• Author / Uploaded
• Julia Romero

Citation preview

B I B L I OT E C A D E L P R O F E S S O R AT

Dia a dia a l’aula Recursos didàctics

Biologia i Geologia ESO Dia a dia a l’aula per a Biologia i Geologia de 4t d’ESO és una obra col·lectiva concebuda, dissenyada i creada al Departament d’Edicions Educatives de Grup Promotor / Santillana, dirigit per Teresa Grence Ruiz i Pere Macià Arqué. En l’elaboració ha participat l’equip següent: TEXT Jesús María Bárcena Rodríguez Leonor Carrillo Vigil María Ángeles García Papí Mariano García Gregorio Cristina Ortiz TRADUCCIONS Romanès: Catalina Ilescu Gheorghiu Àrab: Mohamed El-Madkouri Maatoui i Imad Elkhadiri Xinès: Fundación General de la UAM i Trades Servicios, S.L. Alemany i anglès: Pilar de Luis Villota Francès: Imad Elkhadiri i Anne-Sophie Lesplulier EDICIÓ Belén Álvarez Garrido Daniel Masciarell Karakter Serveis Editorials, SL EDICIÓ EXECUTIVA Begoña Barroso Nombela DIRECCIÓ DEL PROJECTE Antonio Brandi Fernández

ES0000000051237 785237_PagsInicials_58284.indd 1

24/10/2016 9:10:05

ES0000000051237 785237_PagsInicials_58284.indd 2

24/10/2016 9:10:06

Índex

Per què SABER FER? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Claus del projecte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Recursos didàctics i atenció a la diversitat 1. Estructura i dinàmica de la Terra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2. Tectònica i relleu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 3. La història del nostre planeta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 4. Estructura i dinàmica dels ecosistemes . . . . . . . . . . . . . 128 5. L’activitat humana i el medi ambient . . . . . . . . . . . . . . . . 178 6. L’organització cel·lular dels éssers vius . . . . . . . . . . . . . . . 218 7. Herència i genètica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264 8. La informació i la manipulació genètica. . . . . . . . . . . . . . 308 9. L’origen i l’evolució de la vida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352

ES0000000051237 785237_PagsInicials_58284.indd 3

24/10/2016 9:10:06

D

ES0000000051237 785237_PagsInicials_58284.indd 4

24/10/2016 9:10:07

Per què SABER FER? Tots tenim una passió. Des de fa més de 30 anys, Grup Promotor, i des de fa més de 50, Santillana, no hem deixat de treballar, investigar, fer productes i serveis i buscar innovacions que millorin l’educació, com a forma de construir un món més bo per a tots. El fruit d’aquest compromís ha estat una llarga història de grans projectes educatius, que s’han concebut des de la realitat social i acadèmica que hi ha hagut en cada moment i han nascut amb vocació d’acompanyar els alumnes en l’aventura d’aprendre i de dotar el professorat de totes les eines i els recursos necessaris per portar a terme la tasca d’educar. Així, el nostre nou projecte, SABER FER, sorgeix com a resposta a un nou currículum i als canvis substancials que s’han produït en tots els aspectes de la nostra vida. Avui, més que mai, en la societat de la informació, en un món cada vegada més global, regit per un canvi ràpid i constant, l’educació marca la diferència. Vivim un present de grans interrogants que mereixen grans respostes. Cal educar avui els ciutadans d’un demà que està per construir. L’educació s’ha centrat tradicionalment en l’ensenyament de continguts, es tractava de saber. Ara, la comunitat educativa és conscient que cal fer un pas endavant: a més de saber, cal SABER FER. L’aprenentatge per competències és el model escollit per assolir amb èxit els nous objectius que la societat reconeix com a necessaris en l’educació dels infants i els adolescents. Saber comunicar, interpretar, deduir, formular, valorar, seleccionar, triar, decidir, comprometre’s, assumir, etc., és actualment tan important com conèixer els continguts tradicionals de les nostres matèries. Necessitem treballar amb idees, ser capaços de resoldre problemes i prendre decisions en contextos canviants. Hem de ser flexibles, versàtils, creatius… Però el nom de la sèrie té un segon significat. Per superar el repte que tenim davant, Grup Promotor / Santillana aportarà tot el seu SABER FER, estarà al costat del professorat i l’alumnat, oferint materials, serveis, experiència… per garantir aquest èxit.

L’IMPULS QUE NECESSITA EL SEU FUTUR

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_PagsInicials_58284.indd 5

5

24/10/2016 9:10:08

Les claus del projecte SABER FER L’OBJECTIU: QUE ELS ALUMNES ADQUIREIXIN LES COMPETÈNCIES QUE NECESSITA UN CIUTADÀ DEL SEGLE XXI Tots som conscients que la societat actual requereix unes capacitats molt diferents de les que es demanaven fins fa poc temps. Necessitem persones capaces de: • Fer-se preguntes pertinents. • Informar-se a través de fonts diverses, textuals o gràfiques, fet que implica: – Buscar informació. – Interpretar aquesta informació de forma coherent amb el tipus de font. • Pensar reflexivament, críticament i creativament. • Crear-se una opinió, un judici i prendre decisions adequades. • Comunicar-se oralment i per escrit. • Fer connexions: connectar els continguts teòrics amb la vida real (pròxima o llunyana) i connectar els sabers de les diferents matèries entre si. • Participar i comprometre’s, donar servei a la comunitat. •  Aprendre cooperativament amb els companys. •  Tenir sempre present la perspectiva ètica, tenir intel·ligència emocional i ètica. • Aprendre al llarg de la vida. Aquest objectiu es materialitza en l’estructura de les unitats didàctiques del material de l’alumne i en els diferents projectes que formen la Biblioteca del professorat.

UNA METODOLOGIA CENTRADA EN L’ALUMNE, PERQUÈ ASSOLEIXI UNA BONA COMPRENSIÓ I ES CONVERTEIXI EN UNA PERSONA COMPETENT El projecte SABER FER combina els aspectes més bons de la tradició escolar i les aportacions de les noves metodologies. El centre educatiu ha de ser capaç de desenvolupar sabers sòlids, atès que només és possible pensar i actuar quan coneixem en profunditat. A més, el centre escolar té la funció d’educar persones que converteixin el coneixement en acció i amb habilitats socials i morals sòlides. En el projecte SABER FER: • L’alumne és el centre del seu propi aprenentatge: es fa preguntes, busca informació i s’informa, participa, aprèn a controlar l’aprenentatge, emprèn projectes… • Es combinen activitats senzilles i tasques de més complexitat, excel·lents per desenvolupar les competències bàsiques, ensenyar a pensar els alumnes, resoldre problemes i situacions reals, desenvolupar el pensament creatiu… • S’utilitzen metodologies orientades a potenciar l’excel·lència dels alumnes, com ara l’aprenentatge cooperatiu i l’aprenentatge per projectes, tant en activitats dins del llibre de l’alumne, com en projectes específics de la Biblioteca del professorat; també propostes per potenciar el plurilingüisme, materials d’oratòria, etc. • Es busca una educació que vagi més enllà dels aspectes estrictament acadèmics, que plantegi situacions que fomentin la participació dels alumnes, l’actitud emprenedora i que l’alumnat s’involucri en la seva realitat quotidiana, en els problemes i les realitats del centre escolar, del seu barri, però també des d’una perspectiva global i planetària. En definitiva, relacionar aprenentatge i servei a la comunitat, aprenentatge i compromís social. Aquesta varietat de plantejaments del projecte SABER FER converteix l’aula en un escenari d’experiències molt diverses i enriquidores per a l’alumne.

6

ES0000000051237 785237_PagsInicials_58284.indd 6

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:10:09

D

UNA ESCOLA INCLUSIVA, EN QUÈ TOTS DESENVOLUPIN LES CAPACITATS I ELS TALENTS Per assolir aquest objectiu, els llibres de l’alumne disposen d’activitats molt variades, i la Biblioteca del professorat conté plans de suport i reforç per als alumnes amb dificultats i un programa d’aprofundiment per a aquells que poden anar més enllà.

e

UN SISTEMA D’AVALUACIÓ POTENT COM A GARANTIA D’ÈXIT L’avaluació sempre ha tingut un paper destacat en l’àmbit acadèmic. Al llarg de les últimes dècades s’ha anat imposant una concepció de l’avaluació contínua i formativa, l’objectiu de la qual és detectar les dificultats dels alumnes a fi de decidir mecanismes que els permetin superar-les. El paper de l’avaluació es reforça amb el nou currículum, en el qual l’avaluació esdevé una part fonamental del procés de l’aprenentatge de l’alumne, amb un enfocament global, continuat i integrador: avaluar per aprendre. El projecte SABER FER inclou:

-

• Proves d’avaluació de continguts i proves d’avaluació per competències per a totes les matèries. • Rúbriques d’avaluació. • Diferents eines informàtiques: – Deures, per al seguiment diari dels alumnes

-

s l b

–  Generador de proves – Informes i estadístiques – Biblioteca de proves externes

L’ATENCIÓ ESPECIAL A LES TECNOLOGIES DE LA INFORMACIÓ En els llibres de l’alumne i la Biblioteca del professorat són recurrents les activitats i tasques que requereixen l’ús de les TIC. L’ensenyament digital es veu potenciat pels nostres productes digitals, LlibreMèdia i LlibreNet, i per l’Aula Virtual, un entorn digital amb productes, aplicacions i serveis per a l’alumnat i el professorat.

