ciencias 1

El estudio de Ciencias en

secundaria tiene como

objetivo fortalecer en el

alumno las competencias

necesarias para la toma de

decisiones responsables e

informadas relacionadas

con la salud, el ambiente y

su calidad de vida. Ciencias Ciencias 1. Biología1. Biología, de la serie

Integral, contribuye al logro

de este objetivo al ofrecer

contenidos y actividades que

le permiten al estudiante

reconocerse como parte

de la biodiversidad,

identifi car la unidad

y la diversidad de la vida

a partir del análisis

comparativo de las

funciones vitales e

identifi car los cambios que

han originado en el planeta

los procesos de desarrollo

humano, para analizar las

formas en que él puede

contribuir a revertir la crisis

ambiental que vivimos.

1 secund

aria

Fedro Carlos Guillén Rodríguez

Biología

Bio

logí

aCi

enci

as 1.

7 5 0 6 0 0 7 5 7 9 8 3 7

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2

El libro Ciencias 1. Biología fue elaborado en Editorial Santillana por el siguiente equipo:

Dirección General de Contenidos Antonio Moreno Paniagua

Dirección de Ediciones Wilebaldo Nava Reyes

Dirección de Investigación y Nuevos Desarrollos Lino Contreras Becerril

Gerencia de Secundaria Iván Vásquez Rodríguez

Gerencia de Arte y Diseño Humberto Ayala Santiago

Coordinación de Secundaria José de Jesús Arriaga Carpio

Coordinación de Diseño Carlos A. Vela Turcott

Coordinación Iconográfica Nadira Nizametdinova Malekovna

Coordinación de Realización Alejo Nájera Hernández

Coordinación de Ciencias Mateo Miguel García

Edición Sergio Campos Peláez

Asistencia editorial Rubí Fernández Nava

Corrección de estilo Pablo Mijares Muñoz, Enrique Paz Ochoa y Leticia García Rello

Colaboración en evaluaciones tipo PISA Gabriela Itzchel Salgado Jaramillo y Francisco Javier Mendoza Aguirre

Edición de Realización Gabriela Armillas Bojorges

Edición Digital Miguel Ángel Flores Medina

Diseño de portada e interiores Beatriz E. Alatriste del Castillo

Diagramación Luz María Rosas López/ Zapfiro Design

Iconografía Iván Navarro Juárez y Yina Garza Hernández

Ilustración Lourdes Guzmán Muñoz, Maricarmen Guzmán Muñoz y Alma Julieta Núñez Cruz

Cartografía y gráficas Israel Pantoja Galicia, Ricardo Ríos Delgado

Fotografía Archivo Santillana, Photos To Go, Thinkstock, Glow images, Proceso foto y Archivo

Digital, Página 39: Andy Lidstone/Shutterstock.com, Página 79: 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

María Eugenia Guevara 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.

© 2011 por Fedro Carlos Guillén Rodríguez

D. R. © 2011 por EDITORIAL SANTILLANA, S. A. de C. V.Av. Río Mixcoac 274, colonia Acacias. C. P. 03240, Delegación Benito Juárez, México, D. F.

ISBN: Primera edición:

Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana.Reg. Núm. 802

Impreso en México /Printed in Mexico

3Presentación

Pre

sen

taci

ón

3

Este libro se propone estimular el desarrollo de un pensamiento científico en el estudiante. Las ventajas de hacerlo son muchas y tienen aplicación en di-versos contextos no científicos; la curiosidad, el escepticismo razonado, la ve-racidad, 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 pregun-tas 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 simila-res 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 com-partimos, como la nutrición, la respiración y la reproducción. Por supues-to, 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 bio-lógica, 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 conoci-miento biológico y sus implicaciones en la vida.

El autor

Al alumno

Al a

lum

no

4

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 atri-buida 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 herra-mientas. Civilizaciones antiguas como los griegos y los mayas desarrollaron avan-ces muy notables en ramas como las matemáticas, la geometría y la astronomía.

La ciencia es un cuerpo de conocimientos en constante transformación, es diná-mica 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 al 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 arco iris. 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 nues-tra 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 encon-trarás que los procesos vivientes son interesantes y útiles para una vida mejor.

5Al profesor

Al p

rofe

sor

5

Estimado profesor, en el presente libro encontrará la información y herramien-tas para guiarlo en el seguimiento de la asignatura en aspectos como: compe-tencias que se favorecen, aprendizajes esperados y trabajo de proyectos.

En el primer caso las competencias que se busca favorecer son las siguientes:

�� Comprensión de fenómenos y procesos naturales desde la perspectiva científica.

�� Toma de decisiones informadas para el cuidado del ambiente y promoción de la salud orientadas a la cultura de la prevención.

�� Comprensión de los alcances de la ciencia y del desarrollo tecnológico en di-versos contextos.

Este es un tema particularmente importante; existe un consenso básico acerca de que las competencias involucran tres importantes elementos:

�� Conocimientos. Entendidos como el conjunto de elementos conceptuales que el estudiante posee sobre un tema determinado.

�� Destrezas. Que se refieren a las capacidades con las que se cuenta para en-frentar y resolver un reto o problema.

�� Valores. Que son el conjunto de actitudes con las que el estudiante se rela-ciona 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 con-tenidos 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 per-mitirán 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 desa-rrollo 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, to-mar 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

Bloque 1

Contenido

6Contenido

Bloque 2

La biodiversidad: resultado de la evolución 16

Para comenzar 18

Lección 1El valor de la biodiversidad 19

1.1 Comparacióndelascaracterísticas comunesdelosseresvivos 191.2 Representacióndelaparticipación humanaenladinámica delosecosistemas 231.3 Valoracióndelabiodiversidad: causasyconsecuenciasdesupérdida 31Integremos 37

Lección 2Importancia de las aportaciones de Darwin 38

2.1 Reconocimientodealgunasevidencias apartirdelascualesDarwinexplicó laevolucióndelavida 38

Presentación 3Al alumno 4Al profesor 5Contenido 6Estructura de tu libro 10

2.2 Relaciónentrelaadaptación ylasobrevivenciadiferencial delosseresvivos 44Integremos 48

Lección 3Interacciones entre la ciencia y la tecnología en la satisfacción de necesidades e intereses 49

3.1 Reconocimientodelasaportaciones delaherbolariadeMéxicoalaciencia yalamedicinadelmundo 493.2 Implicacionesdeldescubrimiento delmundomicroscópicoenlasalud yenelconocimientodelacélula 533.3 Análisiscríticodeargumentospoco fundamentadosentornoalascausas deenfermedadesmicrobianas 61Integremos 64

ProyectoHacia la construcción de una ciudadanía responsable y participativa 66

Guíaparaeldesarrollodeproyectos 66Biodiversidadysustentabilidad 70

Una nueva actitud 72Evaluación tipo PISA 74

Bloque 3

Contenido

7

La respiración y su relacióncon el ambiente y la salud 132

Para comenzar 134

3.1 Equidad en el aprovechamiento presente y futuro de los recursos alimentarios: hacia el desarrollo sustentable 1113.2 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 119Integremos 123

ProyectoHacia la construcción de una ciudadanía responsabley participativa 124

¿Cómo puedo preparar mis alimentos aprovechando los recursos, conocimientos y costumbres de mi región? 124


La nutrición como base para la salud y la vida 78

Para comenzar 80

Lección 1Importancia de la nutrición para la salud 81 1.1 Relación entre la nutrición y el funcionamiento integral del cuerpo humano 811.2 Valoración de los beneficios de contar con la diversidad de alimentos mexicanos de alto aporte nutrimental 881.3 Reconocimiento de la importancia de la dieta correcta y el consumo de agua simple potable para mantener la salud 911.4 Análisis crítico de la información para adelgazar que se presenta en los medios de comunicación 95Integremos 97

Lección 2Biodiversidad como resultado de la evolución: relación ambiente,cambio y adaptación 99

2.1 Análisis comparativo de algunas adaptaciones relacionadas con la nutrición 99 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 106Integremos 110

Lección 3Interacciones entre la ciencia y la tecnología en la satisfacción de necesidades e intereses 111

8Contenido

Bloque 4

La reproducción y la continuidad de la vida 180

Para comenzar 182

Lección 1Hacia una sexualidad responsable, satisfactoria y segura, libre de miedos, culpas, falsas creencias, coerción, discriminación y violencia 1831.1 Valoracióndelaimportancia delasexualidad comoconstruccióncultural ysuspotencialidades enlasdistintasetapas deldesarrollohumano 1831.2 Reconocimientodemitoscomunes asociadosconlasexualidad 1891.3 Análisisdelasimplicaciones personalesysociales delasinfeccionesdetransmisión sexualcausadas

Lección 1Respiración y cuidado de la salud 1351.1 Relaciónentrelarespiración ylanutriciónenlaobtenciónde laenergíaparaelfuncionamiento delcuerpohumano 1351.2 Análisisdealgunascausasde lasenfermedadesrespiratorias máscomunescomoinfluenza, resfriadoyneumoníaeidentificación desusmedidasdeprevención 1391.3 Análisisdelosriesgospersonales ysocialesdeltabaquismo 145Integremos 148

Lección 2Biodiversidad como resultado de la evolución: relación ambiente, cambio y adaptación 150 2.1 Análisiscomparativodealgunas adaptacionesenlarespiración delosseresvivos 1502.2 Análisisdelascausasdelcambio climáticoasociadasalasactividades

humanasysusconsecuencias 1552.3 Proyeccióndeescenariosambientales deseables 161Integremos 163

Lección 3Interacciones entre la ciencia y la tecnología en la satisfacción de necesidades e intereses 1653.1 Análisisdelasimplicaciones delosavancestecnológicos eneltratamientodelas enfermedadesrespiratorias 165Integremos 172


¿Cuáleslaenfermedadrespiratoriamásfrecuenteenlaescuela?¿Cómoprevenirla? 173


9Contenido

Bloque 5

Salud, ambiente y calidad de vida 236

Para comenzar 238

ProyectoHacia la construcción de una ciudadanía responsable y participativa 2391. ¿Cuáleselimpactodela mercadotecniaylapublicidad enloshábitosdeconsumo dealimentos,bebidasocigarros, entreotros,enellugardondevivo? 2392. ¿Quétipodeorganismoshabitan elcuerpohumanoycómoinfluyen enlosprocesosvitalesyenlasalud? 2423. ¿Quécausaladescomposicióndelos alimentos,quéefectospuede traersuconsumoydequémanera sehabuscadoretrasareste procesoalolargodelahistoria? 244

Evaluación tipo PISA 246

Anexo. Lecturas 250

Fuentes de información 254

porelVPHyelVIH,eimportancia desuprevencióncomoparte delasaludsexual 1901.4 Comparacióndelosmétodos

anticonceptivosysuimportancia paradecidircuándoycuántos hijostenerdemanerasaludable ysinriesgos:saludreproductiva 194Integremos 200

Lección 2Biodiversidad como resultado de la evolución: relación ambiente, cambio y adaptación 2012.1 Análisiscomparativodealgunas adaptacionesenlareproducción delosseresvivos 2012.2 Comparaciónentrereproducción sexualyreproducciónasexual 2052.3 Relacióndecromosomas,genes yADNconlaherenciabiológica 211Integremos 216

Lección 3Interacción entre la ciencia y la tecnología en la satisfacción de necesidades e intereses 2183.1 Reconocimientodelcarácter inacabadodelosconocimientos científicosytecnológicos entornoalamanipulacióngenética 218Integremos 224


¿DequémanerasepuedepromoverenlacomunidadlaprevencióndelVIH? 226


10

Estructura de tu libro

Estructura de tu libro

Bienvenido a tu libro Ciencias1.Biología. En estas páginas cono-cerás la manera en que está or-ganizado y cómo puedes obtener el mayor provecho al utilizarlo.

