli (E. coli) habita en el sistema intestinal del hombre y de otros animales.

En su ambiente normal no es patógena. ¿Qué quiere decir “no patógena”?

En un cultivo de esta bacteria, se realizaron las siguientes observaciones:

Crecimiento exponencial de células (II)

TiEMPo (HoRAS) CANTidAd dE E. COLI (EN MILLONES)

0 10

1 20

2 39

3 76

4 150

5 290

6 560

7 1100

8 1800

Observarás que la cantidad de esta bacteria se duplicó (de 10 a 20 millones) en la primera hora. Así, podemos suponer que ésta es su rapidez de crecimiento natural. Completa la siguiente tabla siguiendo esta idea de duplicación por cada hora.

TiEMPo (HoRAS) CANTidAd dE E. COLI (EN MILLONES)

0 10

1 20

2 40

3 80

4

5

6

7

8

CrecExpCelulas02


En los siguientes ejes coordenados, traza las gráficas de las dos variaciones anteriores: la primera tabla de observaciones y la segunda tabla de cálculos (indícalas claramente). Para ayudarte a hacer esto, hemos trazado estas gráficas hasta la cuarta hora (ambas gráficas resultan iguales hasta este tiempo).

3 000

2 750

2 500

2 250

2 000

1 750

1 500

1 250

1 000

750

500

250

08

Cantidad (en millones)

743210

Tiempo (horas)

5 6

La gráfica de los cálculos, de acuerdo con un modelo exponencial (duplicación cada hora), se despega de la otra, conforme avanza el tiempo. Esto quiere decir que el modelo exponencial es un buen predictor para la primera etapa del crecimiento, pero no para la segunda. En el espacio de abajo escribe tus ideas acerca de por qué el crecimiento de las bacterias se va alejando de un crecimiento puramente exponencial (es decir, hay algo que va limitando su crecimiento). Cuando termines, discute tus ideas con todo tu grupo.


En esta actividad hablaremos del contenido energético de algunos alimentos y del gasto energético en algunas actividades. El contenido energético de un alimento depende de la cantidad de éste. Observa la siguiente tabla que indica el contenido energético de las nueces para diferentes cantidades ingeridas.


En cada caso de la tabla anterior, divide la “Energía” entre la “Cantidad” para encontrar la energía

contenida en un gramo de nuez: kJ por gramo.

¿Cuánta energía contendrán 100 gramos de nueces? kJ.

Este contenido energético se expresa también como “2 900 kJ por 100 gramos” (2 900 kJ/100 g).

La siguiente tabla contiene la energía aproximada que proporcionan 100 gramos de diferentes alimentos (en una actividad posterior explicaremos cómo se obtiene ese dato.)

CANTidAd (g) ENERGÍA (kJ)

50 1 450

200 5 800

600 17 400

ALIMENTO ENERGÍA (kJ/100g)

Nueces 2 900

Pan blanco 1 100

Leche 300

Huevo 700

Tortilla 1 000

ALIMENTO ENERGÍA (kJ/100g)

Naranja 200

Carne de res 700

Helado 800

Queso amarillo 1 700

Chocolate 2 200

dietActiCorporal01


¿Cuáles son los tres alimentos de la lista con mayor contenido energético?

¿Cuánta energía contiene un helado de 250 g? (Sugerencia: 250 g son dos veces y media 100 g.)

Supón que en un desayuno consumes los siguientes alimentos en las cantidades que aparecen en la tabla. Calcula la energía proporcionada por cada alimento y la energía total ingerida.

ALIMENTO CANTidAd (g) ENERGÍA (kJ)

Naranja 200

Huevo 50

Tortilla 150

Leche 200

ENERGÍA TOTAL

La energía de cualquier tipo se expresa en joules o kilojoules. En nutrición, sin embargo, se utiliza más frecuentemente otra unidad llamada “Caloría” (la letra mayúscula inicial indica que esta unidad representa 1 000 calorías tal y como se definen en física). La equivalencia entre kilojoules y calorías es la siguiente:

1 Caloría 4.2 kilojoules (aproximadamente)

Lo anterior significa que para convertir kilojoules a calorías hay que dividir entre 4.2. Completa la tabla siguiente convirtiendo el valor energético de cada alimento (kJ/100g) a su valor en calorías por cada 100 gramos (Cal/100g). Redondea los valores a enteros.