ó

r -

e r

r

i

.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_PagsInicials_58284.indd 7

7

24/10/2016 9:10:10

En què es concreta el projecte SABER FER LLIBRES NOUS PER A NOUS TEMPS Llibres amb una seqüència didàctica centrada en l’alumne, en l’adquisició de les competències bàsiques i en el pensament creatiu i reflexiu. • El punt de partida de les unitats didàctiques és atreure els alumnes mitjançant el desafiament, el repte, la curiositat, l’enigma... A partir d’una situació problemàtica: – Ens fem preguntes. Diuen que el secret de la creativitat i de l’aprenentatge és el de provocar el pensament, provocar que els alumnes es facin preguntes, no donar només respostes... En aquesta secció animem els alumnes a plantejar els seus propis interrogants sobre una qüestió. – Busquem informació i opinem amb la resta del grup per a la resolució entre tots dels interrogants plantejats. • A continuació, es desenvolupen els continguts de la unitat didàctica. Al costat del contingut conceptual s’inclouen una sèrie de programes innovadors: – SABER FER recull l’aprenentatge dels procediments i les destreses que es relacionen directament amb els continguts de la pàgina. Saber i SABER FER formen, per tant, una unitat d’aprenentatge, no es presenten deslligats. – Interpreta la imatge (el gràfic, el dibuix, la fotografia…) ensenya els alumnes a «aprendre a veure», a observar. És una destresa molt útil en un món com el nostre, en el qual el que és visual juga un paper cada vegada més gran. – Compromesos proposa situacions perquè l’alumne s’involucri i es comprometi amb la societat. – Claus per estudiar proporciona als alumnes una guia perquè aprenguin a aprendre, per tal d’identificar els continguts més rellevants que han de conèixer. • A les activitats finals, l’alumne repassa els continguts principals de la unitat i es verifica si ha assolit les competències bàsiques de l’àmbit. • Les pàgines finals de la unitat permeten dur a terme tasques en què s’integren tots els continguts estudiats i, per tant, plantegen situacions molt potents des del punt de vista didàctic. – Tasques per desenvolupar diverses formes de pensament: 1.  Anàlisi científica. 2.  Raonament matemàtic. 3.  Anàlisi ètica. 4.  Pensament creatiu. – Tasques per desenvolupar les competències dels alumnes, en les quals s’aplica el que s’ha après a situacions reals, de l’àmbit acadèmic, de la vida quotidiana o de la societat. L’alumne utilitzarà tècniques en nous contextos i resoldrà casos pràctics i quotidians. – Treballs cooperatius. I, com sempre, llibres amb el tradicional rigor i cura editorial de Grup Promotor / Santillana: textos clars i adaptats a l’edat; il·lustracions de gran qualitat i amb un alt valor formatiu, susceptibles de desencadenar activitats d’anàlisi, observació, relació amb els continguts...; activitats variades, organitzades per nivell de dificultat, amb diferents objectius...

8

ES0000000051237 785237_PagsInicials_58284.indd 8

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:10:11

D

-

UNA BIBLIOTECA DEL PROFESSORAT, QUE ATÉN TOTES LES NECESSITATS DELS DOCENTS Per al dia a dia a l’aula

-

• Programació didàctica. • Recursos didàctics per a cada unitat:

. a

– Introducció i recursos complementaris. – Fitxes de reforç i suport. – Fitxes d’aprofundiment.

s

– Solucionari del llibre de l’alumne.

t

Tutoria • 22 sessions per curs per donar suport al professorat en aquesta tasca.

a

Competències per al segle XXI. Projectes i tasques per al seu desenvolupament

l

• Competència lectora: El racó de la lectura. • Competència en el coneixement històric: Grans biografies.

a

• Tractament de la informació: Premsa i llenguatge científic i La Ciència en el cinema. • Projectes d’aprenentatge cooperatiu i interdisciplinari.

r

• Projecte social. • Intel·ligència emocional i ètica.

a

• La premsa a l’aula (més eina digital).

.

Sistema d’avaluació •  Proves d’avaluació de continguts. • Proves d’avaluació per competències. •  Generador de proves. • Rúbriques. • Biblioteca de proves d’avaluació externa (biblioteca digital).

e .

UNA POTENT OFERTA DIGITAL

, ;

.

• Aula Virtual Santillana, un entorn de serveis educatius. • LlibreNet, un autèntic llibre digital, que permet treure el màxim profit de les noves tecnologies de la informació. S’acompanya d’un complement molt útil, en format paper, el Quadern d’estudi, que facilita l’estudi dels alumnes. • LlibreMèdia, el llibre en paper enriquit amb recursos digitals i eines potents.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_PagsInicials_58284.indd 9

9

24/10/2016 9:10:12

1. ESTRUCTURA I DINÀMICA DE LA TERRA

Introducció i recursos Introducció i continguts de la unitat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Previsió de dificultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Esquema conceptual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Et recomanem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Ensenyament individualitzat Reforç i suport • Continguts fonamentals Fitxa 1. Resum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 • Esquemes muts Fitxa 2. Capes de la Terra i discontinuïtats sísmiques . . . . . . . . . . . . . . . 19 Fitxa 3. La litosfera. La zona o capa D”. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Fitxa 4. Els corrents de convecció . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Fitxa 5. Les plaques litosfèriques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 • Consolida les competències Fitxa 6. Viatge al centre de la Terra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 • Fitxes multilingües Fitxa 7. Composició i estructura de la Terra. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Aprofundiment • Projectes d’investigació Fitxa 8. Els indrets del món més actius tectònicament . . . . . . . . . . . . . . 28 • Treballs d’aula Fitxa 9. Dibuix a escala de l’estructura interna de la Terra: FITXA 9. m  odels geoquímic i dinàmic. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Fitxa 10. Banc de dades. Plaques i fosses oceàniques . . . . . . . . . . . . . . 31

10

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 10

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

07/11/2016 14:07:29

D

.

Recursos per a l’avaluació Autoavaluació . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Avaluació de continguts • Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 • Criteris d’avaluació i solucions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

Avaluació per competències • Prova . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 • Criteris d’avaluació i solucions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

Solucionari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 11

11

24/10/2016 9:10:29

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 12

24/10/2016 9:10:29

Introducció i recursos

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 13

24/10/2016 9:10:30

1

INTRODUCCIÓ I RECURSOS

ESTRUCTURA I DINÀMICA DE LA TERRA

INTRODUCCIÓ DE LA UNITAT

P

La Terra és un planeta nascut al si del sistema solar fa uns 4.500 Ma. Diversos processos i circumstàncies van determinar-ne l'evolució fins que va donar origen a un sistema singular format per capes o subsistemes de diferent naturalesa que interaccionen entre si, intercanviant matèria i energia com si es tractés d’una enorme maquinària. Després d’aquest zoom a l’epígraf 1 de la unitat, que ens serveix com a marc o context per explicar la naturalesa de la geosfera, els epígrafs 2 i 3 s’ocupen de l’estudi de la propagació de les ones sísmiques a través de la inaccessible geosfera i dels models (geoquímic i geodinàmic) que es deriven d’aquest estudi. L’epígraf 4 explica com la calor interna del planeta, juntament amb la gravetat, constitueix la font d’energia o el motor principal de les diferents capes. L’epígraf 5 tracta dels moviments verticals de la litosfera i les seves conseqüències principals. L’epígraf 6 resumeix

l’apassionant procés d’història de la ciència que comença amb la hipòtesi de la deriva continental proposada per Wegener i la confirmació per Harry Hess, 30 anys més tard, de la hipòtesi de l’expansió del fons oceànic. Aquest procés crucial va portar a formular, a mitjan dècada de 1960, la teoria de la tectònica de plaques, paradigma principal de les ciències de la Terra per la seva visió unificadora, capaç d’explicar i de predir la majoria dels fenòmens i les estructures terrestres. Recalcar les teories mobilistes que la van precedir adquireix una gran importància des del punt de vista formatiu per comprendre com progressa la ciència, les relacions entre la ciència, la tecnologia i la societat, i el naixement de les anomenades ciències de la Terra. Finalment, a l’epígraf 7 es presenten els postulats principals de la teoria de la tectònica de plaques i se n’expliquen els moviments principals relacionant-los amb els successos i les estructures a les quals dóna lloc.

E u o i h a i q i e i a m l o p

E CONTINGUTS SABER

• L’origen del sistema solar i de la Terra. • L’estudi de l’estructura interna de la Terra. • Model geodinàmic. • El motor intern de la Terra. • Moviments verticals de la litosfera. • Moviments horitzontals de la litosfera. • La tectònica de plaques.

SABER FER

• Interpretar el magnetisme romanent. • Interpretar mapes batimètrics.

SABER SER

• Incorporar a la pròpia riquesa cultural les explicacions i les implicacions de la teoria de la tectònica de plaques en la interpretació dels fenòmens naturals que ens envolten. • Reconèixer les aportacions de diversos científics al llarg de la història de la geologia fins a arribar a formar el cos de coneixements actual d’aquesta ciència. • Valorar les controvèrsies com a font de desenvolupament científic.

14

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 14

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:10:30

D

.

PREVISIÓ DE DIFICULTATS Els estudiants tenen dificultats per concebre el planeta com un sistema dinàmic en el qual les diferents capes o subsistemes (geosfera, hidrosfera, atmosfera i biosfera) intercanvien matèria i energia, influint-se mútuament. A més, han d’entendre que aquest model sistèmic funciona a diverses escales, des de la planetària fins a la microscòpica, i que hi ha nombroses variables que hi intervenen, entre les quals la gran diferència entre la velocitat, la durada i la intensitat dels processos. Així, han d’inferir que les enormes escales d’espai i de temps limiten l’observació i l’experimentació d’objectes i fenòmens com els que explica aquesta unitat (estructura interna de la Terra, formació de les muntanyes, etc.), per la qual cosa han de valorar la importància dels mètodes indirectes d’estudi i dels models o les teories per explicar la natura i els processos en l’àmbit planetari, com també el caràcter canviant d’aquests com

a conseqüència del progrés conjunt de la ciència, la tecnologia i la societat. Des d’un punt de vista metodològic, haurien de diferenciar entre fets observables, com els aportats per Wegener, o els descoberts amb posterioritat (topografia dels fons marins, edat dels fons oceànics, distribució de terratrèmols i volcans, etc.), i la interpretació que se’n fa, o com es relacionen entre si per donar lloc a una teoria, una hipòtesi o un model explicatiu. D’altra banda, convé que recordin les diferències entre el gradient geotèrmic terrestre i les diferents formes en què la Terra transmet calor (radiació, conducció i convecció). Entre aquestes, cal ressaltar el paper de la convecció, tant en la dinàmica de les capes fluides (atmosfera i hidrosfera) com en la dinàmica interna del planeta i la dinàmica litosfèrica amb els fenòmens que hi estan associats: reciclat de l’escorça oceànica, vulcanisme, desplaçaments continentals i terratrèmols.