Entrada de bloque

Ciencias 1. Biología está di-vidido en cinco bloques. Del bloque 1 al 4 se integran por temas 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 tema central del bloque.

2 Los aprendizajes que se espera adquieras duran-te el estudio del bloque y que al final del mismo ya dominarás.

3 Asimismo, se mencionan las Competencias que se favo-recen mediante el estudio de los temas del bloque.

4 “Para comenzar” presenta una noticia o artículo, si-milar a los que encuentras en revistas y periódicos, que trata sobre un asun-to relacionado con el tema principal que se abordará en el bloque.

16Bloque 1

Aprendizajes esperados

Lección 3. Interacciones de la ciencia y la tecnología en la satisfacción de necesidades e intereses

El alumno…

�� Identifica la importancia de la herbolaria como aportación del conocimiento de los pueblos indíge-nas a la ciencia.�� Explica la importancia del desarrollo tecnológico del

microscopio en el conocimiento de los microorganis-mos y de la célula como unidad de la vida.�� Identifica, a partir de argumentos y fundamen-

tados científicamente, creencias e ideas falsas acerca de algunas enfermedades causadas por microorganismos.

Lección 1. El valor de la biodiversidad

El alumno…

�� Se reconoce como parte de la biodiversidad al comparar sus características con las de otros se-res vivos e identificar la unidad y diversidad en cuanto a las funciones vitales.�� 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.�� Argumenta la importancia de participar en el cui-

dado de la biodiversidad, con base en el reconoci-miento de las principales causas que contribuyen a su pérdida y sus consecuencias.

Lección 2. Importancia de las aportaciones de Darwin

El alumno…

�� 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.�� Identifica la relación de las adaptaciones con la

diversidad de características que favorecen la so-brevivencia de los seres vivos en un ambiente determinado.

Blo

que

1

La biodiversidad: resultado de la evolución

17Bloque 1

�� Comprensión de fenómenos y procesos natura-les desde la perspectiva científica.

�� Toma de decisiones informadas para el cuidado del ambiente y la promoción de la salud orienta-das a la cultura de la prevención

�� Comprensión de los alcances y limitaciones de la ciencia y del desarrollo tecnológico en diversos contextos

Competencias que se favorecen

Proyecto

El alumno…

�� Expresa curiosidad e interés al plantear situacio-nes problemáticas que favorecen la integración de los contenidos estudiados en el bloque.

�� Analiza información obtenida de diversos medios y selecciona aquella relevante para dar respuesta a sus inquietudes

�� Organiza en tablas los datos derivados de los ha-llazgos en sus investigaciones.

�� Describe los resultados de su proyecto utilizando diversos medios (textos, gráficos, modelos) para sustentar sus ideas y compartir sus conclusiones.

Las selvas tropicales son grandes reservas de biodiversidad, ahí se encuentra el mayor número de especies animales y vegetales por unidad de área.

1

2

3

18Bloque 1

Para comenzar

1.1. La tala de bosques y selvas es una de las mayores amenazas a la diversidad biológica porquemodifica los hábitats de las especies.

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 pregun-tas: ¿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 justa-mente 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 fundamen-to 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.

El mundo que Darwin ayudó a comprender se compone de 1.5 millones de es-pecies, aunque el número por identificar puede ser mucho mayor. Este patrimo-nio natural es invaluable y se encuentra amenazado, por lo que es importante conocer los factores que lo ponen en riesgo y cuáles serían las consecuen-cias 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 estu-diada por medio del registro fósil que da cuenta de la transformación de los seres vivos a lo largo del tiempo.

Estudiaremos también, en la lección 3, las implicaciones de los avances cientí-ficos y tecnológicos en la mejora de las condiciones de la vida humana, abor-dando 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 diver-sas herramientas y estrategias que utiliza la ciencia obtendrás la respuesta a una pregunta o iniciarás una acción colectiva de beneficio comunitario.

4

11Estructura de tu libro

Lecciones

5 Al inicio de cada lección se indica el número y tí-tulo de la misma.

6 Al comenzar cada tema se recuerdan los aprendiza-jes esperados del mismo.

7 La información de los te-mas se expone de mane-ra sencilla, con ejemplos para hacer más clara la información.

8 En la columna lateral de las páginas se incluyen recuadros:

• Glosario. Contiene la de-finición de los términos destacados con color en el texto general.

• Las TIC. En estos recua-dros encontrarás reco-mendaciones para ampliar algunos de los temas me-diante el uso de las tecno-logías de la información y de la comunicación.

• A fondo. Incluye informa-ción para profundizar en temas que consideramos de interés especial.

• Los demás y tú. Busca fo-mentar una actitud crítica y socialmente responsable.

9 La sección “Aplica lo que sabes”, ubicada al finali-zar uno o varios subtemas, contiene actividades para aplicar y reforzar los cono-cimientos y las habilidades adquiridos mediante el tra-bajo individual o en equipo.

10 Los contenidos se comple-mentan con fotografías, ilustraciones, mapas, es-quemas, cuadros, gráficas y otros recursos que te ayu-darán a entenderlos mejor.

82Bloque 2

Aplica lo que sabes

Para realizar la siguiente actividad requieres de dos elementos:

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 Tamaño

Cereales y tubérculos 801/2 taza de cereal, 1 rebanada de pan, 1 tortilla, 1/2 bolillo, 1/3 de pan dulce o tamal

Verduras 252 tazas de hojas, 1 taza de verdura cruda, 1/2 taza de verdura cocida

Frutas 601 pieza mediana, 2-3 piezas chicas, 1 taza

Leguminosas 120 1/2 taza de leguminosas cocidas

Oleaginosas 70 2 cucharadas

Leche 150 1 taza, 30-40 g de queso

Aceites y grasas 45 1 cucharadita

2.4. Aporte aproximado de calorías requerido de acuerdo con la edad y el estilo de vida.

AñosSedentario

(Actividad física escasa o nula)

Moderadamente activo

(Actividad física moderada)

Activo(Actividad

física frecuente)

Varón/mujer Varón/mujer Varón/mujer

9 1 600/1 400 1 800/1 600 2 000/1 800

10 1 600/1 400 1 800/1 800 2 200/2 000

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 2 800/2 400

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

A fondo

Las TIC

Una alimentación adecua-da es aquella que satisface las necesidades específicas de cada etapa de la vida, promueve el crecimiento y el desarrollo y previe-ne de enfermedades. Se llama dieta al conjunto de alimentos y platillos que se consumen diariamen-te, y conforma la unidad de alimentación. Para que una dieta sea equilibrada debe incluir alimentos de los tres grupos:1. Verduras y frutas (con-

sumo abundante).2. Cereales y tubérculos

(consumo suficiente).3. Leguminosas y alimen-

tos de origen animal (consumo moderado).

Para conocer más sobre este tema consulta las siguientes páginas de Internet: www.todoennutrición.org www.salud.gob.mx Palabra clave: nutrición.

Glosario

leguminosas. Plantas que producen frutos den-tro de vainas donde están contenidas semillas. Son ejemplo frijol, garbanzos y lentejas.

oleaginosas. Vegetales de cuya semilla se extrae aceite, por ejemplo, girasol, maíz, soya.

98

19

Lección 1


1.2. El agrupamiento celular llega a producir árboles como esta se-cuoya, 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.

1.1 Comparación de las características comunes de los seres vivos

Aprendizaje esperado�� 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 que distinguen a los seres vivos (tabla1.1).

1.1. Características de los seres vivos.

Formados por células

Existen organismos unicelulares (una célula) y pluricelulares (dos o más células).

IrritabilidadCapacidad de los seres vivos de responder a estímulos o cambios ambientales.

Ciclo de la vida Nacimiento, crecimiento, reproducción y muerte

Homeostasis Regulación del ambiente interno en una condición estable.

NutriciónCapacidad de ingerir alimentos para obtener la energía ne-cesaria; las plantas producen de forma autónoma su energía a través de la fotosíntesis

RespiraciónIntercambio de gases con el fin de obtener oxígeno que se usa para la obtención de energía.

Reproducción Creación de nuevos organismos a partir de los existentes.

AdaptaciónProceso y resultado de la evolución de un organismo a través 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.

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).

El valor de la biodiversidad

Célula vegetal

5

7

6

10


11 Las actividades prácti-cas que se desarrollan si-guiendo una metodología más sistemática y en un ambiente controlado se identifican con el encabe-zado “Práctica”.

Integremos

12 Al final de cada lección se incluye el apartado Integremos, el cual, contie-ne actividades que impli-can el trabajo simultáneo de los conocimientos y habilidades adquiridos du-rante el estudio de cada una, de manera que avan-ces en la construcción de explicaciones con un len-guaje científico apropiado.

La intención de estas acti-vidades es abrir un espacio de reflexión y discusión que refuercen los apren-dizajes 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 con-cebir a la ciencia como una actividad en construcción permanente, enriquecida por la contribución de mu-jeres y hombres de diversas culturas.