ALIMENTOENERGÍA (kJ/100g)

ENERGÍA (Cal/100g)

Nueces 2 900 690

Pan blanco 1 100

Leche 300

Huevo 700 167

Tortilla 1 000

ALIMENTOENERGÍA (kJ/100g)

ENERGÍA (Cal/100g)

Naranja 200

Carne de res 700

Helado 800

Queso 1 700

Chocolate 2 200


La energía que se consume en una actividad depende del tiempo que dure la misma.

Observa la siguiente tabla, que contiene la energía total que ha consumido un joven de 15 años al correr durante varias horas. Complétala de acuerdo con los dos primeros valores dados.

¿Cuánta energía consume al correr en cada hora?

¿A cuántas calorías equivale esta energía?

Como puedes observar en la tabla, al correr durante dos horas, este joven consume 4 500 kJ o

1 070 Cal, aproximadamente. Para reponer esta energía, ¿cuántos gramos de pan blanco debe

comer este joven? O ¿cuántos gramos de leche debe comer este joven?

Este kilo y medio de leche representa un litro y medio.

Un joven de 15 años tiene un gasto energético base de 240 kJ por hora. Esto, como recordarás, quiere decir que, incluso dormido, su cuerpo consume 240 kJ cada hora (a este gasto de base se le conoce como “Requerimiento energético basal”).

Así, la energía extra consumida al correr por cada hora sería de 2 250 — 240 =

En la tabla siguiente se muestran las energías que consume por hora un joven de 15 años en algunas actividades. Réstales 240 kJ para encontrar la energía extra gastada.

TIEMPO (hrs) ENERgÍA CoNSUMidA (kJ)

___ 1 125

1 2 250

1 ___

2

ACTiVidAd (kJ/hr) ENERGÍA TOTAL (kJ/hr) ENERGÍA EXTRA

Dormir 240

Sentarse 340

Caminar 630 390

Nadar 1 640

Correr 2 250 2 010


¿Por qué la energía extra al dormir es de cero?

Supón que en un día escolar de 6 horas llevas a cabo las siguientes actividades en los intervalos de tiempo que aparecen en la tabla. Calcula el gasto de energía de cada actividad y la pérdida total de energía durante estas 6 horas (utiliza las energías totales de cada actividad que se encuentran en la última columna de la tabla anterior).

¿Cuál es el gasto total en calorías?

Escribe a continuación un resumen breve de los puntos más importantes que aprendiste en esta

actividad. Posteriormente discútelos con todo tu grupo.

ACTiVidAd TIEMPO (hrs) gASTo dE ENERgÍA (kJ)

Sentado 4 ___

Caminando ___

Corriendo 1

GASTO TOTAL


En actividades anteriores hablamos del contenido energético de algunos alimentos y del gasto energético en algunas actividades corporales. En esta actividad profundizaremos sobre estos temas por medio del programa de cómputo. Abre el archivo DietActiCorporal02. En la parte superior se piden los datos de la persona ya que el gasto energético varía con la edad, el peso, la altura y el sexo. Para mostrar esto, en cada uno de los cuatro sujetos de la tabla siguiente, introduce en el programa sus datos y obtén su “Requerimiento energético basal” (que está en color rosa en la parte superior derecha de la pantalla) y su “Energía consumida extra” durante dos horas de caminata (que aparece en la columna amarilla de la pantalla). Observa el primer ejemplo.


¿Qué puedes concluir acerca de los valores obtenidos en la tabla anterior?

Introduce en el programa los datos personales del primer sujeto de arriba con un requerimiento energético basal de 1 295 Cal.

En la sección amarilla se distribuyen las actividades de la persona durante el día: 8 horas de sueño, 1 de estar despierto (acostado), 4 de estar sentado, 4 de estudiar, etcétera (nota que los tiempos suman en total las 24 horas del día).

dAToS dEl SUJETo REQUERiMiENTo ENERGÉTICO BASAL

(Cal)

ENERgÍA CoNSUMidA EXTRA (Cal) 2 HoRAS

dE CAMiNATASEXO EdAd PESO (kg)ALTURA

(m)

F 15 45 1.55 1 295 176

M 15 45 1.55

F 30 90 1.70

M 30 90 1.70

dietActiCorporal02


Observa, por ejemplo, que gastó 92 Cal extras al estar sentado 4 horas.

¿Cuántas Cal extras gastó por hora en esta actividad?

¿Gasta más o menos Cal al estar de pie durante una hora?

¿Cuántas Cal extras gasta por hora al caminar?

¿Cuántas Cal extras gasta por hora al correr?

Aproximadamente, ¿cuántas veces más se gasta de energía al correr que al caminar?

En la parte inferior de las columnas de “Energía consumida extra” aparecen los totales.

¿Cuál es el total de la energía consumida extra en calorías?

En la parte superior, con letra amarilla, bajo el nombre “Energía necesaria total”, el programa suma la energía basal y la extra.

¿Cuánto dio esta energía en calorías?

Ésta es la energía total gastada por el cuerpo y, por lo tanto, tiene que ser suministrada en forma de alimentos. Observa ahora la sección verde, donde aparecen los alimentos que consumió durante el día. Aun cuando en el programa no se muestran en orden, desayunó un jugo de naranja, 2 huevos y 5 tortillas; comió un plato de arroz con chícharos, carne de res y un pan; y cenó una torta de queso amarillo, leche de chocolate y 2 galletas. Señala tres de estos alimentos que le proporcionaron mayor energía y escríbelos en las líneas de abajo. (Ve la última columna de “Energía”.)

En la parte superior, con todos los totales, está la “Energía proporcionada” en color verde con

letras rojas. ¿Cuál es el valor total de esta energía proporcionada por los alimentos?

Debajo de este valor (en blanco) Está el valor de la “Diferencia”. Deduce y explica a continuación

de dónde surge esta diferencia y por qué su valor es negativo.

Ya te diste una idea de lo que contiene este programa. Ahora te toca usarlo siguiendo las instrucciones.


Introduce en el programa los datos personales de alguno de ustedes (si no sabes el peso o la altura,

estímalos). ¿Cuál es su requerimiento energético basal correspondiente en calorías?

Pasa a la sección amarilla donde se distribuyen las actividades del día. Borra los tiempos dados con el botón “V Borrar V”. Representa un día completo de actividades, escribiendo en el programa los tiempos que dedicarías a cada una (la suma debe ser igual a 24).

¿Cuál fue la actividad que consumió más energía?

¿Cuánto tiempo le dedicaste?

¿Cuánta energía extra se gastó en ella (en calorías)?

Calcula cuánta energía extra se gasta por hora en esta actividad.

En la parte inferior de las columnas de “Energía consumida extra” se ofrecen los totales.

¿Cuál fue el total en calorías de la energía extra consumida?

¿Cuál es la “Energía necesaria total” en calorías? (Este valor aparece en la parte superior con letra

amarilla.) Explica qué representa este valor:

Para balancear esta energía, tienes que definir una alimentación durante el día. Para hacer esto, pasa a la sección verde y borra los datos con el botón “V Borrar V”. Planea tu alimentación del día introduciendo, en la columna correspondiente, el “Número de porciones” de cada alimento que piensas consumir. Trata de que el valor de la “Diferencia” entre la energía consumida y la proporcionada por los alimentos sea lo más cercana a cero.

Escribe, en una hoja aparte, un pequeño reporte de las actividades que escogiste en el programa, los alimentos que tomaste en el día para balancear la energía perdida.

Acompaña esto con sus cantidades respectivas y los totales de la energía consumida.

Imagina ahora una persona obesa que casi no hace ejercicio y que come mucho.

Inventa sus datos personales, sus actividades y sus alimentos ingeridos durante el día.

Escribe un pequeño reporte de las actividades que escogiste para ella y los alimentos que ingirió durante el día. Acompaña esto con sus cantidades respectivas y los totales de energía consumida (presenta después tus resultados a todo el grupo).


En esta serie de actividades hablaremos de la importancia de una dieta balanceada.

Nos concentraremos en su contenido de carbohidratos, lípidos y proteínas.

Una dieta balanceada debe contener los cinco constituyentes: carbohidratos, lípidos, proteínas, vitaminas y minerales. Observa la siguiente tabla proporcionada en un paquete de pastas secas donde aparece su información nutrimental.

Nutrición (I)

¿Contiene esta pasta los cinco constituyentes?

¿De cuál contiene más?

¿Cuál es el porcentaje de carbohidratos en la pasta? (26 de 39 g)

El contenido energético se calcula sobre la base de la siguiente información:

PORCIÓN 39 g

CoNTENido ENERgÉTiCo 150 Cal

Proteínas 5 g

Grasas (lípidos) 2.5 g 4% *

Carbohidratos 26 g 9% *

Sodio 0.8 g 32% *

Vitamina A 40% *

Vitamina C 15% *

Hierro 8% *

* Porcentaje del consumo diario recomendado

Aproximadamente, cada gramo de proteínas proporciona 4 calorías, cada gramo de grasas proporciona 9 calorías y cada gramo de carbohidratos proporciona 4 calorías.

Nutricion01


Usando estos datos y los valores de la tabla anterior, completa los dos valores que faltan para establecer el contenido energético de una porción de pasta.

calorías de proteínas = 4 × 5 = 20 Cal

calorías de grasa = 9 × = 22.5 Cal

calorías de carbohidratos = 4 × 26 = Cal

calorías totales = 146.5 Cal

Compara este valor con el del paquete de pastas (ambos son valores aproximados):

Nota que la pasta contiene más gramos de proteínas (5 g) que de grasas (2.5 g). ¿Por qué, entonces, hay

más calorías de la grasa (22.5) que de las proteínas (20)?

La siguiente información nutrimental se obtuvo de un frasco de aderezo para ensaladas, de una caja de galletas de trigo y de una lata de atún.

AdEREZo PARA ENSAlAdAS

GALLETAS dE TRigo

lATA dE ATÚN

Porción 15 g 30 g 170 g

Contenido energético 43 Cal 131 Cal 111 Cal

Proteínas 0 g 3 g 24.2 g

Grasas 3.8 g 3.6 g 0.8 g

Carbohidratos 2.1 g 21 g 1.8 g

Sodio 170 mg 204 mg 0.3 g

El aderezo para ensaladas ¿contiene más proteínas, grasas o carbohidratos?

Las galletas de trigo ¿contienen más proteínas, grasas o carbohidratos?


La lata de atún ¿contiene más proteínas, grasas o carbohidratos?

¿Cuál de los tres productos contiene más sodio?

¿Qué porcentaje de grasas contiene el aderezo para ensaladas? (Sugerencia: usa una calculadora

para dividir 3.8 entre 15 y multiplicar el resultado por 100.)

¿Qué porcentaje de carbohidratos contienen las galletas de trigo?

¿Qué porcentaje de proteínas contiene el atún en lata?

Generalizando los resultados anteriores podrías decir qué alimentos son ricos en:

Grasas:

Carbohidratos:

Proteínas:

Completa lo siguiente para calcular el contenido energético de una porción de atún:

calorías de proteínas = 4 × 24.2 = Cal

calorías de grasa = 9 × = Cal

calorías de carbohidratos = 4 × = Cal

calorías totales = Cal

Compara con los datos de la tabla (deben ser muy similares).

Observa ahora la parte superior de la tabla anterior, la cual aparece a continuación.

AdEREZo PARA ENSAlAdAS

GALLETAS dE TRigo

lATA dE ATÚN

Porción 15 g 30 g 170 g

Contenido energético 43 Cal 131 Cal 111 Cal


Supón que necesitas reponer aproximadamente 800 calorías que perdiste corriendo durante una hora.

¿Cuántos gramos de atún necesitarías? (Sugerencia: Estima primero la cantidad de porciones que necesitas. Realiza tus cálculos en el espacio que sigue.)

¿Cuántos gramos de galletas necesitarías? (Sugerencia: Estima primero la cantidad de porciones que necesitas. Realiza tus cálculos en el espacio que sigue.)

A partir de los datos del tamaño de la porción y contenido energético dados en la tabla, calcula lo siguiente:

¿Cuántas calorías por gramo proporciona el aderezo para ensalada?

¿Cuántas calorías por gramo proporcionan las galletas de trigo?

¿Cuántas calorías por gramo proporciona el atún en lata?

Según los resultados anteriores, ¿qué tipo de productos convendría comer para reponer la energía

perdida en alguna actividad física?