ESQUEMA CONCEPTUAL

Hidrosfera

Atmosfera Estructura Biosfera

Escorça Model geoquímic

Mantell Nucli

Geosfera Litosfera Model dinàmic

Mesosfera Endosfera

Movimients verticals

Terra

Dinàmica litosfèrica

Isostàsia

Deriva continental Movimients horitzontals

Expansió del fons oceànic Tectònica de plaques

Punts calents

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 15

15

24/10/2016 9:10:31

1

INTRODUCCIÓ I RECURSOS

ET RECOMANEM

A LA XARXA

LLIBRES I REVISTES

PÀGINES WEB

Un planeta blau. Successos geològics i problemes ambientals de la Terra Constantino Armesto. Publicacions Universitat de València, 2009. L’autor utilitza els darrers coneixements adquirits per les Ciències de la Terra i de l'Espai per explicar els fenòmens geològics que generen catàstrofes naturals en el planeta.

Animacions sobre plaques tectòniques. Web en anglès de l’editorial W. W. Norton que mostra petites animacions sobre processos de formació de diferents fenòmens i estructures geològiques, des de les relacionades amb les vores de plaques fins als punts calents, la formació de plecs i falles, geologia històrica, etc. Paraules clau: Norton, geology, animations. Moviment de les plaques tectòniques. Vídeo en anglès amb subtítols en castellà en el qual s'exposa de manera didàctica el moviment de les plaques tectòniques i les seves conseqüències. Paraules clau: astronomía, corteza terrestre. Col·lecció de diapositives sobre les conseqüències de la tectònica de plaques. Web del Principat d’Astúries amb moltes animacions, presentacions, tests i exercicis sobre la tectònica de plaques. Paraules clau: educastur, princast, proyectos biología y geología 4º ESO. Recursos sobre geologia. Web del Ministeri d’Educació en què es proporcionen enllaços a mediateques amb recursos en geologia, animacions, vídeos, infografies, presentacions i altres recursos tant en castellà com en anglès (webs de la BBC, NASA, USGS, etc.). Paraules clau: recursos, geología, cnice. Col·lecció d’imatges des de satèl·lit d’estructures geològiques. Des d’aquest web de la NASA es poden veure imatges i esquemes relacionats amb processos geològics d’origen intern i extern: tectònics, volcànics, fluvials, etc. Cada una va acompanyada de les explicacions corresponents, en anglès. Paraules clau: nasa, geomorphology from space. Infografia interactiva. Interactiu realitzat per la BBC que compara la plataforma continental i la plataforma oceànica des de la superfície terrestre fins el nucli de la Terra, amb informació sobre les característiques i éssers vius que es poden trobar en cada plataforma segons la profunditat. Paraules clau: journey, center, earth, future, bespoke. APPS PER A TAULETES I TELÈFONS INTEL·LIGENTS Puzzling Plates. Google Play. Experiència interactiva que convida a investigar els moviments de les plaques, les causes dels terratrèmols i dels volcans i la formació de la Terra. Consta de tres nivells. Pangaea. iTunes. Aplicació de pagament que permet veure la posició dinàmica dels continents en els últims 200 milions d'anys indicant la longitud i el temps transcorregut, així com l'era geològica i la informació detallada dels principals esdeveniments en cada moment.

16

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 16

Ciencias de la Tierra: una introducción a la geología física E. J. Tarbuck i F. K. Lutgens. Editorial Prentice-Hall, 2013. Manual de geologia complet i actualitzat, útil com a consulta per al professorat. La nueva concepción de la Tierra: Continentes y océanos en movimiento Seiya Uyeda. Editorial Blume, 1980. Més enllà de les dades científiques exposades, actualment més evolucionades, l’interès d’aquest llibre rau en les referències contínues a la metodologia científica, a la filosofia de la ciència i a la diferència entre ciència experimental i ciència teòrica. Tot això, narrat en un estil informal i atraient. Molt recomanable per al professorat. Orígenes: la evolución de los continentes, los océanos y la vida en nuestro planeta Rod Redfern. Editorial Paidós Ibérica, 2002. Un bon llibre d’informació, escrit amb un llenguatge molt amè; hi destaquen les impressionants fotografies fetes per l’autor. A més d’analitzar la dinàmica cortical, explica el canvi global al qual la humanitat s’haurà d’adaptar si vol sobreviure.

DOCUMENTALS I PEL·LÍCULES Viaje al centro de la Tierra. Documental de Discovery Channel en castellà que explica el procés de formació de la Terra desprès de l’explosió d’una supernova i la generació del nucli metàl·lic que determina que la Terra sigui un planeta amb una densitat molt alta. Viatge al centre de la Terra. Adaptació dirigida per Eric Brevig de la novel·la de Jules Verne que permet associar al fil conductor de l'argument diferents aspectes de la constitució i de la dinàmica de l'interior terrestre. La máquina del tiempo. Sèrie de la BBC narrada per David Attenborough. Exposa algunes forces que han pogut causar les transformacions que ha experimentat la Terra, mitjançant imatges de les grans formacions geològiques que van donar origen al planeta. El planeta viviente: La construcción de la Tierra. La Terra: les edats de la Terra. Continents i muntanyes. La seva formació. L’estudi de la immensitat. David Attenborough. BBC.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:10:32

Ensenyament individualitzat Reforç i suport Aprofundiment

.

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 17

24/10/2016 9:10:32

1

REFORÇ I SUPORT

FITXA 1

Continguts fonamentals

RESUM Escorça: capa superficial rocosa, sòlida, freda i rígida. N’hi ha de dos tipus: • Continental: granítica, poc densa. Forma els continents.

C

• Oceànica: basàltica, més densa. Forma els fons oceànics.

Capes en el model geoquímic

Mantell rocós: situat sota l’escorça, arriba fins a 2.900 km de profunditat. Sòlid calent que tendeix a fluir. Es divideix en: • Mantell superior: format per peridotita. • Mantell inferior: format per peridotita, però més dens que el mantell superior. Nucli metàl·lic: situat sota el mantell, arriba fins al centre de la Terra. Molt calent. Es divideix en: • Nucli extern: líquid, agitat per corrents de convecció que generen el camp magnètic terrestre. • Nucli intern: sòlid. Són les superfícies de separació entre les capes. Es detecten sísmicament. • 

Discontinuïtats sísmiques

: entre l’escorça i el mantell.

• Repetti: entre el mantell superior i el mantell inferior. Situada a 670 km de profunditat. • Gutenberg: entre el mantell inferior i el nucli extern. És a 2.900 km de profunditat. • Wiechert-Lehmann: entre el nucli extern i l’intern. És a 5.150 km de profunditat. • Litosfera freda i rígida, formada per l’escorça i els primers quilòmetres del mantell superior. Dividida en fragments o plaques que es mouen arrossegades pels fluxos del mantell sublitosfèric. N’hi ha de dos tipus:   – Continental: conté escorça continental. De 70 a 300 km de gruix.

Capes en el model geodinàmic

  – Oceànica: conté escorça oceànica. De 10 a 100 km de gruix. • Mantell sublitosfèric (astenosfera): capa plàstica amb tendència a fluir. • Mesosfera sòlida. Permet el descens de plaques litosfèriques fredes procedents de zones de subducció, i l’ascens de plomalls tèrmics. • Capa D” zona fosa, molt dinàmica, d’on escapen els plomalls tèrmics que donen origen als volcans de punts calents. • Endosfera, coincident amb el nucli. Evacua calor que s’acumula a la capa D”.

Les plaques litosfèriques

Són els fragments en què està fragmentada la litosfera. Formen els continents i els fons oceànics. Poden ser: continentals, oceàniques o mixtes, segons si tenen un tipus de litosfera o tots dos. Hi ha set grans plaques i set de menors. Els seus moviments produeixen diversos efectes:

PLACA NORTEAMERICANA 1,8

PLACA NORTEAMERICANA

PLACA EUROASIÁTICA 2,3

PLACA JUAN DE FUCA

5,5

PLACA DEL CARIBE

PLACA PACÍFICA

• Desplaçaments dels continents i extensió i contracció dels oceans. • Activitat volcànica, sísmica i tectònica a les vores.

PLACA SUDAMERICANA

PLACA PACÍFICA

2,0

PLACA AFRICANA 6,0

PLACA DE NAZCA Borde de placa Fosa oceánica Origen y dirección del desplazamiento de placas Línea de colisión de placas 3,0 Velocidad de desplazamiento de las placas en cm/año Área de seísmos Volcán activo importante

PLACA FILIPINA

PLACA ARÁBIGA

PLACA DE COCOS 7,2

PLACA IRÁNICA

3,0

2,0 3,0

2,5

1,1

6,2

PLACA INDOAUSTRALIANA 7,3

7,4

7,2

PLACA ANTÁRTICA PLACA DE SCOTIA

749806_P15_placas_tectonicas

ACTIVITATS 1

El mantell terrestre està separat en dues parts de la mateixa composició. Com s’anomenen i a quina profunditat es troba la discontinuïtat que les separa? Com s’anomena aquesta discontinuïtat?

18

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 18

2

Què és la litosfera? És una capa de composició homogènia? Dins de quina capa de la Terra es troba la seva base? Quins són els diferents tipus de litosfera?