138Bloque 3

3.5. La construcción de modelos favorece la comprensión de fenó-menos científicos.

Globo grande

Botella de plásticode 2 litros

Globo pequeño

Tapa

Popote

Ahora realizarás una actividad práctica que te permitirá reforzar lo apren-dido 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).

Material necesario: Botella de plástico de dos litros con tapa, popote, glo-bo pequeño, globo grande, plastilina, cinta adhesiva, tijeras u otro instru-mento filoso que permita hacer un orificio en la tapa.

Desarrollo:

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 evi-tar que pase aire por ahí.

6. Toma el globo grande y recórtalo en la punta para luego estirarlo y co-locarlo 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.

Práctica11

La nutrición como base para la salud y la vidaNúmero de bloque, Título de tema

123

Integremos

Lección 3. Interacciones entre la ciencia y la tecnología en la satisfacción de necesidades e intereses

1. Seguramentehayunatiendaentuescuela,ocercadeesta,dondepuedescompraralimentosparatusperiodosdedescanso.Yaquehemosrevisadolaimportanciadeunadietaequilibrada,saludableehigiénicamenteprepa-rada,convieneanalizarquéalimentosofrecen.

Enequiporealizaunainvestigaciónacercadelavariedaddecomidaofrecidaenlatiendadelaescuela,laformaenlaqueespreparadaysusvaloresnutri-cionales.Unavezrealizadotuanálisis,yencasodequeencuentresdeficien-cias,puedesplantearlasalasautoridadesescolaresyejercerasítuderechoaunconsumodealimentosadecuado.

2. Elmapaconceptualesunesquemaquerepresentagráficamenteelconoci-mientosobreuntema.Presentaconceptosunidosporlíneasypalabrasdeenlaceeilustralamaneraenqueserelacionantalesconceptos.Acontinua-cióntepresentamosunejemplo.

3. ¿Teimaginassipudierasserunorganismoautótrofo?¿Quéconsecuenciastendríaestoentuformadevida?Relataendoscuartillasununiversodeficciónenelqueimaginescómoteconviertesenunorganismoautótrofo.

Recuerdaelprocesopormediodelcuallasplantasobtienensuenergíaypien-saentodaslasconsecuenciasposibles.

4. Adiferenciadelosorganismosquelosecólogosllamangeneralistas,comoalgunasespeciesdeososcuyadietaesmuyvariadayomnívora,existeungrupodeorganismosespecialistas,yaquesushábitosdealimentaciónsonmuyrestringidos.Entreestosorganismosseencuentranelpanda,quesealimentaencondicionesnaturalessolodebambú,yelkoalaquelohaceex-clusivamentedehojasdeeucalipto.Estaes,evidentemente,unaestrategiaquepuedecontarconventajasydesventajas(figura2.37).

Piensaencuálessonestasventajasydesventajasyescríbelas,discutelasres-puestasenequipoypresentaunatablaconlasventajasydesventajasdeunaestrategiadealimentacióncomoladescrita.

Energíasolar

produceluz

Plantasconclorofila

absorbidapor

Algunasbacterias

2.37.LoskoalassonunaespeciequehabitaenAustralia,elpaísdelqueesoriginarioeleucalipto,suúnicoalimento.

Glosario

generalistas. Sonaquellosorganismosdedietavariada,todosomnívoros.

especialistas. Sonlosorganismosqueseespe-cializanenunsolotipodealimento;notienenvariedaddedieta.

12


Proyecto

13 El proyecto es una forma de trabajo que permite el desarrollo, la integra-ción 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 presen-tes ante el grupo los re-sultados que obtengas. Por ello en el primer pro-yecto te proponemos un cuadro guía que te servirá también para organizar todos los demás proyec-tos. Además comprenden lecturas, entrevistas y todo tipo de actividades útiles para desarrollar y presentar un tema.

En cada bloque hay un tema 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. El bloque 5 se dedica total-mente a la realización de un proyecto.

Bloque 1

66

Proyecto

Bloque 1

Hacia la construcción de una ciudadanía responsable y participativa Aprendizajes esperados�� Expresa curiosidad e interés al plantear situaciones problemáticas que

favorecen la integración de los contenidos estudiados en el bloque.�� 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.

Guía para el desarrollo de proyectos

Para el desarrollo del proyecto hay que llevar a cabo tres fases diferentes: ini-cio, desarrollo y cierre. Cada una de estas tiene sus actividades particulares.

Para guiarte, observa con atención el esquema:

InicioTiempo estimado1 hora de clase

DesarrolloTiempo estimado

6-10 horas (trabajo en clase y fuera del aula)

CierreTiempo estimado2 horas de clase

Fases del proyecto

1. Delimitación del problema. Preguntas

2. Planificación

Viabilidad

3. Métodos por utilizar

4. Desarrollo

5. Análisis de resultados

6. Entrega de trabajo

7. Exposición

13

69Proyecto. Hacia la construcción de una ciudadanía responsable y participativa

Cuadro guía para el desarrollo de proyectos

1. Delimitación del proyectoAnota el tema y la pregunta clave por resolver:

2. PlanificaciónAnota los integrantes del equipo y su función. El crono-grama lo harás en una hoja aparte y de acuerdo con las reglas planteadas por el profesor.

3. Métodos por utilizarMarca con una “X” las técnicas por utilizar

❍ Observaciones de campo❍ Observaciones de laboratorio❍ Experimentos❍ Encuestas❍ Consultas a expertos (entrevistas)❍ Consulta de fuentes bibliográficas ❍ Consulta de fuentes electrónicas

4. Desarrollo❍ Anota las fuentes principales de consulta.❍ Anota tu propuesta de resolución a la pregunta

(hipótesis).

5. Análisis de resultadosMarca la mejor manera en que pueden presentarse tus resultados.

❍ Gráficas❍ Tablas❍ Dibujos❍ Fotografías❍ Mapas❍ Otro:

6. Entrega de trabajoAnota la fecha de entrega del trabajo escrito.

Marca si tiene las siguientes partes:

❍ Título❍ Objetivo❍ Material❍ Desarrollo (método)❍ Resultados❍ Conclusiones❍ Fuentes de consulta

7. ExposiciónAnota la fecha de exposición y los materiales que se utilizarán.

14


Una nueva actitud

15 Esta sección se ubica al fi-nal de cada bloque, antes de la evaluación, y con ella queremos que pienses en cómo puedes poner el co-nocimiento 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 ac-ciones comprometidas que contribuyan a mejorar la calidad de vida tuya, la de tu familia y la de la comu-nidad entera; para lo cual, es necesario considerar no sólo nuestro entorno inme-diato sino a toda la Tierra como un sistema en equili-brio que se ve afectado por las acciones de todos.

16 Dentro de este aparta-do encontrarás la sección “Para terminar”, la cual es una breve conclusión que cierra el bloque, rela-cionándote con los temas aprendidos y brindándo-te opciones para actuar en beneficio tuyo y de los demás.

72

Una nueva actitud

Para terminar

Bloque 1

Con frecuencia pensamos que los problemas que aquejan a nuestro planeta no nos incumben y que la responsabilidad es de otros, pero esto no es así. Un lema usado por la comunidad ambientalista dice: “Piensa globalmente, actúa localmente.”

Como muestra de acción local presentamos algunos ejemplos a tu alcance:

1. La separación de la basura en orgánica e inorgánica es una práctica de-seable que en algunos estados de la República ya alcanzó el rango de ley. Representa ventajas ambientales realizar esta práctica, ya que se favorece el reciclado y se evita el uso excesivo de recursos naturales.

Tú puedes organizar en tu espacio escolar una campaña permanente para lograr una separación apropiada de los residuos (figura 1.47). De hecho, muchos tienen valor comercial en grandes volúmenes. Investiga qué em-presas se dedican al reciclado, para ello puedes consultar la siguiente pági-na de una organización que se dedica al acopio y reciclaje de envases: www.ecoce.org.mx.

2. Casi siempre las áreas verdes urbanas tienen un mantenimiento deficiente debido a su extensión o falta de presupuesto. Una idea que ya funciona en diversas entidades de la República consiste en “adoptar” un área verde cercana a tu centro escolar. Las autoridades proporcionan las plantas y la asesoría técnica y un grupo de ciudadanos (que pueden ser tus compa-ñeros de escuela) se encargan de mantenerla en buen estado, cortando el pasto, podando los árboles y regándola. De esta manera contribuyen al be-neficio ambiental de su comunidad y a que vivan en un medio más bello y armonioso.

¿Se te ocurren algunas otras ideas? Una opción es que en equipos se preparen y lleven propuestas de acción para la mejora de las condiciones ambientales de su comunidad. Recuerda que deben ser viables y al alcance de su mano, de tal manera que puedan evaluar sus resultados y apreciar el beneficio.

Los problemas que aquejan a nuestro planeta no son ajenos a nosotros ni respon-sabilidad de los demás. Es decir, debes ser consciente de fenómenos como el cambio climático o la pérdida de selvas, y además, participar en las mejoras de tu comunidad.

Todos tenemos un compromiso y es necesario asumirlo colectivamente. La Tierra es la única casa que tenemos.

Lee el ensayo de un estudiante de secundaria que se presenta en la siguiente página y coméntalo con tus compañeros.Escribe tu propio ensayo.

1.47. La conservación del ambiente empieza con acciones sencillas que podemos practicar todos los días.

15

126

Una nueva actitud

Bloque 2

Diversas estimaciones calculan que en México el 35% de la población infan-til padece desnutrición, y es evidente que existe una enorme inequidad en el acceso a los alimentos entre el medio rural y el urbano (figura 2.39). 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 importan-te 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 ali-mentos para los que menos tienen. Estas instituciones cuentan con pro-gramas 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.com (2010) 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 en-tregue a ningún líder sino a cada persona o familia que la necesite para evitar abusos.

2.39. Según datos de la Secretaría de Salud en Chiapas, 40% de la población infantil rural en ese estado sufre desnutrición.

16


Evaluación tipo PISA

17 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 ha-bilidades que se espera que manejes en ese momento.

Las evaluaciones del libro es-tán elaboradas de acuerdo con el modelo de las que apli-ca el Programa Internacional de Evaluación de Estudiantes (PISA, por sus siglas en inglés). Para realizarlas no requerirás memorizar conceptos ni datos, sino más bien poner en acción las destrezas que has adquirido para el análisis de textos y si-tuaciones de diversos tipos y en contextos variados, así como desarrollar tus habilidades co-municativas por escrito.

Fuentes de información

18 Además de las fuentes de consulta y los sitios de Internet sugeridos en cada tema, en esta sección final del libro encontrarás reco-mendaciones de libros y fuentes electrónicas en las que podrás encontrar in-formación sobre los temas del curso que más te hayan interesado o que represen-taron alguna dificultad que desees resolver.

128Bloque 2

Evaluación tipo PISA

1. ¿CuáldelasfigurasrepresentaaunorganismoindispensableparaelmantenimientodelavidaenlaTierra? a) b) c) d)

2. Conbaseenlasfiguras,¿cuálsecuenciarepresentaunposiblecaminoquesiguelaenergíaenunacade-banaalimentaria?

abc dbc dcb bcd

3. Relacionalascolumnasconbaseenlasfiguras. a) Autótrofo b) Heterótrofocarnívoro c) Heterótrofoherbívoro d) Heterótrofoomnívoro

4. ¿Creesqueelniñodelafotografíaa)estáteniendounaalimentaciónadecuada?Explicaporqué.

Acontinuaciónsemuestranimágenesdecómoalgunosseresvivosobtienennutrimentosydelosórganosqueparticipanenladigestión/formacióndeesosnutrimentos.

Lee los textos y contesta las preguntas que se plantean después de cada uno.

Nutrición de los seres vivos

a) c)

b) d)

17

254Fuentes de información

Fuentes de informaciónRecomendaciones para el alumno

•• Arana, Federico. Ecología para principiantes, Trillas, México, 1990.•• Barahona, Ana. Thomas Morgan, el hombre de las moscas, Pangea, México, 1992.•• Darwin, Charles. El origen de las especies, Editorial Época, 2010.•• Diccionario visual Altea del cuerpo humano. Somso Modelle (ilustrador),

Altea-Secretaría de Educación Pública, México, 1995.•• Fresan, Magdalena. Luis Pasteur, el vencedor del mundo invisible, Pangea,

México, 1992.•• Guillén, Fedro Carlos. Alfred Rusell Wallace, el científico que creía en los

fantasmas, Pangea, México, 1997.•• . Federico y la caja… que no era fuerte pero sabía de ciencia,

Editorial Lectorum, México, 2009.•• . Medio ambiente, tu participación cuenta, Santillana-

Secretaría de Educación Pública, 2003.•• . México: recursos naturales, Santillana, México, 2002.•• . Contaminación: causas y soluciones, Santillana, México, 2002.•• Hoogensteger, Cornelio y David Herrerías (ilustrador). Uso de las plantas

medicinales, Árbol Editorial-Secretaría de Educación Pública, México, 1990•• Instituto Nacional de Ecología. Cómo disminuir la basura en nuestro hogar,

Secretaría de Desarrollo Social, México, 1992.•• Mi cuerpo, Colibrí-Secretaría de Educación Pública, México, 1990.•• Salamanca, Fabio. El olvidado monje del huerto, Gregor Mendel, Pax,

México, 2007.•• Sarukhán, José. Las musas de Darwin, Fondo de Cultura Económica,

México, 2009.

Recomendaciones para el profesor

•• Aguilar, Jasmín. Los libros del maíz. Nuevas técnicas de cultivo, Árbol Editorial-Secretaría de Educación Pública, México, 1990.•• Dreyfus, Georges. El mundo de los microbios, Fondo de Cultura Económica,

México, 1987.•• Fernández, Adrián y Julia Martínez (compiladores). Cambio climático, una

visión desde México, Instituto Nacional de Ecología, México, 2004. •• Guillén, Fedro Carlos. Proyectos académicos y desarrollo del pensamiento

científico, Santillana, México, 2010. •• Organización Mundial de la Salud. Los alimentos y la salud, Salvat,

Barcelona, 1989 (Biblioteca Científica).•• Sagan, Carl. “Ciencia y esperanza”, en El mundo y sus demonios. La ciencia

como una luz en la obscuridad, Secretaría de Educación Pública, México, 1998.•• Secretaría de Educación Pública. Construye tu vida sin adicciones, México, 1998.•• Stone, Irving. El origen, Emecé, Argentina, 1980.•• Toledo, Víctor. “La diversidad biológica de México”, en revista Ciencia y

Desarrollo, núm. 81, 1988.•• Vand Zant, Eleanor. Proyectos de biología, Secretaría de Educación Pública,

México, 1991 (Libros del Rincón).•• Vázquez, Carlos y A. Orozco. La destrucción de la naturaleza, Fondo de

Cultura Económica, México, 1989.•• Werner, David. Donde no hay un doctor, PAX- Secretaría de Educación

Pública, México, 1990.

18

16Bloque 1

Aprendizajes esperados

Lección 3. Interacciones de la ciencia y la tecnología en la satisfacción de necesidades e intereses

El alumno…

�� Identifica la importancia de la herbolaria como aportación del conocimiento de los pueblos indíge-nas a la ciencia.�� Explica la importancia del desarrollo tecnológico del

microscopio en el conocimiento de los microorganis-mos y de la célula como unidad de la vida.�� Identifica, a partir de argumentos y fundamen-

tados científicamente, creencias e ideas falsas acerca de algunas enfermedades causadas por microorganismos.


El alumno…

�� Se reconoce como parte de la biodiversidad al comparar sus características con las de otros se-res vivos e identificar la unidad y diversidad en cuanto a las funciones vitales.�� 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.�� Argumenta la importancia de participar en el cui-

dado de la biodiversidad, con base en el reconoci-miento de las principales causas que contribuyen a su pérdida y sus consecuencias.

Lección 2. Importancia de las aportaciones de Darwin

El alumno…

�� 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.�� Identifica la relación de las adaptaciones con la

diversidad de características que favorecen la so-brevivencia de los seres vivos en un ambiente determinado.

Blo

que

1La biodiversidad: resultado de la evolución

17Bloque 1

�� Comprensión de fenómenos y procesos natura-les desde la perspectiva científica.

�� Toma de decisiones informadas para el cuidado del ambiente y la promoción de la salud orienta-das a la cultura de la prevención

�� Comprensión de los alcances y limitaciones de la ciencia y del desarrollo tecnológico en diversos contextos

Competencias que se favorecen

Proyecto

El alumno…

�� Expresa curiosidad e interés al plantear situacio-nes problemáticas que favorecen la integración de los contenidos estudiados en el bloque.

�� Analiza información obtenida de diversos medios y selecciona aquella relevante para dar respuesta a sus inquietudes

�� Organiza en tablas los datos derivados de los ha-llazgos en sus investigaciones.

�� Describe los resultados de su proyecto utilizando diversos medios (textos, gráficos, modelos) para sustentar sus ideas y compartir sus conclusiones.

Las selvas tropicales son grandes reservas de biodiversidad, ahí se encuentra el mayor número de especies animales y vegetales por unidad de área.

18Bloque 1

Para comenzar

1.1. La tala de bosques y selvas es una de las mayores amenazas a la diversidad biológica porquemodifica los hábitats de las especies.

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 pregun-tas: ¿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 justa-mente 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 fundamen-to 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.

El mundo que Darwin ayudó a comprender se compone de 1.5 millones de es-pecies, aunque el número por identificar puede ser mucho mayor. Este patrimo-nio natural es invaluable y se encuentra amenazado, por lo que es importante conocer los factores que lo ponen en riesgo y cuáles serían las consecuen-cias 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 estu-diada por medio del registro fósil que da cuenta de la transformación de los seres vivos a lo largo del tiempo.

Estudiaremos también, en la lección 3, las implicaciones de los avances cientí-ficos y tecnológicos en la mejora de las condiciones de la vida humana, abor-dando 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 diver-sas herramientas y estrategias que utiliza la ciencia obtendrás la respuesta a una pregunta o iniciarás una acción colectiva de beneficio comunitario.

19

Lección 1


1.2. El agrupamiento celular llega a producir árboles como esta se-cuoya, 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.

1.1 Comparación de las características comunes de los seres vivos

Aprendizaje esperado�� 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 que distinguen a los seres vivos (tabla1.1).

1.1. Características de los seres vivos.

Formados por células

Existen organismos unicelulares (una célula) y pluricelulares (dos o más células).

IrritabilidadCapacidad de los seres vivos de responder a estímulos o cambios ambientales.

Ciclo de la vida Nacimiento, crecimiento, reproducción y muerte

Homeostasis Regulación del ambiente interno en una condición estable.

NutriciónCapacidad de ingerir alimentos para obtener la energía ne-cesaria; las plantas producen de forma autónoma su energía a través de la fotosíntesis

RespiraciónIntercambio de gases con el fin de obtener oxígeno que se usa para la obtención de energía.

Reproducción Creación de nuevos organismos a partir de los existentes.

AdaptaciónProceso y resultado de la evolución de un organismo a través 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.

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).

El valor de la biodiversidad

Célula vegetal

20Bloque 1

Los seres vivos son capaces de responder a los estímulos provenientes del am-biente y de reaccionar a estos, por ejemplo a la luz o a los cambios químicos, de temperatura, de presión, olor y color. A esta característica se le llama irritabilidad. De acuerdo con su nivel de complejidad y el ambiente en el que habitan, los orga-nismos han desarrollado mecanismos adaptados para responder a dichos estímu-los y de esa manera sobrevivir.

En la figura 1.3 se muestra una serpiente que presenta mecanismos muy complejos e interesantes para detectar estos estímulos del ambiente; por ejemplo, su lengua recoge partículas odoríferas del entorno y las analiza con un órgano sensorial espe-cializado (por medio de este, además, puede rastrear una presa por varios kilóme-tros). Otro ejemplo es la sensitiva, planta originaria de Brasil que tiene la capacidad de plegar sus hojas al más mínimo roce para regular su temperatura.

La temperatura y su variación es un estímulo determinante en la migración de muchos animales sensibles a estos cambios, y factores como la humedad o la cantidad de luz resultan clave en el crecimiento de las plantas.

Otra característica de los seres vivos es que mantienen regulado su ambiente interno en una condición estable y constante, mediante un mecanismo lla-mado homeostasis. También regulan el contenido de agua o la cantidad de sales, por medio de procesos como la alimentación y la excreción de sustancias innecesarias.

La nutrición es el proceso por el cual los seres vivos obtienen nutrientes a partir de los cuales, mediante la respiración, generan energía que les permite mantener todas sus funciones vitales, como el crecimiento, la reproducción, la respiración, la digestión, la excreción y la regulación de la temperatura. La ma-yoría de los animales obtienen los nutrientes necesarios de los alimentos que comen; otros seres vivos, como las plantas, necesitan la luz del Sol y los gases de la atmósfera y toman algunos nutrientes del suelo y del agua a través de las raíces para elaborar su alimento y almacenarlo.