En esta actividad usaremos un programa de cómputo que incluye el contenido de carbohidratos, lípidos y proteínas de varios alimentos. Esto nos ayudará a decidir qué grupos de alimentos son ricos en estos constituyentes y obtener una clasificación de ellos.

Abre el archivo Nutricion02. Allí aparece una lista de alimentos con su porcentaje de proteínas, grasas y carbohidratos. También cada uno cuenta con la energía que suministra en calorías y kilojoules por 100 gramos y su “Grupo”.

En la parte superior podrás ver seis botones, uno por cada categoría, que te permiten “Ordenar” los alimentos de acuerdo con esa propiedad.

Haz “clic” en el botón verde que está arriba de la columna del “Porcentaje de proteínas”. Escribe abajo los primeros 10 alimentos de la lista más ricos en proteínas.

Nutrición (II)

NoMBRE dEl AliMENTo % dE PRoTEÍNAS

Observa también los siguientes 10 alimentos de la lista para contestar lo siguiente. ¿Qué tipos de

alimentos son los que contienen un gran porcentaje de proteínas?

Nutricion02


Compara los porcentajes del “Atún enlatado” y las “Sardinas en aceite” con los del “Bacalao” y el

“Camarón”. Explica las diferencias en grasa:

Baja ahora para ver los alimentos con menor contenido de proteínas en la lista.

¿Qué tipos de alimentos son?

Observa el contenido de algunas frutas. Nota que la suma de sus tres porcentajes es mucho menor

a 100%. ¿Qué más contienen las frutas?

Haz “clic” en el botón amarillo que está arriba de la columna de “Porcentaje de grasa”. Escribe abajo los primeros 10 alimentos de la lista con mayor porcentaje de grasa.

NoMBRE dEl AliMENTo % dE gRASA

Observa también los siguientes 10 alimentos de la lista para contestar lo siguiente.

¿Qué tipos de alimentos son los que contienen un gran porcentaje de grasa?


Baja ahora para ver los alimentos con menor contenido de grasa en la lista. ¿Qué tipos de alimentos

son?

Haz “clic” en el botón rojo oscuro que aparece arriba de la columna del “Porcentaje de carbohidratos”. Escribe abajo los primeros 10 alimentos de la lista con mayor porcentaje:

NoMBRE dEl AliMENTo % dE CARBoHidRAToS

Observa también los siguientes 10 alimentos de la lista para contestar lo siguiente. ¿Qué tipos de

alimentos son los que contienen un gran porcentaje de carbohidratos?

Baja ahora para ver los alimentos con menor contenido de carbohidratos en la lista. ¿Qué tipos de

alimentos son?


Ordena ahora los alimentos por su última categoría: el grupo. Escribe abajo lo que representa cada grupo.

Grupo I:

Grupo II:

Grupo III:

La mayoría de estos alimentos tienen una clave en la última columna (P, V, C, F y QL).

Por ejemplo, la P es para pescados. Viendo los alimentos correspondientes, adivina qué significa cada una de las otras claves y escríbelo abajo:

V:

C:

F:

QL:

Trata de relacionar los tres grupos anteriores con las listas de alimentos con mayor contenido de proteínas, grasa y carbohidratos. Escribe tus conclusiones.


Nutrición (III)

En esta actividad usaremos el programa de cómputo que incluye el contenido de carbohidratos, lípidos y proteínas de varios alimentos. Esto nos ayudará a diseñar una dieta balanceada.

Los rangos sugeridos de estos tres componentes en la dieta de una persona adulta son los siguientes:

El siguiente diagrama ilustra esta proporción en forma de alimentos y las porciones sugeridas.

Carbohidratos entre 55% y 70%Lípidos entre 20% y 30%Proteínas entre 10% y 15%

Abre el archivo Nutricion03 y pasa a su “Hoja2”. Allí, con base en las porciones, se puede escoger una comida para observar en la parte superior su contenido total en proteínas, grasa, carbohidratos, calorías y su masa.

Por ejemplo, si observas las porciones elegidas, hemos representado una comida que consiste en

una torta de jamón con queso amarillo, papas fritas y un refresco (la torta contiene una rebanada

de jitomate, un poco de frijoles y mantequilla). ¿Qué porción de jitomate se eligió?

Nutricion03

2-4 porciones

5-11 porciones 2-3 porciones


enseñanza de las ciencias a través de modelos … · actividades con el apoyo de las...

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