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:10:35

D

.

1

REFORÇ I SUPORT

FITXA 2

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

CAPES DE LA TERRA I DISCONTINUÏTATS SÍSMIQUES

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 19

19

24/10/2016 9:10:38

1

REFORÇ I SUPORT

FITXA 3

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

LA LITOSFERA

E

LA ZONA O CAPA D”

20

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 20

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:10:39

D

.

1

REFORÇ I SUPORT

FITXA 4

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

ELS CORRENTS DE CONVECCIÓ

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 21

21

24/10/2016 9:10:40

1

REFORÇ I SUPORT

FITXA 5

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

LES PLAQUES LITOSFÈRIQUES

14 1,8

13

5 2,3

1

11

12

5,5

15

6

2

3,0

10

3 7,2

2,0

6,0

2,0 3,0

7

2,5

4 1,1

Vora dedeplaca Borde placa Fossaoceánica oceànica Fosa Origen iydirecció del Origen dirección del desplazamiento de placas desplaçament de plaques Línea decol·lisió colisiónde deplaques placas Línia de dedesplaçament desplazamiento Velocitat de de 3,0 Velocidad de placasen encm/any cm/año les las plaques

Área seísmos Àrea de sismes Volcà actiu important Volcán activo importante

16

6,2 7,3

7,4

7,2

9

8

 1. 

11.  

 2. 

12.  

 3. 

13.  

 4. 

749806_P15_placas_tectonicas 14.  

 5. 

15.  

 6. 

16.  

 7.   8.   9.  10.  

22

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 22

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:10:41

.

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 23

24/10/2016 9:10:42

1

REFORÇ I SUPORT

Consolida les competències

Viatge al centre de la Terra […] Després de dinar, el meu oncle es va treure de la butxaca un petit quadern destinat a les observacions: va examinar, successivament, els diversos instruments i hi va anotar les dades següents: DILLUNS 1 DE JULIOL Cronòmetre: 8 h 17 min del matí Baròmetre: 1 atmosfera Termòmetre: 6° Direcció: ESE Aquesta última dada es referia a la direcció de la galeria fosca i va ser subministrada per la brúixola. –Ara, Axel –va exclamar el professor, entusiasmat–, és quan ens sepultarem de debò en les entranyes del globus. Aquest és, doncs, el moment precís en què comença el nostre viatge… […] –En marxa! –va dir el meu oncle. […] La lava de l’última erupció del 1229 s’havia obert pas al llarg d’aquell túnel, i n’havia entapissat l’interior amb una capa espessa i brillant, en la qual es reflectia la llum elèctrica centuplicant-ne la intensitat natural. Tota la dificultat del camí consistia a no lliscar amb gaire rapidesa per aquell pendent de 45° d’inclinació més o menys. Per sort, certs abonyecs i erosions servien de graons, i no havíem de fer res més que baixar deixant que els nostres fardells descendissin pel seu propi pes i vigilant d’aturar-los amb una llarga corda.

[…] Així i tot, la calor no augmentava d’una manera sensible. Això donava la raó a les teories de Davy, i més d’una vegada, vaig consultar amb sorpresa el termòmetre. Al cap de dues hores de marxa, només marcava 10°, és a dir, que havia experimentat una pujada de 4°, fet que m’induïa a pensar que la nostra marxa era més horitzontal que vertical. Res més fàcil que conèixer amb tota exactitud la profunditat assolida; el professor mesurava amb la màxima escrupolositat els angles de desviació a inclinació del camí, però es reservava el resultat de les seves observacions. […] –Això segons la teva teoria; i què assenyala el termòmetre? –Amb prou feines 15°, cosa que suposa un augment de només 9° des que hem marxat. –I què en dedueixes? –Heus aquí la meva deducció: segons les observacions més exactes, l’augment que experimenta la temperatura a l’interior del globus és d’1° per cada cent peus de profunditat. Certes condicions locals, no obstant això, poden modificar aquesta xifra; així, a Yakoust, a Sibèria, s’ha observat que l’augment d’1° es verifica cada 36 peus, la qual cosa depèn, evidentment, de la conductibilitat de les roques. Afegiré, a més, que a les proximitats d’un volcà apagat […] s’ha observat que l’elevació de la temperatura era només d’1° per cada 125 peus. Acceptem, doncs, aquesta última hipòtesi, que és la més favorable, i calculem. –Calcula tot el que vulguis, fill.

Però els que sota els nostres peus servien de graons a les altres parets es convertien en estalactites: la lava, porosa en alguns indrets, presentava en altres llocs petites bòfegues rodones: cristalls de quars opac, ornats de límpides gotes de vidre i suspesos de la volta com si fossin aranyes, semblaven encendre’s al nostre pas… […]

–No hi ha res més fàcil –vaig dir, traçant a la llibreta algunes xifres–. Nou vegades 125 peus són 1.125 peus de profunditat.

–Això és magnífic! –vaig exclamar involuntàriament–. Quin espectacle, oncle! A vostè no li causen admiració aquests rics matisos de la lava que varien del vermell fosc al groc més enlluernador, per degradacions insensibles? I aquests cristalls que veiem com globus lluminosos?

Els càlculs del professor eren exactes; ja havíem ultrapassat en 6.000 peus les profunditats més grans assolides per l’home, com ara les mines de Kitz-Babl, al Tirol, i les de Wüttemberg, a Bohèmia.

–Ah, fill! Per fi et vas convencent! Com que això et sembla esplèndid! Ja veuràs altres coses millors! Va! Som-hi! Prosseguim sense vacil·lar la marxa!... […]

24

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 24

–Indubtable […]. Segons les meves observacions, ens trobem a 10.000 peus sota el nivell del mar. –És possible? […] –Sí; els guarismes no menteixen.

La temperatura, que hauria hagut de ser de 81° en aquell lloc, era amb prou feines de 15º, fet que subministrava motiu per a moltes reflexions. Font: capítol XVIII del Viatge al centre de la Terra, de Jules Verne

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:10:43

D

.

FITXA 6

ACTIVITATS 1

2

COMPRENSIÓ LECTORA. Subratlla les paraules que no coneguis i busca-les al diccionari.

5

 Resol aquestes qüestions: a. Indica la utilitat dels aparells o instruments següents esmentats en el text:

 EXPRESSIÓ ESCRITA. Escriu els equivalents a les paraules següents:

– Baròmetre. – Manòmetre.

a. Unitats de mesura: peus i polzades.

–  Brúixola.

b. Guarismes.

–  Termòmetre. –  Cronòmetre.

3

4

EXPRESSIÓ ESCRITA. Explica amb altres paraules el significat de la frase següent: «la lava, porosa en alguns indrets, presentava en altres llocs petites bòfegues rodones: cristalls de quars opac, ornats de límpides gotes de vidre i suspesos de la volta com si fossin aranyes, semblaven encendre’s al nostre pas…».

b. Dibuixa una estrella dels vents amb els punts cardinals bàsics (nord, sud, est i oest) i assenyala-hi quina seria la direcció ESE esmentada en el text. c. Quina és la causa de la conclusió a la qual arriba Axel quan diu «Al cap de dues hores de marxa, només marcava 10°, és a dir, que havia experimentat una pujada de 4°, fet que m’induïa a pensar que la nostra marxa era més horitzontal que vertical»?

UTILITZA LES TIC. Resol les qüestions següents: a. Esbrina qui va ser Jules Verne. Quin tipus de llibres escrivia? Indica el nom d’algunes de les seves obres més famoses. b. En quin any va escriure la novel·la Viatge al centre de la Terra? Quines eren les concepcions geològiques dominants en aquella època: fixistes o mobilistes? c. Per quin lloc s’introdueixen els protagonistes per viatjar cap al centre de la Terra? Per quin lloc tornen a la superfície al final de la novel·la? d. Qui va ser Davy i a quin tipus de teories deu fer referència el text?

6

 COMPETÈNCIES BÀSIQUES EN CIÈNCIA, TECNOLOGIA I MATEMÀTIQUES. Resol aquestes qüestions: a. S’ajusten els càlculs d’Axel al que has après al teu llibre sobre el gradient geotèrmic? Justifica la resposta. b. Comprova els càlculs fets per Axel sobre la profunditat a la qual es troben i compara’ls amb els valors calculats utilitzant el valor mitjà del gradient geotèrmic terrestre (3 °C / 100 metres).

TREBALL COOPERATIU

Debat sobre els mètodes indirectes en el coneixement de les característiques terrestres En el text hem estudiat com la propagació de les ones sísmiques a l’interior del planeta constitueix un mètode indirecte per deduir l’estructura interna de la Terra. Actualment aquest mètode s’ha sofisticat mitjançant l’anomenada tomografia sísmica, tècnica que consisteix a cartografiar l’interior del globus a partir de dades sísmiques mundials (10.000 terratrèmols/any en més de 1.000 observatoris). Malgrat això, les primeres dades sobre la mida i la forma de la Terra, i el càlcul del radi terrestre, les va obtenir Eratòstenes de Cirene (276-196 aC) sense necessitat de cap aparell. Com s'ho devia fer?

El 1957, un grup de científics es van reunir a Washington DC per valorar les aplicacions de l’ajuda del Govern en la investigació en ciències de la Terra. D’allà va sorgir l’anomenat Projecte Mohole, que es proposava fer una perforació a través de l’escorça de la Terra fins al mantell. Els meteorits són fragments que s’utilitzen per fer analogies amb les diferents capes terrestres. Quin és el fonament d’aquest mètode? Basant-nos en aquests fets organitzarem els alumnes en cinc grups perquè busquin informació sobre els mètodes esmentats i facin una infografia sobre cadascun, amb una posada en comú i un debat de tota la classe buscant arguments a favor de l’ús de mètodes indirectes en l’estudi de la Terra.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 25

25

24/10/2016 9:10:45

1

REFORÇ I SUPORT

Fitxes multilingües COMPOSICIÓ I ESTRUCTURA DE LA TERRA COMPOZIŢIA ŞI STRUCTURA PĂMÂNTULUI COMPOZIŢIA ŞI STRUCTURA PĂMÂNTULUI

MPOZIŢIA ŞI STRUCTURA PĂMÂNTULUI 1. Crusta oceanică

1. Crusta oceanică

1.

1.

2.

2.

1.

1.

3.

2.

2.

4.

4.

3.

3.

5.

5.

4.

4.

5.

5.

usta oceanică

2. Crusta continentală

usta continentală

3. Mantaua

2.2.Crusta continentală 2.

3.

ntaua

4. Nucleu extern

3.3.Mantaua 3.

cleu extern

5. Nucleu intern

4. 4.4.Nucleu extern

cleu intern

1.

5.

1.

5.

5. Nucleu intern

1. Escorça continental

2. Escorça oceànica

3. Mantell

4. Nucli extern

5. Nucli intern

COMPOZIŢIA ŞI STRUCTURA PĂMÂNTULUI

Romanès

Xinès

Àrab

1. 1. Crusta oceanică

1. 1

1. 1.

2. 2. Crusta continentală

2. 2

2. 2.

3. 3. Mantaua

3. 3

3. 3.

4. 4. Nucleu extern

4. 4

4. 4.

5. 5. Nucleu intern

5. 5

5. 5.

26

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 26

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:10:46

D

.

FITXA 7

COMPOSICIÓ I ESTRUCTURA DE LA TERRA COMPOSITION AND STRUCTURE OF THE EARTH COMPOSITION ET STRUCTURE DE LA TERRE AUFBAU UND STRUKTUR DER ERDE (GEOLOGIE)

1. Escorça continental

2. Escorça oceànica

3. Mantell

4. Nucli extern

5. Nucli intern

Anglès

Francès

Alemany

1. Continental crust

1. Croûte continentale

1. Kontinentale Kruste

2. Oceanic crust

2. Croûte océanique

2. Ozeanische Kruste

3. Mantle

3. Manteau

3. Mantel

4. Outer core

4. Noyau externe

4. Äusserer Kern

5. Inner core

5. Noyau interne

5. Innerer Kern

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 27

27

24/10/2016 9:10:47

1

APROFUNDIMENT

PROJECTES D’INVESTIGACIÓ

Els indrets del món més actius tectònicament L’activitat geològica d’origen intern genera les estructures principals del globus terrestre: dorsals submarines, serralades, illes volcàniques, obertura d’oceans, etc. Els terratrèmols i els volcans constitueixen les manifestacions més espectaculars d’aquesta activitat pel caràcter catastròfic que tenen, és a dir, perquè es produeixen en curts espais de temps i perquè la seva intensitat, efectes i periodicitat tenen importants repercussions per a la humanitat. Les zones més actives tectònicament estan repartides per tot el globus, moltes vegades al llarg de determinades bandes que el recorren i que es relacionen amb els límits entre les plaques litosfèriques. D'altres vegades, però, l’origen depèn de factors diferents i independents. La majoria de les erupcions volcàniques no són observables perquè es produeixen als fons oceànics, fet que dóna origen a les dorsals oceàniques. No obstant això, quan són visibles, acostumen a ser espectaculars, tant quan són de tipus explosiu com quan s'esdevenen sota una cobertura glacial (Islàndia, Kamtxatka, Colòmbia...). Per aquesta raó es consideren un risc geològic natural que necessita mesures de protecció i mitigació. Terratrèmols i tsunamis es consideren les catàstrofes naturals més temibles a causa del nombre de víctimes

que causen alguns i perquè any rere any la premsa ens informa en alguna ocasió dels estralls causats per algun d'aquests fenòmens. I el cas és que els sismògrafs d'arreu del món registren anualment centenars de milers de sacsejades que només perceben aquests aparells d'alta precisió.

FULL DE RUTA Objectiu: localitzar en un globus terraqüi les zones més actives tectònicament, fent un mapa o un esquema de la seva situació geogràfica respecte de les plaques litosfèriques i explicant-ne les característiques i les causes que les originen.

• Es proposa investigar per equips els llocs següents, fent un resum de les seves característiques i les causes de l’elevada activitat geològica que tenen: Islàndia, llacs de l’Àfrica oriental, la mar Roja, les illes Hawaii, el parc de Yellowstone, la falla de San Andrés (Califòrnia), l’Himàlaia, els Andes, el Japó, les illes Aleutianes i les Antilles Menors. • Buscar imatges característiques de la geografia actual d’aquests llocs, com també imatges que il·lustrin catàstrofes en època històrica. • Dibuixar talls simplificats (sense escala) al llarg de línies crítiques, que mostrin la relació de les plaques amb l’interior terrestre.

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 28

• Riscos geològics d’origen intern: volcans i terratrèmols. Fonts d’investigació:

Investigacions suggerides:

28

• Buscar notícies de premsa de catàstrofes històriques originades per terratrèmols i volcans en aquestes zones.

• Informació a la xarxa: notícies de premsa, relats de viatgers, YouTube i blogs. • Web del Servei Geològic dels Estats Units (USGS). Presentació: • Mural col·lectiu d’un gran mapamundi on es localitzin cadascun dels punts estudiats, juntament amb una etiqueta que n’indiqui les característiques principals. • Fullet d’un viatge científic a algun d’aquests indrets. Durada de l’elaboració: 3-4 sessions. Realització: equips de 3 a 5 estudiants.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:10:49

D

a r s s

.

FITXA 8

TINGUES EN COMPTE QUE

• La posició dels volcans es considera respecte de les vores i l’interior de les plaques. Aquesta posició està relacionada amb el tipus d’activitat (processos) i la geometria (forma, mida) dels aparells. • Els volcans que semblen extints poden ser simplement inactius o «dorments»; les manifestacions gasoses o líquides (guèisers, fonts termals, etc.) són indicis d’activitat. • La posició dels epicentres dels terratrèmols es localitza fonamentalment als límits entre plaques litosfèriques. • Els processos geològics naturals no sempre constitueixen riscos o catàstrofes.

EL QUE HAS DE SABER • Volcà: porció de roca fosa o magma que arriba a la superfície terrestre. Consta d’una cambra magmàtica on es produeix la fusió, un conducte o xemeneia pel qual ascendeix el magma i un con o estructura superficial que es va formant per l’acumulació de productes volcànics solidificats. Aquest con està coronat per un cràter en forma d’embut. • Vulcanisme i tectònica de plaques: l’activitat volcànica es genera tant en vores convergents (col·lisió i subducció) com divergents. • Punt calent: volcans originats per l’ascens de plomes de magma des de la capa D”, de manera que són independents de la dinàmica de les plaques litosfèriques. • Terratrèmol: per efecte de les forces de compressió, distensió i cisalla causats pel desplaçament de les plaques litosfèriques, fragments de litosfera emmagatzemen energia mecànica igual que ho faria un bloc de goma o una molla, i d'aquesta manera experimenten deformacions que poden ocasionar la ruptura o la falla dels blocs. Quan passa això, l’energia elàstica acumulada en els blocs de la falla es relaxa sobtadament, i es propaga mitjançant fronts d’ones a través de les roques, fent-les vibrar durant un temps que dura entre uns segons i alguns minuts. • Risc geològic: quan els processos geològics naturals interfereixen amb la presència humana o l’ús que aquesta fa del territori, es converteixen en amenaces reals o potencials per a la salut, la seguretat o el benestar de les persones o els seus béns. Aleshores reben el nom de riscos o catàstrofes naturals. Perquè un procés natural sigui considerat un risc (R) es consideren tres factors:    – (P) Perillositat o probabilitat d’ocurrència d’un fenomen potencialment perjudicial per a les persones, en un determinat període de temps i lloc.    – (E) Exposició o nombre de persones i béns potencialment sotmesos al risc.    – (V) Vulnerabilitat o percentatge de víctimes i danys (econòmics, ecològics, etc.) previsibles estadísticament, tenint en compte l’existència de mesures preventives operatives a la zona. Aquests factors es relacionen mitjançant la fórmula: R = P · E · V.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 29

29

24/10/2016 9:10:50

1

APROFUNDIMENT

FITXA 9

TREBALLS D’AULA

Dibuix a escala de l’estructura interna de la Terra: models geoquímic i dinàmic

B

OBJECTIUS • Aprendre a fer representacions mitjançant una escala gràfica. • Apreciar de forma proporcionada les dimensions de les principals capes terrestres. • Desenvolupar destreses per a la presentació correcta de l’exercici, posar-hi títol, indicar l’escala gràfica utilitzada i retolar les diferents capes i discontinuïtats sísmiques en un model i l’altre. • Estimular l’ús de recursos poc convencionals per a la representació d’arcs de circumferència.

DADES Totes les mesures es fan prenent la superfície terrestre com a nivell 0 de referència. • Radi terrestre: 6.370 km • Límit inferior de les capes en el model geoquímic:    – Escorça: 35 km (valor mitjà)    – Mantell superior: 670 km    – Mantell inferior: 2.900 km



• Nucli extern: 5.100 km • Límit inferior de les capes en el model geodinàmic:    – Litosfera: 75-100 km (valor mitjà)    – Mantell superior sublitosfèric o astenosfera: 350 km    – Mesosfera: 2.900 km    – Capa D”: 2.900 km    – Endosfera: fins al centre de la Terra

ACTIVITATS 1



Per començar, se suggereix fer servir una escala gràfica de fàcil accés per als estudiants. Atès que la majoria utilitza quaderns amb paper quadriculat, es proposa que la longitud d’una quadrícula sigui equivalent a 100 km. En un full del quadern, mesura i assenyala el radi terrestre i, a continuació, traça un arc de circumferència, com si fos un formatget, en el qual has d’establir dos sectors: un destinat a situar les capes del model geoquímic i a l’altre les del model geodinàmic, separades entre si per una línia (coincident amb el radi terrestre). Pinta l’exercici lliurement.

30

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 30

2

Si en lloc de fer servir les mesures anteriors el representes amb l’escala 1: 1.000.000, és a dir, si 1 cm en el dibuix equivalgués a 10 km en la realitat, de quina mida et sortiria el model? Seria possible fer-lo al teu quadern?

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:10:51

D

.

1

APROFUNDIMENT

FITXA 10

TREBALLS D’AULA

Banc de dades. Plaques i fosses oceàniques DESCRIPCIÓ DE LES PRINCIPALS PLAQUES LITOSFÈRIQUES PLACA EURASIÀTICA. Abasta el fons marí a l’est de la dorsal atlàntica, Europa i la major part de l’Àsia fins a l’arxipèlag del Japó. A la zona oceànica té un contacte divergent amb la placa Nord-americana, mentre que al sud col·lideix amb la placa Africana (com a conseqüència de la qual es van formar els Alps), i a l’est, amb les plaques Pacífica i de les Filipines. 

PLACA DE NAZCA. Oceànica. La seva col·lisió amb la placa Sud-americana va originar els Andes. PLACA DE LES FILIPINES. Està envoltada per límits convergents, associats a zones de subducció, amb fosses oceàniques i arcs d’illa. PLACA NORD-AMERICANA. Està relacionada amb la famosa falla de San Andrés (Califòrnia), falla transformant que també es considera part del cinturó de foc.

PLACA PACÍFICA. Enorme placa oceànica que contacta amb vuit més. Als seus marges es localitzen límits destructius del cinturó de foc del Pacífic. PLACA ÍNDICA. Inclou l’Índia, Austràlia i la part oceànica corresponent. La seva col·lisió amb la placa Eurasiàtica va produir l’elevació de l’Himàlaia.

PLACA AFRICANA. Placa mixta. Al nord va formar el Mediterrani i els Alps en col·lidir amb la placa Eurasiàtica. Hi ha una obertura gradual d’un rift que dividirà l’Àfrica en dues seccions.

PLACA SUD-AMERICANA. Gran placa amb un límit convergent a la zona occidental, molt activa sísmicament i volcànicament.

PLACA ARÀBIGA. Petita placa al límit occidental de la qual s’està obrint l’oceà més recent, la mar Roja.

DIMENSIONS D’ALGUNES FOSSES OCEÀNIQUES Profunditat Amplada Longitud Fossa (km) (km) (km) Aleutianes 0

7,7

050 3.700

Japó

08,4 100 0.800

Java

07,5

080 4.500

Kurils

10,5

120

Mariannes

11,0

070 2.550

Amèrica Central

06,7

040 2.800

Perú-Xile 0

8,1 100 5.900

Filipines

10,5

Puerto Rico 0

8,4 120 1.550

Sandwich del Sud

08,4

090 1.450

Tonga

10,8

055 1.400

2.200

060 1.400

ACTIVITATS 1

c. Quin és l’origen de les fosses oceàniques? Explica-ho breument amb un dibuix explicatiu.

Busca informació de cada una de les fosses i localitza-les en un mapamundi. Contesta les preguntes: a. En quin oceà es troben la majoria? b. Estan situades al centre de l’oceà o al costat dels continents o illes? Per què creus que és així?

2

Investiga quins tipus d’organismes viuen en aquestes regions oceàniques.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 31

31

24/10/2016 9:10:52

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 32

24/10/2016 9:10:53

Recursos per a l’avaluació Autoavaluació Avaluació de continguts Avaluació per competències

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 33

24/10/2016 9:10:53

D

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 34

24/10/2016 9:10:53

1

AUTOAVALUACIÓ

ESTRUCTURA I DINÀMICA DE LA TERRA

Nom:

1

Entre les quatre proves que s’esmenten a continuació, indica quina no va ser una aportació de Wegener.

Curs:

5

On es troben els terratrèmols (hipocentres) més profunds?

a. L’edat de les roques granítiques que es troben a l’Àfrica, l'Amèrica del Sud i l’Antàrtida són coincidents. b. La disposició de les til·lites glacials a l'Amèrica del Sud, l’Àfrica, l’Índia i Austràlia indiquen l'existència d'un casquet glacial a l’hemisferi sud durant el Carbonífer.

a. Vores de placa divergents. b. Vores de placa convergents. c. Vores de cisalla. d. Interior de plaques. 6

L’aigua dels oceans va tenir el seu origen a: a. Alteració de roques primitives.

c. El motor del moviment dels continents són els

corrents de convecció del mantell.

b. Bombardeig d’estels.

d. Les vores dels continents encaixen entre si com si fossin les peces d'un trencaclosques. 2

La formulació de la teoria de l’expansió del fons oceànic de Harry Hess va ser possible gràcies a tres dels fets següents. Indica quina no pertany a la llista.

Data:

c. Condensació d'atmosfera primitiva. d. Combinació de b i c. 7

La litosfera és una capa dinàmica formada per: a. Escorça oceànica i escorça continental.

a. La distribució de terratrèmols i volcans a escala mundial.

b. L’escorça i el mantell superior fins a la discontinuïtat de .

b. L’edat dels basalts oceànics augmenta amb la distància a la dorsal.

c. Escorça i astenosfera.

c. Les dorsals són fractures de la litosfera per les quals escapa el material del mantell en forma de colades.

d. Escorça i part externa del mantell superior. 8

Què és una inversió magnètica? a. El pol nord s’intercanvia amb el pol sud.

d. El bandejat paleomagnètic de les dorsals oceàniques.

b. El camp magnètic desapareix. c. El camp varia d’intensitat.

3

Quin d’aquests termes està relacionat amb les vores divergents? a. Falla transformant. b. Destrucció de litosfera oceànica.

d. Els pols magnètics canvien de posició. 9

La subsidència és un procés que afecta l’escorça terrestre: a. Elevant-la.

c. Formació de dorsals oceàniques.

b. Enfonsant-la.

d. Punt calent.

c. Expandint-la. 4

Com s’anomena la teoria que explica els moviments verticals de la litosfera? a. Tectònica de plaques. b. Isostàsia. c. Subducció. d. Rifting.

d. Fracturant-la. 10

On són els relleus més grans de la Terra respecte a les plaques litosfèriques? a. A les vores convergents. b. A l’interior de les plaques. c. A les vores divergents. d. A les vores de cisalla.

1 c; 2 a; 3 c; 4 b; 5 b; 6 c; 7 d; 8 a; 9 b; 10 c. SOLUCIONS DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 35

35

24/10/2016 9:10:54

1

AVALUACIÓ DE CONTINGUTS

ESTRUCTURA I DINÀMICA DE LA TERRA

Nom:

1

Curs:

Data:

Descriu breument l’origen de les diferents capes terrestres.     Interpreta la gràfica següent i posa nom a les discontinuïtats corresponents. Velocitat de les ones sísmiques (km/s)

2

Mantell superior

Nucli extern



Nucli intern



14



12



10

Ones P



8



6

Ones S

4

 

2

 35 480 670

3

Mantell inferior

1.000

2.000

4.000 2.900

6.000 5.100

6.371

Quilòmetres

 

Per justificar la seva teoria sobre la mobilitat continental, Wegener va presentar diversos tipus de proves. a. Explica’n dues.   b. Per què es va refusar la teoria de la deriva continental de Wegener?  

4

Contesta les preguntes següents: a. Quins avenços tecnològics van permetre la investigació dels fons oceànics?   b. Explica dues característiques de les dorsals oceàniques que justifiquin la teoria de l’expansió del fons oceànic proposada per Harry Hess.  

36

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 36

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:10:56

D

.

5

L’oceà Atlàntic és cada vegada més extens, i s’eixampla a una mitjana d’1 a 4 cm/any, segons la zona. En canvi, l’oceà Pacífic va disminuint d’extensió. Explica per què.  

6

Defineix els termes següents: •  Litosfera:  •  Placa litosfèrica:  •  Orogen de col·lisió:  •  Falla transformant: 

7

Quin és l’origen de la calor interna de la Terra?  

8

Assenyala al mapa els noms de les principals plaques litosfèriques. Indica quin tipus de litosfera forma les plaques Pacífica, Africana i Eurasiàtica.       

9

a.  A què es refereix el terme isostàsia?   b. Es comprova que la península d'Escandinàvia està sotmesa a un procés lent d’elevació de l’ordre d’1 cm/any. Planteja una hipòtesi per explicar aquest fenomen.  

10

Enumera els principals processos geològics generats per la convecció del mantell terrestre.  

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 37

37

24/10/2016 9:10:57

1

CRITERIS D’AVALUACIÓ I SOLUCIONS

ESTRUCTURA I DINÀMICA DE LA TERRA Criteris d’avaluació

ACTIVITATS

Reconèixer, recopilar i contrastar fets que mostrin la Terra com un planeta canviant.

1, 3, 4, 5, 9 i 10

Comprendre els diferents models que expliquen l’estructura i la composició de la Terra.

2 i 10

Combinar el model dinàmic de l’estructura interna de la Terra amb la teoria de la tectònica de plaques.

3, 4, 5, 6, 7, 8 i 10

Reconèixer les evidències de la deriva continental i de l’expansió del fons oceànic.

3, 4 i 5

Interpretar alguns fenòmens geològics associats al moviment de la litosfera i relacionar-los amb la seva ubicació en mapes terrestres. Comprendre els fenòmens naturals produïts en els contactes de les plaques.

6i8

Explicar l’origen de les serralades, els arcs d’illes i els orògens tèrmics.

1

i són: la Moho (abreviació de ) a la base de l’escorça (no explicitada aquí, es troba a 10-40 km de profunditat), la zona de transició a 670 km (on canvia la densitat i la composició de les roques silicatades del mantell), la discontinuïtat de Gutenberg (a 2.900 km, separa el mantell del nucli) i la de Weichert-Lehmann (a 5.100 km, separa el nucli extern líquid de l’intern sòlid).

Les capes terrestres es van originar durant la diferenciació gravitatòria primordial del planeta, després es van modificar amb el temps i amb els processos geològics, tant superficials com interns. L’escorça primordial va resultar de la solidificació per refredament superficial de l’oceà de magma, que formava el planeta. Les primeres roques no s’han conservat (excepte a la part més antiga dels continents) perquè van ser reciclades cap a l’interior, quan va començar a funcionar la tectònica de plaques, destruint la vella escorça i reemplaçant-la per una altra de nova.

3

Al mantell es van quedar els silicats més rics en ferro i magnesi; aquí també en va canviar la composició original, perquè els moviments convectius i de les plaques van fer que el mantell digerís roques superficials alterades per l’atmosfera i la hidrosfera.

4

Al nucli s’han concentrat i conservat els elements i els òxids més pesants; aquesta endosfera no intercanvia matèria amb la part externa del planeta, sinó energia tèrmica i magnètica. L’estat líquid del nucli extern i la ionització dels seus àtoms permeten l’existència de cèl·lules convectives i d’un camp magnètic per efecte dinamo. Les enormes pressions al nucli intern, al contrari, no permeten moviments en massa. 2

4, 5 i 6

La figura representa les capes recognoscibles a l’interior de la Terra segons el model geoquímic. Les discontinuïtats que les separen han estat localitzades per mètodes geofísics

38

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 38

a. R. Ll. Per triar entre les quatre explicades en el text. b. Wegener no va poder explicar la força que empenyia els continents i sobre quins materials lliscaven. Cal tenir en compte que a començament del segle xx acabava de descobrir la radioactivitat, i no hi havia tècniques per conèixer la naturalesa de l’interior terrestre. a. El sonar, mitjançant el qual es van poder fer mapes detallats dels fons oceànics. b. R. Ll. Per triar entre la variació d’edat dels basalts des del centre de la dorsal fins a les vores, el bandejat paleomagnètic simètric a un costat i l’altre de la dorsal o la distribució dels sediments.

5

L’oceà Pacífic està afectat per zones de subducció, on es destrueix la litosfera oceànica, en nombroses i extenses àrees. En conseqüència, l’extensió disminueix. D’altra banda, l’oceà Atlàntic està en expansió, com es dedueix de la seva estructura, en la qual la dorsal ocupa aproximadament una posició central com a eix o columna dorsal, on: •  Es comprova que les edats de les roques van augmentant, de 0 a 190 Ma, a mesura que ens allunyem de l’eix dorsal.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:10:58

D

.

• Al contrari dels marges continentals del Pacífic, als peus dels quals es desenvolupa una fossa abissal, els marges de l’Atlàntic són passius, i això significa que acaben bruscament sota el mar en un graó anomenat talús continental, als peus del qual s’estén la planura abissal. 6

• Litosfera: capa dinàmica més externa i rígida de la Terra, formada per l’escorça i el mantell superior litosfèric flotant sobre l’astenosfera (plàstica) i el mantell inferior. També és la part més freda, amb el gradient geotèrmic estàndard • Placa litosfèrica: fragments de litosfera terrestre les vores de la qual estan delimitades per la distribució de terratrèmols, volcans, fosses oceàniques i cinturons orogènics. Algunes estan formades únicament per litosfera oceànica, com la placa Pacífica o la de Nazca, però en general tenen tant litosfera oceànica com continental. • Orogen de col·lisió: serralada que es produeix pel xoc de dues plaques continentals el resultat del qual és la sutura de totes dues, amb un augment de gruix de litosfera i apilament dels sediments que s’havien apilat prèviament entre tots dos continents. Són exemples d’aquest tipus l’Himàlaia o el Pirineu i les Bètiques a Espanya. • Falla transformant: fractures originades per moviments de cisalla (horitzontals) que afecten la litosfera oceànica formant els anomenats límits passius de placa que produeixen moviments de cisalla. S’originen a les vores denominades passives, atès que en aquestes zones no es produeix creació ni destrucció de litosfera.

7

La calor interna del planeta procedeix de la calor residual inicial quan la Terra va estar fosa (fa uns 4.500 Ma), de la desintegració dels elements radioactius i de la cristal·lització del nucli metàl·lic.

8

a. R. G. Vegeu la figura de la pàgina 17 del llibre de l’alumne. b. La placa Pacífica està formada per litosfera oceànica; les altres dues, per litosfera mixta, amb predominança de litosfera continental.

9

a. Es refereix a un equilibri de masses controlat per la força de la gravetat. El terme isostàsia va ser introduït pel geòleg Clarence Dutton el 1982, per explicar els moviments verticals d’elevació i d’enfonsament de l’escorça terrestre. Dutton postulava que l’escorça surava sobre el mantell subjacent, que estava en un estat molt viscós. Segons Dutton, l’escorça terrestre es podia enfonsar quan es sobrecarregava amb un pes, com ara l’acumulació de sediments o la gruixuda capa de gel d’una glaciació, o aixecar-se en despullar-se de la càrrega, per erosió del relleu o en fondre’s el gel. b. R. M. En fondre’s els casquets glacials que durant

el quaternari van tenir enfonsada aquesta zona, la resposta isostàtica és anar-se elevant fins a assolir un nou equilibri. 10

La convecció del mantell és la responsable principal de la tectònica de plaques perquè: •  Produeix la divergència sota la litosfera que en causa la distensió, de manera que es redueix la pressió a l’astenosfera, i això la fa fondre en part, formant dorsals. • Arrossega per fricció la nova escorça oceànica i fa expandir els oceans. • Arrossega la litosfera oceànica o mixta fins a fer-la descendir en el mantell amb l’ajuda de la gravetat a les zones de subducció, i així alimenta el procés d’orogènesi i la col·lisió de continents.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 39

39

24/10/2016 9:10:58

1

AVALUACIÓ PER COMPETÈNCIES

ESTRUCTURA I DINÀMICA DE LA TERRA

Nom:

Curs:

Data:

La Núria, amb només 15 anys, ja és una experta muntanyenca i està desitjant ser una mica més gran per viatjar al Nepal a fer senderisme: el trekking de l’Anapurna, a l’Himàlaia, és el seu primer objectiu. Va tenir un gran disgust quan, el 25 d’abril de 2015, va llegir amb tristesa la notícia de la gran catàstrofe del terratrèmol que havia sacsejat el país de les muntanyes més altes de la Terra. A més dels 8.000 morts i desapareguts, alguns dels senders més freqüentats van quedar seriosament danyats. El dolor del món pel poble nepalès va ser enorme. Es va tractar d’un sisme de magnitud 7,8 en l’escala Richter, que va desplaçar desenes de pobles cap al nord-est i va fer créixer l’Everest uns quants centímetres. L’origen es va situar a una profunditat de 15 km i la zona superficial que primer va rebre les ones sísmiques va ser la ciutat de Bharatpur, a 81 km a l’oest de Katmandú.

1

2

3

On es va situar l’hipocentre d’aquest terratrèmol? a. 15 km sota Bharatpur.

c. En el 7,8 de l’escala Richter.

b. 81 km a l’oest de Katmandú.

d. A la ciutat de Bharatpur.

L’Himàlaia està situat en una zona en fort conflicte geològic a causa de la interacció de dues grans plaques litosfèriques que xoquen entre si a una velocitat estimada de l’ordre de 45 mm l’any, en la direcció nord-nord-est. Quines dues plaques interactuen en aquesta zona? a. L’Eurasiàtica i la Pacífica.

c. La Indoaustraliana i l’Eurasiàtica.

b. La Indoaustraliana i la Pacífica.

d. L’Índica i l’Asiàtica.

La Núria es pregunta d’on pot sortir l’energia necessària per desplaçar les plaques litosfèriques i alliberar-se de manera tan violenta en els terratrèmols. Quin és l’origen de l’energia que fractura i mou les plaques litosfèriques? a. La suma de la calor residual des de la formació de la Terra més la generada per reaccions de desintegració radioactiva dels isòtops inestables. b. Els corrents de convecció generats per la gran diferència de temperatura entre el nucli i la superfície terrestre.



c. L’ascens dels plomalls tèrmics cap a les dorsals i els punts calents de la superfície terrestre. d. El desplaçament de la litosfera sobre l’astenosfera o mantell superior. 4

5

Els continents americà i europeu es troben sobre plaques diferents i entre tots dos hi ha una dorsal oceànica que recorre l’oceà Atlàntic de nord a sud. D’altra banda, sabem que la gran dorsal que forma totes dues plaques litosfèriques en aquesta zona se separa a una velocitat estimada de 200 mm cada any. Si comparem el viatge de Colom a Amèrica (el 1492) amb el que podria fer la Núria en un modern transatlàntic d’avui dia, podríem afirmar que recorreria: a. Uns 10 m més que Colom.

c. Uns 20 cm més que Colom.

b. Uns 10 km més que Colom.

d. Uns 20 m més que Colom.

Actualment se sap que l’interior de la Terra no és homogeni sinó que, segons la profunditat a la qual es trobin, els materials que la formen tenen composicions i estructures diferents que: a. Varien d’una manera constant i homogènia a mesura que s’avança des de la superfície fins al nucli. b. A mesura que ens acostem al nucli, es tornen cada vegada més rígids i densos. c. Varien de manera irregular, passant del comportament rígid al fluid per tornar una altra vegada al rígid a la zona més interna. d. Han canviat diverses vegades al llarg de la història de la Terra.

40

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 40

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:11:00

D

.

6

Basant-nos en l’estat físic de les diferents capes (plasticitat, rigidesa o densitat) detectades analitzant el comportament de les ones sísmiques i en les seves propietats mecàniques com a resposta a les pressions i les temperatures a les quals es troben, actualment es considera que l’estructura interna de la Terra està dividida en les zones següents: a. Escorça, mantell i nucli. b. Litosfera, astenosfera, mesosfera, zona D” i endosfera. c. Escorça, litosfera, mantell i nucli. d. Escorça, litosfera, astenosfera, mantell, zona D” i nucli.

7

8

La Núria passarà les vacances de Nadal a casa dels seus avis a Las Palmas de Gran Canaria, i des de sempre s’ha preguntat d’on havien sortit aquestes illes enmig de l’oceà Atlàntic. Actualment es pensa que l’origen de l’arxipèlag canari és un plomall tèrmic que arriba a la litosfera en un punt calent entre la gran dorsal atlàntica i l’Àfrica. Considerant que els episodis volcànics més recents han esdevingut a El Hierro i La Palma, on floreix el plomall tèrmic que va donar origen a les Canàries? a. A l’est de l’arxipèlag.

c. Al nord de l’arxipèlag.

b. A l’oest de l’arxipèlag.

d. Al sud de l’arxipèlag.

Quan mira un mapa, la Núria s’adona que les Canàries són molt a prop de l’Àfrica (Fuerteventura a 97 km de la costa africana) i aleshores se li acut una pregunta: acabaran les Canàries a sobre de l’Àfrica com el Japó a sobre de l’Àsia? a. Sí, d’aquí a uns quants milions d’anys, Fuerteventura s’haurà soldat a l’Àfrica. b. No, al contrari, s’estan allunyant de l’Àfrica i cada vegada estan més separades del continent. c. No, formen part de la mateixa placa litosfèrica i es desplacen al mateix temps i en la mateixa direcció. d. No, perquè en realitat s’estan desplaçant cap al sud.

9



Des que va estudiar la tectònica de plaques, la Núria està obsessionada amb el temut Big One, un terratrèmol que, segons es preveu, afectarà la costa oest dels Estats Units. En aquesta zona, les plaques de l’Amèrica del Nord i la Pacífica contacten, tal com pots veure al mapa. Si continués el desplaçament de les plaques tal com s'hi mostra, què passà en un futur, d’aquí a milions d’anys? Indica quins dels vaticinis següents serien certs i quins falsos.

CANADÀ

ESTATS UNITS

C/F San Francisco i Los Angeles es fusionaran en una gran ciutat. A Los Angeles farà una mica més de fred i a San Francisco una mica més de calor. Sacramento i San Francisco s’allunyaran entre si.

San Francisco

Moviment relatiu de la placa Pacífica

Moviment relatiu de la placa Nord-americana

Los Angeles

Sacramento i Los Angeles s’acostaran entre si. MÈXIC

La zona costanera de Califòrnia se separarà del continent.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 41

41

785248_01_p43_falla_San_Andres 24/10/2016 9:11:01

1

CRITERIS D'AVALUACIÓ I SOLUCIONS

ESTRUCTURA I DINÀMICA DE LA TERRA

Competències que s’avaluen Competència comunicativa, lingüística i audiovisual Competència matemàtica i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic

Criteris d’avaluació

ACTIVITATS

Reconèixer, recopilar i contrastar fets que mostrin la Terra com un planeta canviant. 1, 7, 8 i 9

Competència d’aprendre a aprendre Competència matemàtica i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic

Comprendre els diferents models que expliquen l’estructura i la composició de la Terra.

5i6

Competència d’aprendre a aprendre Competència matemàtica i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic Competència d’aprendre a aprendre Competència comunicativa, lingüística i audiovisual Competència matemàtica i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic Competència d’aprendre a aprendre

1

a.  15 km sota Bharatpur.

2

c.  La Indoaustraliana i l’Eurasiàtica.

3

a. La suma de la calor residual des de la formació de la Terra més la generada per reaccions de desintegració radioactiva dels isòtops inestables. a.  Uns 10 m més que Colom.

5

c. Varien de manera irregular, passant del comportament rígid al fluid per tornar una altra vegada al rígid a la zona més interna.

6

b. Litosfera, astenosfera, mesosfera, zona D” i endosfera.

7

b. A l’oest de l’arxipèlag.

8

c. No, formen part de la mateixa placa litosfèrica i es desplacen al mateix temps i en la mateixa direcció.

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 42

Interpretar alguns fenòmens geològics associats al moviment de la litosfera i relacionar-los amb la seva ubicació en mapes terrestres. Comprendre els fenòmens naturals produïts en els contactes de les plaques.

9

4

42

Combinar el model dinàmic de l’estructura interna de la Terra amb la teoria de la tectònica de plaques.

3

2, 4, 7, 8 i 9



C/F

San Francisco i Los Angeles es fusionaran en una gran ciutat.

C

A Los Angeles farà una mica més de fred i a San Francisco una mica més de calor.

C

Sacramento i San Francisco s’allunyaran entre si.

F

Sacramento i Los Angeles s’acostaran entre si.

C

La zona costanera de Califòrnia se separarà del continent.

F

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:11:02

Solucionari

.

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 43

24/10/2016 9:11:02

1

SOLUCIONARI

ESTRUCTURA I DINÀMICA DE LA TERRA

Interpreta la imatge

i els volcans, s’incorporen al cicle les anomenades «aigües juvenils» d’origen magmàtic. D’altra banda, també s’observa que a les zones de subducció, on grans fragments d’escorça oceànica se submergeixen cap al mantell sublitosfèric, els sediments amarats d’aigua abandonen la superfície terrestre. En aquest sentit, és difícil avaluar les pèrdues o els guanys d’aigua a causa d’aquests processos.

• Una illa sorgida enmig de l’oceà constitueix un particular fragment d’escorça oceànica emergida. • S’observen colades d’una roca negra, que és basalt. S’observa que el basalt està molt diaclasat a causa, d’una banda, de la retracció de la lava durant el seu refredament (que forma dics columnars) i, d’una altra, de la meteorització de la roca. • En aquesta zona, els agents geològics actuants han estat:

3

   – La descompressió del basalt que ha donat lloc a infinitat de diàclasis que, posteriorment, són aprofitades per altres agents per acabar d’alterar la roca.

UTILITZA LES TIC. R. M. • Atmosfera

precipitació (pluja, neu)

Hidrosfera

evaporació fotosíntesi

• Atmosfera

Biosfera

   – L’acció atmosfèrica que afavoreix els processos de meteorització fisicoquímica: gelifracció per cicles de glaç-desglaç (hivern-estiu) que exerceixen acció de falca, eixamplant les diàclasis o esquerdes preexistents, i la formació de fragments cada vegada més petits, que suposen la base del sòl. En presència d’aigua, als anteriors se sumen els processos d’oxidació, dissolució, hidròlisi, etc. Sobre aquest substrat, la colonització i l’activitat fisicoquímica dels éssers vius acaba formant un sòl (vegeu zones verdes).

4

Interpreta la imatge. Perquè observem variacions brusques en la velocitat (refraccions) quan passen d’una capa a l’altra, o la desaparició sobtada de les ones S en arribar als 2.900 km de profunditat.

5

R. G.

   – Les aigües superficials (pluja i torrentada) i l’erosió marina (fonamentalment onatge).

6

Interpreta la imatge. Tots dos models es basen en la geofísica, és a dir, la propagació d’ones sísmiques, a partir de les quals s’infereixen les dades de temperatures, pressions i densitats. Històricament, el model geoquímic incloïa només SiAl (escorça continental), SiMa (escorça oceànica i mantell) i NiFe (nucli). Actualment, el model geoquímic es basa en la composició (deduïda) de les roques profundes, mentre que el model geodinàmic es basa en el seu comportament mecànic.

respiració, evapotranspiració

• Atmosfera

• Les zones verdes que s’observen a la imatge posen en evidència el desenvolupament de vegetació, substrat de les espècies animals. Claus per començar

• Efectivament hi ha una estreta relació entre tots dos fenòmens, que acostumen a concentrar-se als límits entre plaques, on es fan desplaçaments entre plaques, sigui de separació, de xoc o de lliscament lateral. • Sí, les plaques es mouen unes respecte les altres. La calor interna de la Terra, juntament amb la força de la gravetat, generen corrents de convecció dels materials de la geosfera i mouen les plaques. 1

2

La densitat depèn de la composició química i de les propietats físiques dels materials. Els planetes interns estan formats per materials sòlids (roques i minerals), més densos que els líquids i els gasosos, i més resistents a la calor de la irradiació solar. Els components més lleugers només es poden condensar a més distància al Sol. El model del cicle de l’aigua simplificat ens ensenya que l’aigua a la superfície terrestre es recicla i s’intercanvia amb la resta de les esferes, mitjançant canvis d’estat, per l’acció conjunta de l’energia solar i la gravetat. Malgrat això, un estudi més detallat, un que tingui en compte la dinàmica litosfèrica, revela que, a través de les dorsals

44

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 44

Geosfera

vulcanisme

En la pèrdua de volum de l’illa, a totes s’hi suma l’acció dels ajustos isostàtics.

• Les plaques litosfèriques són cadascuna de les peces en què està fragmentada la litosfera i que encaixen unes amb altres com si fossin les peces d’un gran trencaclosques.

processos de meteorització fisicoquímica

7

S

•

UTILITZA LES TIC. R. M. Actualment, l’astenosfera es fa coincidir amb el mantell superior sublitosfèric, i s’estén entre els 250 i els 660 km de profunditat (fins a la discontinuïtat de Repetti). L’existència d’aquesta capa és necessària per poder explicar els desplaçaments verticals (ajustos isostàtics) i horitzontals de la litosfera (tectònica de plaques). Va ser definida per primera vegada el 1914 per Joseph Barrell, però l’extensió i els límits s’han anat perfilant amb relació als avenços de la geofísica i de les ciències de la Terra en general. