Procesos Científicos

Comunicar: Habilidad para transmitir información de forma clara y precisa. Una investigación concluye cuando se comunican los resultados.

Pasos para Comunicar Eficazmente:

• Descripción oral o escrita: Describir un objeto de forma oral o escrita, habiendo experimentado previamente la observación con los sentidos para tener un vocabulario adecuado. Modelar cómo describir y comunicar algo. Ejemplo: «Es rugosa, naranja, jugosa, redonda, ácida, pequeña, con una masa de 80 gramos, y es una fruta: la mandarina.»
• Uso de representaciones visuales: A través de dibujos, fotografías, modelos, etc.
• Tablas de datos: Usando tablas de datos cualitativas o cuantitativas. Ejemplo: Preferencia de hobbies de una familia, a quiénes les gusta el mismo hobby, a quién le gusta andar en bicicleta.
• Tablas de valores: Usando tablas de valores con información cuantitativa. Ejemplo: Tabla con edad en años y altura en centímetros.
• Gráficos: A partir de los datos de una tabla, comunicar a través de gráficos para presentar la información visual de manera clara. Ejemplo: Hacer una gráfica de barras con las bebidas que más les gustan a los niños, utilizando material concreto.

Procesos Científicos Integrados

Interpretar datos: Habilidad para analizar y sintetizar datos, obteniendo explicaciones que conduzcan a la solución de un problema científico.

• Requiere haber desarrollado los procesos científicos básicos.
• Se relaciona con el proceso de comunicar (se interpretan datos de tablas).
• Permite la generación de inferencias e hipótesis.

Pasos para la Interpretación de Datos:

• Realizar interpretaciones orales iniciales, guiándose a través de preguntas concretas.
• Interpretar datos de gráficos, preferiblemente de forma oral.

Formulación de Hipótesis

Formular hipótesis: Habilidad para dar explicaciones tentativas de fenómenos o hechos, basadas en observaciones y otras fuentes de información. En ciencia, una hipótesis se formula como una afirmación.

Hipótesis: Explicación tentativa que se refiere a generalizaciones que pueden convertirse en leyes científicas.

Diferencia entre Inferencias e Hipótesis:

• Inferencias: Afirmaciones referidas a casos específicos. Ejemplos: «Probablemente la planta murió porque no la regaron», «El globo lleno de aire aumentó de tamaño porque el gas interior fue calentado».
• Hipótesis: Afirmaciones que se generalizan a todos los casos posibles. Ejemplos: «Las plantas necesitan agua para vivir», «Todos los gases se expanden con el calor», «La combustión solo puede realizarse si hay oxígeno presente».

Características de una Buena Hipótesis:

• Lógica y razonable.
• Permite generalizaciones.
• Verificable.
• Redactada en forma clara como afirmación.
• Con referencia teórica para argumentar el conocimiento científico.
• Fructífera y flexible.

Etapas del Método Científico (Ejemplo con Tríptico):

Pregunta – Hipótesis – Materiales – Procedimiento (pasos) – Observaciones (dibujadas o escritas) – Registro – Comprobación de la hipótesis (conclusión).

Los Seres Vivos

Todo ser vivo está compuesto estructuralmente por células, que son las unidades básicas del organismo.

Niveles de Organización de la Materia:

• Materia Inerte:
  • Átomos: Unidad básica de la materia inerte (N, Al, H). Es la partícula más pequeña.
  • Moléculas: Dos o más átomos que componen la materia (H₂O, CO₂, NaCl).
  • Organelos: Estructuras formadas por moléculas, que se encuentran dentro de las células (RE, Aparato de Golgi, mitocondrias).
• Vida:
  • Células: Unidad básica y estructural de todo ser vivo. Mientras exista una célula, hay vida. Están formadas por diferentes organelos (osteocito, neurona, leucocito, espermatozoide).

Características de los Seres Vivos:

Las bacterias son los seres vivos más sencillos, ya que son unicelulares y tienen células procariontes. Los demás organismos poseen células eucariontes.

• Nacen.
• Son complejos y organizados.
• Obtienen y utilizan energía (tienen necesidades).
• Crecen.
• Responden a estímulos.
• Se reproducen.
• Cumplen un ciclo de vida (mueren).

Los seres vivos deben ser de la misma especie para poder reproducirse y fecundar (género y especie). Una excepción es el cruce entre caballo y burro, que produce una mula.

Taxonomía: Clasificación de los Seres Vivos

La taxonomía es la forma clara y estructurada en la cual se ordenan todos los organismos vivientes. Los seres vivos se agrupan en reinos:

1. Reino Monera: Bacterias, con células procariontes (sin núcleo definido). Incluye cocos, bacilos y espirilos.
2. Reino Protista: Algas (diatomeas, volvox, etc.) y protozoos, con células eucariontes.
3. Reino Fungi: Hongos, con células eucariontes.
4. Reino Vegetal: Desde los musgos hasta los árboles más grandes.
5. Reino Animal.