1.3. Esta serpiente muestra su lengua justo en el momento en que recoge partículas odorífe-ras del aire, las cuales le pro-porcionan información sobre su entorno.

Glosario

estímulo. factor exter-no o interno capaz de provocar una reacción en una célula u organismo.

homeostasis. Característica mediante la cual un ser vivo regula su ambiente interno para mantener una condición estable.

nutriente. Producto químico necesario para que un ser vivo cumpla sus funciones vitales.

21Lección 1. El valor de la biodiversidad

Todos los seres vivos, sin excepción, tienen un ciclo de vida: nacimiento, crecimien-to o desarrollo, reproducción y muerte. El nacimiento se refiere al acto con el cual un ser vivo inicia su desarrollo como organismo independiente; en el caso de los animales la mayoría de los mamíferos llegan vivos al mundo directamente del vientre materno, y los peces, anfibios, insectos, reptiles y aves por lo general nacen de un huevo; en el caso de las plantas la mayoría nacen a partir de una semilla.

El crecimiento se define como el aumento del tamaño o del número de células. Este puede ser imperceptible al ojo humano, como en las bacterias microscópicas, o muy evidente, como el que caracteriza a algunos árboles que alcanzan alturas de más de 80 metros. La reproducción consiste en la producción de nuevos organismos a partir de los existentes, para lo cual los seres vivos siguen diferentes estrategias. Por ejemplo, las bacterias simplemente se dividen, el ser humano y todos los mamíferos combinan sus genes por medio de procesos de apareamiento y algunos organis-mos, como las tenias y las flores de la planta de chícharo, son capaces de autofe-cundarse (figura 1.4). En el bloque 4 estudiaremos con más detalles estos procesos.

El ciclo de vida concluye con la muerte del organismo, que es el cese de todas las funciones que lo mantienen con vida. La duración promedio de la vida de un ser vivo puede ir desde pocos minutos, como en el caso de algunos insectos, hasta miles de años en algunos árboles.

La adaptación es otra característica de los seres vivos y consiste en las cambios anatómicos, fisiológicos y conductuales que estos desarrollan ante los cambios del medio natural.

Otra característica de los seres vivos es que llevan a cabo un proceso llamado respi-ración, que es la obtención de energía a partir de los nutrientes que ingieren u obtie-nen de otra manera del medio. La mayor parte de los animales y plantas realizan este proceso con la intervención del oxígeno que obtienen del aire, el cual se combina con otros elementos en el interior de las células para obtener energía. Algunos organis-mos que viven en medios donde no hay oxígeno obtienen la energía que requieren sin la intervención de este elemento.

1.4. La flor del chícharo es her-mafrodita, lo que significa que cuenta con aparatos reproducto-res femenino (ovarios y estigma) y masculino (estambre) y en con-secuencia se puede autofecundar.

Lateral Frente

Ovario

Estigma

Estambre

Componentes sexuales para la autofecundación del chícharo

22Bloque 1

Práctica

Hemos identificado las diversas características que los seres vivos tienen en común. Estas varían en función del modo de vida de cada organismo y el ambiente que habita.

Ahora realizarás una actividad práctica que te permitirá reforzar lo apren-dido en el tema. Si en tu escuela no existe laboratorio o no cuenta con las preparaciones de células que se requieren para la práctica, puedes realizar la actividad buscando en libros de biología o en Internet fotografías de te-jidos celulares y de materiales inertes vistos al microscopio.

Observación de células y materia inerte

Propósito: Identificar diferencias entre la composición de los seres vivos y la de la materia inerte.

Material necesario: Microscopio, portaobjetos, cubreobjetos, preparacio-nes montadas de células, muestras de material inerte de fácil adquisición (por ejemplo, talco, tierra, papel, tela).

Desarrollo:

1. Coloca una preparación de células en el microscopio y obsérvala con atención.

2. Dibuja y describe en los siguientes espacios las estructuras que observes.

3. Coloca en un portaobjetos un fragmento pequeño del material que esté disponible para observación, cúbrelo con un cubreobjetos y obsérvalo en el microscopio con atención.


Aplica lo que sabes

Isaac Asimov es uno de los más sobresalientes escritores de ciencia ficción del siglo XX. En 1976 escribió El hombre bicentenario, una obra en la que un robot muy inteligente hace todo lo posible por convertirse en humano. En 1999 Christopher Columbus dirigió la película del mismo nombre con el ac-tor estadounidense Robin Williams. Consigue cualquiera de las dos obras y analiza cuáles son los pasos que tiene que dar el robot para pasar de ser un objeto inerte a alguien con características de un ser vivo. Elabora una tabla con tus hallazgos, resaltando las características de un ser vivo en contraste con las de la materia inerte.

4. Dibuja y describe en los siguientes espacios las estructuras que observes en esta segunda ocasión.


Reunido en equipo con tus compañeros, comenta lo que observaste y di cuál de las características generales de los seres vivos, que los diferencian de la materia inerte, pudiste identificar en esta práctica.

1.2 Representación de la participación humana en la dinámica de los ecosistemas

Aprendizaje esperado�� 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.

La ecología es la ciencia que estudia las relaciones de los seres vivos entre sí y con su ambiente, entendido este como la suma de los factores abióticos (no vi-vos) como el clima y la geología, y los factores bióticos (vivos) como los organis-mos que comparten el hábitat. El término fue propuesto en 1869 por el alemán Ernst Haeckel, quien sostenía que los organismos tienen una relación dinámica con el ambiente en el que viven formando ecosistemas.

24Bloque 1

1.5. Los alces, los miembros más grandes de la familia de los ciervos, que viven en América del Norte, Europa y Asia, son herbí-voros y se alimentan de diversas plantas acuáticas, así como de abedules y sauces. Son extraordi-narios nadadores y en sus proce-sos de migración pueden llegar a surcar hasta veinte kilómetros de aguas heladas. Durante el verano se aíslan pero con la llegada del otoño inicia el proceso de apa-reamiento y entonces los machos deben competir entre sí para demostrar quién es el más fuerte y con ello ganar el derecho de reproducirse con las hembras.

Un ecosistema es un medio ambiente biológico formado por seres vivos que ha-bitan en él y por factores físicos como el agua, la luz y la humedad. Dentro de un ecosistema hay intercambio de energía constante a través de las relaciones que se dan entre los organismos que lo habitan y entre estos y el medio ambiente.

Existe una enorme diversidad de interacciones entre los organismos de la mis-ma especie y también entre individuos de especies distintas. Si bien muchos organismos obtienen ventajas al agruparse, como evitar la depredación o in-crementar el cuidado de las crías, también es cierto que entre ellos se establece una competencia por recursos como alimento y agua, o por parejas para repro-ducirse (figura 1.5); estos mecanismos favorecen que solo los mejores indivi-duos de cada especie, es decir los más aptos, se reproduzcan y pasen sus genes a las siguientes generaciones, tal y como lo planteó Darwin en 1859.

Todos los organismos que viven en un mismo ambiente establecen relaciones. Cuando estas son con miembros de su misma especie, como la reproducción, el cuidado de las crías o el apareamiento, se les llama intraespecíficas (dentro de la especie); en contraste, cuando se relacionan con individuos de otra especie se llaman relaciones interespecíficas (entre especies), por ejemplo cuando un león se alimenta con una gacela, o cuando una abeja ayuda a que una planta realice la polinización, mientras que esta le provee alimento en forma de néctar.

Fotosíntesis y cadenas alimentarias

Toda comunidad, al estar formada por poblaciones de plantas, animales, bacterias y hongos, desarrolla intercambios de materia y energía; cuando estos ocurren en el mismo lugar físico y este posee atributos que lo diferencian de otros, llamamos a este lugar ecosistema. La selva, por ejemplo, es un tipo de ecosistema (figura 1.6), lo mis-mo que el desierto, el bosque o la sabana. La pregunta en este caso es ¿de dónde pro-viene toda la energía necesaria para mantener la estabilidad de estos ecosistemas?

La fotosíntesis es un proceso con el que todos los organismos con clorofila, como las plantas verdes, las algas y algunas bacterias, capturan la energía luminosa del Sol y la convierten en energía química en forma de alimento (glucosa).

Glosario

especie. Unidad básica de la clasificación bioló-gica que se define como el grupo de organismos capaces de entrecruzar-se y de producir descen-dientes fértiles.

1.6. Las selvas tropicales como la del Amazonas son los mayores reservorios de biodiversidad en el planeta.


El siguiente esquema muestra el proceso general de la fotosíntesis:

Luz solar

Agua + Dióxido de carbono Oxígeno + Glucosa

En la figura 1.7 se ilustra cuáles organelos celulares intervienen en la fotosíntesis.

Durante la fotosíntesis, el dióxido de carbono y el agua, con la intervención de la energía luminosa proveniente del Sol, generan una serie de reacciones que dan como resultado la producción de glucosa y oxígeno como un subroduc-to que se libera a la atmósfera. La glucosa es alimento para las plantas, que después, a través de la cadena alimentaria, pasa a otros organismos que se alimentan de plantas, llamados herbívoros, y de estos a los que se alimentan de carne o carnívoros, para finalmente reintegrarse al medio cuando los orga-nismos mueren, por la acción de microorganismos que reciben el nombre de descomponedores.

La fotosíntesis es un proceso fundamental, ya que es la base de la cadena alimen-taria y porque gracias a ella se produce oxígeno, un gas vital para la respiración de la mayoría de los organismos del planeta.

A los organismos fotosintéticos capaces de producir su propio alimento se les lla-ma autótrofos, palabra de raíces griegas que quiere decir “los que se alimentan a sí mismos”. La capacidad de los organismo autótrofos de producir alimento y liberar oxígeno nos mantiene a todos con vida.

Glosario

descomponedores. Organismos que se alimentan de los restos orgánicos de los seres vivos. Son también lla-mados desintegradores.

autótrofos. Organismos capaces de producir su propio alimento por medio de la fotosíntesis, como las plantas verdes y algunas algas y bac-terias; en una cadena alimentaria son llama-dos productores.

Energía calóricaEnergía solar

Cloroplastos(organelos de fotosíntesis)

Mitocondrias(organelos de respiración celular)

CO2 + H2O

Glucosa + O2

(para trabajo celular)

ATP

1.7. La energía solar es recibida en los cloroplastos de las plantas que producen glucosa y oxígeno. Estos entran en el cuerpo por medio de la alimentación y la respiración; en las mitocondrias celulares el oxígeno transforma la glucosa en ATP (molécula de energía) y genera como desecho dióxido de carbono que sale por medio de la respiración.

26Bloque 1

El resto de los organismos, un gusano, cualquier ave o tú mismo, no producen su alimento, sino que necesitan obtenerlo al comer otros organismos, por lo que reciben el nombre de heterótrofos. Los autótrofos también son llamados produc-tores y los heterótrofos consumidores, ya que estos últimos consumen el alimen-to producido por los primeros. De esta manera se forma una cadena alementaria donde los organismos se alimentan unos de otros, el productor es el primer esla-bón y los consumidores forman el resto de los eslabones.

El siguiente esquema muestra una cadena alimentaria sencilla:

Productor Consumidor primario Consumidor secundario

Organismo autótrofo Organismos heterótrofos

Cuando estas cadenas alimentarias se cruzan forman redes tróficas (figura 1.8).

En todos los ecosistemas las comunidades de organismos establecen cadenas, por ejemplo, la cadena en que una cebra que se alimenta de pasto y es devo-rada por un león, es más corta que la que forman una planta, un gusano, un ave, una serpiente y un águila; estas cadenas alimentarias también son llama-das tróficas y cada nivel trófico es compartido por organismos que ocupan un lugar equivalente en la cadena, por ejemplo, el león y el leopardo comparten el mismo nivel trófico. Sobre el último eslabón de la cadena alimentaria, actúan los descomponedores: bacterias y algunos hongos que se alimentan de los res-tos de los organismos muertos.

1.8. Si te fijas en la imagen, verás que los organismos forman redes donde se alimentan unos de otros.

Glosario

heterótrofos. Organismos que obtienen su energía a partir de otros; en una cadena alimentaria son llamados consumidores.

trófico. Palabra pro-veniente del término griego trophikós, el cual significa “que nutre”; se refiere a todo lo relativo a la nutrición.


Con ello no solo se limpian los espacios naturales (imagina el amontonamiento de cadáveres si estos no se descompusieran), sino que se reintegran, por medio de su fijación al suelo, nutrientes esenciales para las plantas.

Los ciclos

En la Naturaleza existen ciclos que mantienen la estabilidad de los ecosiste-mas. Estos ciclos son complejas interacciones entre los seres vivos y la materia inerte. Vamos a conocer con detalle algunos ciclos indispensables para la vida.

El ciclo del agua

En la Naturaleza el agua existe en tres estados: sólido (hielo, nieve, granizo), líqui-do (lluvia, ríos, mares, etcétera) y gaseoso (vapor de agua, humedad atmosférica). La cantidad total de agua que existe en el planeta permanece constante, pues el agua solamente cambia de estado y se traslada de un lugar a otro a través de un ciclo llamado ciclo o hidrológico o ciclo del agua (figura 1.9). Este ciclo comienza con la evaporación del agua superficial de los océanos. A medida que se eleva, este vapor de agua pasa a capas más frías de la atmósfera donde se condensa (es decir, se transforma en agua nuevamente) para caer después en forma de lluvia. Si la atmósfera está muy fría, el agua cae en forma de nieve o granizo.

Una parte del agua de lluvia es utilizada por los seres vivos, otra se filtra por el suelo formando los mantos freáticos o ríos subterráneos y la otra parte escu-rre por el terreno hasta llegar a lagos o ríos que desembocan en el mar. Al eva-porarse, el agua pierde sus sales minerales, así como los agentes que pudieron contaminarla en el camino.

Condensación

Lluvia

Filtración subterraneaMar

Evaporación

Precipitación

Nieve

1.9. El ciclo del agua comienza en los océanos cuando el agua se eva-pora, y vuelve a la tierra en forma de lluvia, nieve o granizo, para finalmen-te regresar al mar.

Glosario

manto freático. Depósito de agua sub-terránea que se locali-za entre dos capas de material relativamente impermeables; el agua de los mantos freáticos se puede extraer por medio de pozos.

28Bloque 1

1.10. En el ciclo del carbono el CO2 es liberado a la atmósfera por proce-sos respiratorios, emanaciones vol-cánicas, residuos de la combustión y descomposición de los organismos.

Luz solar

Emisiones de vehículos y fábricas

Fotosíntesis

Respiraciónde animales

Respiraciónde las plantas

Organismos endescomposición Organismos

muertosy productos de desecho

Fósiles y combustibles fósiles

Respiración de las raíces

CO2 en la atmósfera

En los hielos polares hay grandes reservas de agua dulce, pero 97% del agua del planeta es salada, es decir, no sirve para el consumo de los seres vivos. El 3% restante se concentra en los ríos, lagos y, en mayor proporción, en los glaciares.

El agua es el recurso más preciado e indispensable para la vida. Nuestro cuerpo se compone, en promedio, de 70% de agua. Podemos pasar muchos días sin comer, pero no sobreviviríamos si dejáramos de beber agua dos o tres días.

El ciclo del carbono

El carbono es el elemento que proporciona la base para la diversidad de la ma-teria orgánica. Sin el carbono la vida no existiría como la conocemos. El carbono forma parte de un ciclo constante en el que intervienen los organismos vivos y la materia inerte (figura 1.10).


El carbono adquiere gran variedad de formas. Podemos encontrarlo en estado ga-seoso en la atmósfera, junto con dos átomos de oxígeno formando moléculas de dióxido de carbono (CO2).

Lo podemos encontrar en su estado sólido como roca caliza, como coral (la estruc-tura sólida de los corales está constituida principalmente por carbono), como diamante o grafito (la punta de los lápices es grafito), como cuarzo y otros.

En los seres vivos forma parte de la estructura de las principales moléculas or-gánicas: proteínas, carbohidratos y lípidos, que son componentes estructurales para el funcionamiento metabólico, pues nos ofrecen energía y sostén.

Las plantas obtienen el CO2 de la atmósfera, durante la fotosíntesis (las algas y el fitoplancton toman el carbono disuelto en el agua) y lo transforman en compuestos orgánicos como la glucosa.

Los animales herbívoros se alimentan de dichas plantas y de esa manera el car-bono pasa a formar parte estructural de ellos, como proteínas, grasas o carbo-hidratos. En el proceso de la respiración de animales y plantas, la glucosa es utilizada para formar una molécula energética y es degradada liberándose CO2 a la atmósfera.

Asimismo, los desechos metabólicos de plantas y animales, así como los restos de organismos muertos, se descomponen por la acción de hongos y bacterias. Durante este proceso de descomposición también se desprende CO2.

Otra fuente de producción de CO2 son las erupciones volcánicas, durante las cuales el carbono de la corteza terrestre que formaba parte de rocas y minera-les es liberado a la atmósfera.

En resumen, todos los seres vivos respiran oxígeno de la atmósfera (O2) y exha-lan CO2 en el proceso de la respiración; las plantas toman ese CO2 para produ-cir moléculas orgánicas y oxígeno, el cual es liberado a la atmósfera. También, todos los procesos de descomposición de basura orgánica, desechos de seres vivos o animales muertos liberan CO2.

Los organismos que murieron hace millones de años quedaron sepultados bajo capas de la corteza terrestre; su degradación originó la formación de un com-puesto llamado petróleo, que hoy es el principal combustible que utilizamos, ya que del petróleo se obtiene la gasolina.

Uno de los gases que se emiten como desecho de la combustión es el CO2. Es decir, cuando los automóviles consumen gasolina liberan CO2 a la atmósfera. Las industrias que emplean combustibles para su maquinaria también produ-cen CO2. En todo proceso de combustión se libera CO2 a la atmósfera.

Glosario

molécula. Unidad mínima de una sustan-cia que conserva sus propiedades químicas. Puede estar formada por átomos iguales o diferentes.

30Bloque 1

Aplica lo que sabes

1. Con el propósito de que analices si el concepto de red trófica es claro para ti te propondremos un juego. Primero analiza la siguiente imagen:

El sentido de las flechas indica qué organismo se alimenta de otro. Como puedes apreciar las redes tróficas pueden ser muy complejas. Para reali-zar un modelo de esta en particular será necesario dividir a los miembros de tu grupo con el fin de que representen a cada uno de los organismos de la ilustración. Para identificarse portarán una hoja con un dibujo del organismo en cuestión. Saldrán al patio escolar o a un sitio abierto y des-pués de identificar ocho sitios con carteles que digan “pasto” en lugares diferentes, se repartirán de la siguiente manera:

�� 4 conejos � 2 mantis�� 4 saltamontes � 2 gorriones�� 4 ratones � 2 arañas�� 3 sapos � 1 halcón�� 2 culebras � 1 desintegrador

Para iniciar el juego será necesario que los consumidores herbívoros toquen cualquier cartel de “pasto” con lo que inicia el proceso de trans-ferencia de energía. Una vez realizada esta actividad los consumidores secundarios y terciarios podrán entrar en acción tratando de atrapar a los consumidores primarios de los cuales se alimentan. Se considera que un organismo es atrapado cuando es tocado por su depredador. El juego termina en el momento que el halcón queda solo y muere, por lo que es tocado por un desintegrador. Una vez realizada la actividad dis-cute las siguientes preguntas:

a) ¿Cuáles serían las consecuencias en las poblaciones de consumido-res primarios si el consumidor terciario consumiera rápidamente a sus presas?

b) Imagina que una plaga aviar deja fuera de combate a los halcones y a los gorriones. ¿Qué efecto tendría ese evento en el resto de las poblaciones?

c) ¿Cuál sería la consecuencia de que los ganaderos introdujeran va-cas con el fin de que forrajearan en el pasto para el resto de las poblaciones?

Con la ayuda de su maestro discutan sus respuestas y establezcan conclusiones.

Tejón

SapoConejo

Araña

SaltamontesMantis

RatónPastoGorrión

Halcón

Culebra

Glosario

aviar. Relacionado o propio de las aves.


1.3 Valoración de la biodiversidad: causas y consecuencias de su pérdida

Aprendizaje esperado�� 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.

La biodiversidad nacional

La biodiversidad puede ser definida como la variedad de es-pecies, ecosistemas y diferencias genéticas de las espe-cies que habitan el planeta. México es el cuarto país con más diversidad animal en el mundo y también ocupa el cuarto lugar en diversidad vegetal, porque en nuestro territorio existen alrededor de 25 000 es-pecies de plantas. La tabla 1.3 presenta el lugar que ocupa nuestro país por su diversidad en diferentes renglones y la figura 1.11 un comparativo de algunos tipos de organismos existentes en México.

1.3. Diversidad animal en México.

Clase Número Lugar mundial

Reptiles 717 Primero

Mamíferos 451 Segundo

Anfibios 282 Cuarto

Aves 1 050 Séptimo

Insectos

Plantas vasculares

Otros artrópodos

Otros invertebrados

Hongos

Algas

Peces

Musgos

Aves

Reptiles

Anfibios

Mamíferos

77 307425 000

933 00023 522

31 100270 000

10 00075 000

115 000

15 00023 846

100 000 6 000

7 200 72 000

2 702 3 600

36 000 2 200 2 420

27 9771 480

2 000

1 107

804812

8 240

6 035530600

5 130

1 10 100 1000Número de especies

10 000 100 000 1 000 000

361371

1 1679 721

12 800

Estimadas en México Conocidas en el mundoConocidas en México

1.11. Diversidad biológica en México. Fuente: Conabio, “Diversidad biológica y oportunidades para el desarrollo”, en www.conabio.gob.

mx., julio-agosto 2006. Buscar como: “Capital Natural”.

32Bloque 1

A los países como México, que tiene una variedad alta de especies animales o vegetales, se les llama megadiversos. Nuestro país es megadiverso porque posee una gama amplia de tipos de ecosistemas: acuáticos (dulceacuícolas, costeros y marinos), selvas, desiertos y bosques.

¿Sabías que México ha aportado al mundo gran cantidad de especies que aho-ra son comunes en muchos países?

Un ejemplo es el maíz, planta cultivada y mejorada por las civilizaciones pre-hispánicas. Ahora, no solo los mexicanos disfrutamos de las modificaciones genéticas que hicieron nuestros antepasados, sino que el maíz es cultivado y consumido en casi todo el mundo.

Si bien México no es uno de los países más extensos del planeta (ocupa el dé-cimo lugar en extensión), en número de especies se encuentra entre los prime-ros, es decir, nuestro país es mucho más rico en recursos naturales que otros con mayor territorio. ¿Cómo se explica esta riqueza?

El mundo se ha dividido en ocho regiones biogeográficas y el continente ame-ricano comparte dos de estas: la Neártica y la Neotropical. La frontera entre ambas se halla justamente en el territorio mexicano. Ello explica por qué en México habitan especies de clima montañoso (neárticas) y especies tropicales (neotropicales). En la figura 1.12 se observa claramente esta frontera.

Otro factor muy importante es la compleja orografía de nuestro territorio, pues en él se encuentran representados todos los ecosistemas.

De acuerdo con diversos estudios, México es uno de los países con mayor di-versidad de ecosistemas de América Latina, y tiene más riqueza de especies comparada a nivel mundial.

Las amenazas a la biodiversidad

Con el aumento paulatino de la población y el cambio en nuestros hábitos de vida y consumo, se dio una separación entre el ambiente y el ser humano. Nuestros antepasados tenían una relación equilibrada con la Naturaleza, la protegían, respetaban y veneraban. Ese contacto tan estrecho entre el ambien-te y el ser humano se fue perdiendo con el paso de los siglos.

A lo largo del siglo XX la población de nuestro país creció considerablemente y esto ha provocado una intensa sobreexplotación de los recursos naturales. Eso significa que la Naturaleza no ha tenido tiempo para recuperarse. En nuestro país se han talado bosques enteros, se extraen recursos marinos en épocas de veda —lo que dificulta la reproducción de los organismos—, se talan zonas sel-váticas con miles de especies para introducir ganado y transformar el terreno en un pastizal. El berrendo, por ejemplo, es uno de los mamíferos amenazados en el norte de nuestro país debido a la modificación de su hábitat.

A fondo

Se estima que en México cada año se pierden 600 000 hectáreas de selvas y bosques.

Glosario

regiones biogeográficas. Grandes extensiones con flora y fauna particular de-bido a su aislamiento du-rante la deriva continental.

región Neártica. Región biogeográfica ubicada en Norteamérica.

región Neotropical. Región biogeográfi-ca ubicada en México, América Central y América del Sur.

orografía. Elevaciones existentes en una zona particular y la descripción de las mismas por medio de la geografía.


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1.12. El hecho de que en nuestra República se encuentre la frontera de dos grandes regiones biogeográficas expli-ca, en gran medida, la enorme diversidad biológica con la que contamos.

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34Bloque 1

Las razones por las cuales los ecosistemas en México han sido sobreexplotados son muy diversas en la cual casi no se producen materias primas, pero su po-blación requiere todos los días una gran cantidad de alimentos.

El aumento de la población ha sido considerable, en consecuencia hay una ma-yor demanda de recursos. Sobre todo el crecimiento de las grandes ciudades, como la Ciudad de México, en la cual casi no se producen materias primas, pero su población requiere todos los días una gran cantidad de alimentos (figura 1.13). Esto significa que los estados del país alimentan las demandas de esta gran urbe. Si bien las políticas demográficas nacionales de finales del siglo pasado reduje-ron la tasa de nacimientos, también es cierto que nuestras pautas de consumo se han modificado y ejercen una presión muy importante sobre los recursos na-turales, lo que conlleva, por ejemplo, con el consumo de la carne y el pescado, al cambio de uso de suelo en los bosques y selvas para abrir espacio para ganado, y al agotamiento de pesquerías.

La deforestación es un factor determinante en la pérdida de biodiversidad. Los ár-boles de un ecosistema albergan muchísimas especies: plantas, animales, hongos y musgos, que conviven en estrechas relaciones. La tala desmesurada destruye esta correlación y el bosque o la selva se convierte en un desierto sin vida. El creci-miento de poblados y ciudades provoca inevitablemente pérdida de biodiversidad.

La fragmentación de hábitats por medio de cultivos, cercos para ganado, carrete-ras, autopistas y otras construcciones, conforman barreras para las especies. Vamos a explicarlo con un ejemplo: el berrendo peninsular es una especie endémica de México, que habita en las planicies desérticas de Baja California desde hace aproxi-madamente un millón de años; es un animal gregario, es decir, vive en manadas. Es el segundo animal más rápido del mundo, después del guepardo, y está muy adap-tado a sobrevivir en el desierto. Ahora, el hábitat del berrendo ha sido fragmentado y este veloz mamífero está en grave peligro de extinción por la cacería desmedida. Los pocos que quedan (entre 150 y 200 ejemplares) no pueden trasladarse a otras zonas en busca de alimentos debido a las barreras que el ser humano ha construi-do, y viven confinados a un área de Baja California Sur, en el desierto de El Vizcaíno.

1.13. En la Central de Abastos de la Ciudad de México, con un área de 304 hectáreas, se recibe la mayor parte de los alimentos que requiere la población de la capital del país.

Glosario

demografía. Es la ciencia que tiene como objetivo el estudio de las poblaciones humanas.

especie endémi-ca. Especie que vive solamente en un área geográfica limitada; el borrego, cimarrón, por ejemplo, es una especia endémica de México.


Debido a la fragmentación de hábitats los animales no pueden ir a sus fuen-tes de alimentación ni seguir sus rutas de migración, lo que puede provocar la extinción de especies. Actualmente existe un programa de recuperación del berrendo (figura 1.14) en la Reserva de la biosfera El Vizcaíno. Hace siete años, en pleno hábitat de esta subespecie se construyó un corral de 300 hectáreas en el cual se les protege, se les da alimento y se permite su reproducción. A principios de 2005 ya había 200 animales dentro de los corrales y ese mismo año se llevó a cabo la primera liberación de berrendos al desierto.

La introducción de especies de otros lugares, también llamadas exóticas, provoca un desequilibrio en las especies nativas, pues genera competencia por el alimen-to, el espacio y si se reproducen grandes cantidades ocupan el lugar de las espe-cies nativas. Por ejemplo, tal vez has visto los árboles de eucalipto que abundan en diversas regiones del país. Este árbol, originario de Australia, fue introducido por Porfirio Díaz a principios del siglo XX. Los eucaliptos tienen una tasa alta de crecimiento, no necesitan mucho suelo como sustrato y producen una sustancia química tóxica para otras especies. Los eucaliptos son en consecuencia especies que desplazan a los árboles nativos. Además, al introducir nuevas especies, estas pueden traer consigo plagas que se expanden con rapidez (figura 1.15).

Por eso, si sales de viaje procura no llevar especies de un lugar a otro, ya sean semillas, plantas o animales.

La caza furtiva o ilegal acrecienta la pérdida de biodiversidad. Este es uno de los principales motivos por los cuales numerosas especies en México y en el mundo están en peligro de extinción. En muchos casos la cacería furtiva se practica para obtener alguna parte de un animal que tiene gran valor económico en el mer-cado. Es el caso de los jaguares cuyas pieles tienen un alto valor en mercados ilegales o del borrego cimarrón, una pieza de caza muy apreciada. Otros ani-males de gran valor como el lobo mexicano se encuentran casi extintos debido a que los ganaderos los eliminan para evitar que se alimenten de su ganado.

La contaminación ambiental del aire, el suelo, los ríos, los mares y los lagos causa que los ecosistemas entren en desequilibrio y, por lo mismo, pone en riesgo la sobrevivencia de las especies de dichos ecosistemas.

1.15. En el año 2002 entró una plaga, “la conchuela del Eucalipto rojo” proveniente de Estados Unidos de América, esta plaga puso en riesgo a los millones de árboles de esta especie en 24 estados de la República y supuso una inversión millonaria para ser contenida.

1.14. En esta fotografía se observa uno de los pocos berrendos que que-dan en el desierto de Baja California.

Bloque 1

36Bloque 1

Aplica lo que sabes

1. Todos los estados del país cuentan con áreas que se han protegido para evitar la pérdida de diversidad biológica. Te invitamos a que localices cuál es la más próxima al lugar en el que vives y promueve que se organice una visita escolar.

Para que esta actividad sea productiva debes llevar un guion con el que realizarás una entrevista al personal encargado de esta reserva biológi-ca. Algunas preguntas que te sugerimos son las siguientes:

a. ¿Qué extensión tiene el área?b. ¿Cuáles son las amenazas para su conservación?c. ¿Qué atributos naturales determinaron que se decidiera protegerla?d. ¿Cuáles son las especies más representativas?e. ¿Cómo contribuye tu comunidad a la conservación de este espacio?

Con la información que obtengas, los dibujos y las fotografías que tomes durante tu visita, te sugerimos preparar un periódico mural explicando tus hallazgos e invitando a los miembros de tu escuela a generar una cultura de respeto hacia los espacios que el gobierno mexicano ha protegido.

2. Si no te es posible realizar una visita a alguna área natural protegida, in-vestiga entonces las propiedades de la más cercana al lugar donde habi-tas, en la página de la Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas: www.conanp.gob.mx.

�� Completa la investigación con información de fuentes periodísticas, revistas y libros, entre otros los de tu biblioteca escolar y de aula. Anota las referencias completas de las fuentes en las que te basaste para hacer tu investigación.

Consecuencias de la pérdida de biodiversidad

La pérdida de biodiversidad tiene graves consecuencias económicas: el científico mexicano Luis Miguel Galindo presentó un informe sobre los costos de lo que significa no actuar. Por ejemplo, el desplante de manglares en el Sureste, ha pro-ducido que la línea costera se vuelva más vulnerable a huracanes y tormentas. En 2005 el costo de los daños del huracán Wilma fue de 0.6 % del PIB nacional.

Ecológicas: las cadenas alimentarias generan relaciones tróficas muy sensibles a los cambios; la pérdida de una sola especie, que es alimento de alguna otra o mantiene el control poblacional de los organismos con los cuales se alimenta, necesariamente trae un efecto en cadena como la sobrepoblación y posterior desaparición de varias especies.

Éticas: debemos mantener la estabilidad del ambiente, ya que nuestras accio-nes son las que la ponen en riesgo. Es importante tener la convicción de que es simplemente lo correcto.

Lección 1. El valor de la biodiversidadNúmero de bloque, Título de tema

37

Integremos

37Lección 1. El valor de la biodiversidadLección 1. El valor de la biodiversidad

1. La recepción de estímulos es común a la totalidad de los seres vivos y desencadena reacciones que varían en función de las capacidades adap-tativas de estos. A continuación aparece una tabla en la que se presentan una lista de estímulos. Elige al organismo que responda especialmente a estos y explica las razones y ventajas que le da esta adaptación.

Estímulos Olor Luz Vibración Calor

Araña

Serpiente

Lobo

Árbol

2. Las cadenas alimentarias permiten la interacción de muy diversas especies y el intercambio de energía entre estas. En esta actividad trataremos de esquematizar estos intercambios para que aprecies su complejidad. Cada alumno elaborará en su cuaderno dos redes tróficas: una marina y otra te-rrestre. Imagina ahora que alguna de las especies de tu red trófica desapa-reciera, ¿qué crees que pasaría con el resto de los organismos de esa red?

3. Investiga de dónde provie-ne el agua que consumes en tu casa, averigua tam-bién hacia dónde va. Indaga algún método para el tra-tamiento de aguas negras. Si en tu localidad existe alguna planta de trata-miento de aguas residua-les, podrían solicitar una visita guiada. Si no existe, pueden hacer un resumen del proceso basándose en al figura 1.16 o visitando la siguiente página de inter-net: www.seapal.gob.mx/funcionatratamiento.htm.

1.16. Esquema del proceso que siguen las aguas residuales en una planta de tratamiento para su limpieza.

Pretratamiento1 Decantaciónprimaria

2 Decantaciónsecundaria

4Tratamientosecundario

3 Tratamientoterciario

5

Recirculación6

Espesado7 Digestión8 Deshidratación8

Salidade agua

Destino �nalfangos

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38Bloque 1

Lección 2

1.17. El dimetrodon era un an-cestro de los actuales mamíferos. Vivió hace setenta millones de años (tomado de www.mundo-historia.org/blog/articulos_web/desarrollo-los-mamiferos).

1.18. Arqueoptérix, un fósil descubierto en Alemania en 1862, representa la transición entre reptiles y aves. Vivió hace 150 millones de años.

Importancia de las aportaciones de Darwin

2.1 Reconocimiento de algunas evidencias a partir de las cuales Darwin explicó la evolución de la vida

Aprendizaje esperado�� 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.

Evidencias de la evolución. Los fósiles

Desde tiempos remotos, el ser humano se ha cuestionado el origen de la vida y sus cambios a lo largo del tiempo. Existe una gran cantidad de interpretaciones al respecto.

Se estima que la vida en nuestro planeta surgió hace 4 000 millones de años y que los primeros dinosaurios aparecieron hace 320 millones de años y se extinguieron hace 65 millones de años (figura 1.17). Existe una enorme dife-rencia entre los primeros organismos que habitaron el planeta y los que lo habitamos hoy.

El proceso de cambio que experimentan los se-res vivos en el tiempo lo llamamos evolución y es un principio propuesto por Charles Darwin en su libro El origen de las especies, publica-do el 24 de noviembre de 1859. En esta obra Darwin postula la teoría de la selección natural para explicar estos cambios.

Una de las evidencias más contundentes acer-ca de que los organismos cambian en el tiempo la representan los fósiles, que nos muestran de alguna manera “fotografías”, en forma de im-presiones, de los cambios que han operado a lo largo de la historia del planeta.

Mediante el análisis de los fósiles se puede co-nocer el cambio morfológico de las especies

actuales durante el tiempo y de otras especies que existieron y en nuestros días ya no existen. Así, por ejemplo, el Arqueoptérix (figura 1.18) muestra evidencias de la transición entre dos grandes grupos de animales.

39Lección 2. Importancia de las aportaciones de Darwin

Existen diversos tipos de fósiles, los más comunes son los formados por inclusión. Para que un organismo se fosilice por inclusión mineral, al morir debe quedar rápidamente sepultado en materiales sedimentarios. Con el tiempo su concha o esqueleto se vuelve poroso y el agua, que lleva partículas de minerales disueltos, se introduce en el material original provocando la sustitución de este por otros minerales. Es decir, se sustituye la materia orgánica por materia inorgánica o mi-neral (figura 1.19).

Otros tipos de fósiles son las huellas o rastros de un organismo que quedan marcados en barro fresco, arena o lodo que al secarse se transforma en roca.

Un tipo más de evidencia fósil son los moldes, en los cuales se ve la forma interna o externa del organismo plasmada en la roca, aunque se pierde el ma-terial original.

También son fósiles los organismos que mueren cubiertos por nieve y se con-servan congelados. Por ejemplo, en Siberia, en 2003, fue encontrado un mamut completo en muy buen estado, con todas sus partes blandas preservadas. Este descubrimiento ha proporcionado mucha información sobre la vida de estos animales que existieron hace 10 000 años.

Otro tipo de fósiles se encuentran en ámbar. Son organismos que quedaron atrapados en la resina de un árbol y al paso de miles o millones de años siguen intactos.

Actualmente se realizan estudios de fósiles microscópicos, de los que se obtie-nen evidencias de células, bacterias o microorganismos.

1.19. Principalmente, se fosilizan las partes duras de los organismos, es de-cir, huesos, dientes, conchas, troncos, también se han encontrado fósiles de huevos, mientras que las partes blan-das se descomponen en el proceso.

Práctica

Con esta actividad práctica podrás entender mejor el procedimiento por medio del cual se forman los fósiles. Antes de realizarla, indaguen en el grupo si alguno de los alumnos tiene fósiles de cualquier tipo, por ejemplo, impresiones de conchas o caracoles, o insectos incrustados en ámbar, y si puede llevarlos al salón de clase para que sean observados por todos. Si no hay fósiles disponibles realicen esta primera parte de la actividad con base en fotografías que encuentren el libros de biología, en enciclopedias o en Internet.

En equipos elijan un fósil y analicen sus características. ¿A qué tipo de or-ganismo pertenece? ¿En qué tipo de ambiente vivía ese organismo, es decir, era acuático o terrestre? ¿Saben en dónde fue encontrado el fósil? Si es así, ¿cómo creen que llegó allí?

40Bloque 1

Creación de un fósil artificial

Propósito: Entender el proceso de formación de algunos tipos de fósiles.

Material necesario: Yeso (de preferencia odontológico), agua, una barra de plastilina, aceite vegetal, cajas de Petri, hojas de árboles, partes duras de plantas o animales tales como conchas de mar o de caracoles terrestres, dientes, troncos pequeños, huesos u otras.

Desarrollo:

1. Unta con aceite vegetal la parte superior de un pedazo de plastilina de 3 centímetros de ancho. Inserta una concha de mar o cualquiera de los ob-jetos que llevaste para hacer tus fósiles hasta que quede completamen-te hundido en la plastilina. Con mucho cuidado retira el objeto tratando de que permanezca la forma en la plastilina. Ahora unta con aceite el molde de plastilina, llénalo de yeso preparado con agua, espera a que se seque y despega la plastilina.

2. Repite la operación con otros objetos.

3. Por otro lado, prepara yeso y extiéndelo sobre una caja de Petri. Inmediatamente después coloca sobre el yeso una hoja de árbol pre-viamente untada con aceite. Cuando el yeso esté seco, retira la hoja. Puedes repetir este procedimiento con otros objetos que tengan relieve.


Prepara un informe de la actividad dividido en dos partes; en la primera parte describe qué tipo de fósiles observaron y cuáles fueron las respues-tas que dieron a las preguntas planteadas al inicio de la actividad. En la segunda parte, describe cada tipo de fósil que realices en un cuadro como el que se muestra y escribe tus conclusiones acerca de la manera en la que se crearon los fósiles que conocemos actualmente. En el grupo comenten la experiencia y los aprendizajes que les dejó la realización de esta práctica.

Tipo de organismo

Ambiente terrestre o marino

Parte del organismo

fosilizada

Tipo de fósil

Molusco (bivalvo) marino concha molde

El estudio de Ciencias en

secundaria tiene como

objetivo fortalecer en el

alumno las competencias

necesarias para la toma de

decisiones responsables e

informadas relacionadas

con la salud, el ambiente y

su calidad de vida. Ciencias Ciencias 1. Biología1. Biología, de la serie

Integral, contribuye al logro

de este objetivo al ofrecer

contenidos y actividades que

le permiten al estudiante

reconocerse como parte

de la biodiversidad,

identifi car la unidad

y la diversidad de la vida

a partir del análisis

comparativo de las

funciones vitales e

identifi car los cambios que

han originado en el planeta

los procesos de desarrollo

humano, para analizar las

formas en que él puede

contribuir a revertir la crisis

ambiental que vivimos.

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