Ambiente: Medio en el cual se desarrolla la vida (acuático, terrestre, aéreo-terrestre, aéreo-terrestre-acuático).

Hábitat: Lugar donde vive un organismo, donde encuentra alimento y satisface todas sus necesidades vitales.

Reino Animal

Los animales se dividen en:

• Phylum:
  • Invertebrados: No poseen columna vertebral. Algunos, como los artrópodos, tienen un exoesqueleto.
  • Vertebrados: Poseen columna vertebral (representan aproximadamente el 3% de los animales).

Invertebrados

Reproducción: La mayoría se reproduce sexualmente (dos progenitores), pero algunas clases también pueden reproducirse asexualmente (un progenitor). Ejemplo: Una esponja de mar puede reproducirse asexualmente por gemación, donde una yema crece y se separa, formando un individuo idéntico. Si uno de estos individuos se ve afectado, todos pueden morir debido a su similitud genética.

La reproducción sexual, en cambio, produce descendientes con características diferentes. Puede ser por fecundación externa (óvulo y espermatozoide se unen en el agua) o interna (dentro del cuerpo).

Clases de Invertebrados:

1. Esponjas: Multicelulares (formadas por células que funcionan independientemente, sin tejidos ni órganos). Reproducción asexual por gemación o sexual por fecundación externa.
2. Cnidarios (hidras, anémonas, medusas y corales): Formados por células organizadas en tejidos. Reproducción asexual (gemación) y sexual (fusión de óvulos y espermatozoides). Son sésiles (no se mueven activamente, sino que se desplazan con las corrientes) y obtienen oxígeno del agua.
3. Gusanos: Reproducción sexual o asexual (un gusano cortado puede regenerarse). Se dividen en tres subclases:
   • Platelmintos: Gusanos planos, los más sencillos, con órganos bien desarrollados.
   • Nematodos: Gusanos redondos.
   • Anélidos: Gusanos segmentados.
4. Moluscos (caracoles, almejas y calamares): Reproducción exclusivamente sexual, con fertilización interna o externa (en medio acuático). Poseen mecanismos de protección, como conchas de carbonato de calcio, movimientos rápidos para escapar de depredadores o secreción de sustancias de mal sabor. Se dividen en tres subclases:
   • Gastrópodos: Se alimentan con una rádula. Los acuáticos tienen branquias, los terrestres respiran con pulmones simples.
   • Bivalvos (machas, choritos, almejas, ostiones): Tienen dos valvas (conchas) conectadas por una bisagra. Un músculo fuerte las cierra ante el peligro. Se adhieren a rocas o se entierran en la arena.
   • Cefalópodos (pulpos, calamares, jibias): Tienen cabeza. Son carnívoros. Sus tentáculos tienen ventosas. Poseen un cerebro grande y complejo, con capacidad de aprendizaje y memoria.
5. Artrópodos: Presentan adaptaciones como segmentación, exoesqueleto, sistemas desarrollados y mecanismos de defensa (camuflaje). Han colonizado casi todos los hábitats. Tienen órganos sensoriales agudos y apéndices bucales variados. Se dividen en varias subclases, las principales son:
   • Arácnidos (8 patas).
   • Insectos (6 patas).
   • Crustáceos (langostas, cangrejos, camarones, chanchitos de tierra).
   • Miriápodos: Artrópodos terrestres con muchas patas. Grupos principales:
     • Quilópodos (cabeza definida, primer par de patas modificado para inyectar veneno, antenas, cuerpo aplanado, un par de patas por segmento).
     • Milpiés (dos pares de patas por segmento, cuerpo con dos partes).
6. Equinodermos: (estrellas de mar, erizos de mar, pepinos de mar). Viven en el fondo oceánico. Se mueven lentamente. Algunos se alimentan de algas o partículas flotantes. Las estrellas de mar son depredadoras. Se desplazan con pies tubulares. Reproducción sexual con fecundación externa. Las estrellas de mar también pueden reproducirse asexualmente por escisión.

Vertebrados

Poseen endoesqueleto (interno), sistemas completos, viven en diversos ambientes y hábitats, y presentan variadas adaptaciones.

Clases de Vertebrados:

1. Peces: Ectotermos (su temperatura corporal depende del ambiente). Cubierta corporal de escamas (excepto anguilas y congrios). Reproducción ovípara (algunas excepciones ovovivíparas y vivíparas). La línea lateral es un órgano sensorial para detectar movimiento y vibración (orientación). Cuerpo hidrodinámico. Reproducción sexual, sexos separados (algunos hermafroditas), fecundación externa (desove) e interna (tiburones).
2. Anfibios: Ectotermos. Cubierta corporal delgada y húmeda. Reproducción ovípara (fecundación en el agua). Respiración cutánea, branquial y pulmonar. Metamorfosis: nacen como renacuajos y pierden la cola al desarrollar patas y pulmones. Glándulas venenosas en la piel. Ambiente acuático al inicio del ciclo de vida, luego acuático-terrestre. Se dividen en tres subclases:
   • Ápodos: Sin extremidades (cecilias).
   • Caudados: Con cola (salamandras y tritones).
   • Anuros: Sin cola (ranas y sapos).

   Diferencia entre Ranas y Sapos:

   • Ranas: Más ágiles, cuerpo esbelto, patas largas para saltos rápidos y precisos. Hábitat más acuático, piel más lisa.
   • Sapos: Más robustos y pesados. Costumbres más terrestres, adultos alejados del agua, piel rugosa y áspera.
3. Reptiles: Ectotermos. Cubierta corporal seca y escamosa que reduce la pérdida de humedad (excepto tortugas, que tienen caparazón). Reproducción ovípara. Fecundación interna. La mayoría pone huevos en la tierra, con cascarón (huevo amniótico, que les da independencia del agua). Respiración pulmonar. Se desplazan con 4 patas arrastrando el cuerpo o parte de él, excepto serpientes y culebras. Viven en ambiente terrestre y algunos acuático. Presentan muda de piel.
4. Aves: Endotermos (mantienen temperatura constante). Cubierta corporal de plumas. Reproducción sexual, ovípara. Fecundación interna. El exceso de O₂ les permite ser eficientes a grandes alturas. Se desplazan volando, caminando o nadando. Cuerpo aerodinámico, músculos fuertes, huesos huecos y plumas livianas, patas con garras o palmeadas. Ambiente aéreo-terrestre y algunos acuático-terrestre.
5. Mamíferos: Endotermos. Cubierta corporal de pelos (aislante). Reproducción sexual, vivípara. Fecundación interna. Crías vivas (excepto monotremas como el ornitorrinco, que es ovíparo). Lactancia materna. Respiración pulmonar. La mayoría camina, excepto murciélagos (vuelan) y cetáceos como orcas y delfines (nadan). Tipos de alimentación:
   • Carnívoros: Caninos fuertes para desgarrar carne.
   • Herbívoros: Incisivos grandes para cortar.
   • Omnívoros: Incisivos, caninos y molares parejos para cortar, desgarrar y triturar.

Reino Vegetal

Se divide en:

• Briófitas: Sin vasos vasculares (musgos). Absorben CO₂ y H₂O para la fotosíntesis. Viven en lugares húmedos.
• Traqueófitas: Con vasos vasculares. Se dividen en:
  • Sin semilla: Helechos, se reproducen por esporas.
  • Con semilla: Gimnospermas (sin flor) y Angiospermas (con flor).

Importancia de las Plantas:

Son el principal grupo de productores en la Tierra. Capturan la energía solar y la almacenan como energía química en los alimentos, que son el combustible para la vida. Producen el oxígeno necesario para la respiración de la mayoría de los organismos, gracias a la fotosíntesis. En la fotosíntesis, la planta fabrica glucosa (C₆H₁₂O₆) a partir de CO₂ y H₂O. El oxígeno sobrante de la glucosa es liberado.

Ecuación de la fotosíntesis: 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

• Las plantas nacen al germinar una semilla o espora.
• Crecen y desarrollan tallos, troncos, ramas y hojas.
• Se alimentan con dióxido de carbono y agua, produciendo su propio alimento (glucosa) en la fotosíntesis.
• Se reproducen formando flores, frutos y semillas.
• Mueren al marchitarse.

Existen más de 400,000 especies de plantas, todas autótrofas (producen su propio alimento). Las traqueófitas poseen tejidos vasculares: xilema (conducción de agua y minerales) y floema (conducción de glucosa).

Las angiospermas (plantas con flor) son un subgrupo de las traqueófitas. Son plantas vasculares que producen semillas, flores y frutos. Las semillas se encuentran dentro del fruto.

Partes de la Planta y su Función:

1. Raíz: Sujeta la planta, absorbe agua y minerales, evita la erosión.
2. Tallo: Sostiene la planta, conduce agua a las hojas y nutrientes a toda la planta.
3. Hoja: Realiza la fotosíntesis y la respiración.
4. Flor: Permite la reproducción mediante la formación de frutos y semillas (flor macho con anteras y polen, flor hembra con estigma, y flores hermafroditas). Cada flor puede formar un fruto.
5. Fruto: Protege y nutre las semillas en desarrollo.
6. Semilla: Germina para dar origen a una nueva planta.

Proceso de Polinización:

1. Producción de polen: La flor produce granos de polen (esporas masculinas) en las anteras.
2. Polinización: Los insectos u otros agentes transportan el polen al gineceo de otra flor.
3. Fecundación del óvulo: El grano de polen forma el tubo polínico (gameto masculino). El tubo crece hasta el óvulo, donde se encuentra el gametofito femenino. El gameto masculino fecunda la oósfera (gameto femenino).
4. Formación de semillas y fruto: El óvulo fecundado se transforma en semilla, con el embrión en su interior. El ovario se transforma en fruto.
5. Maduración y germinación: El fruto y las semillas maduran. La semilla, en condiciones adecuadas, da origen a una nueva planta.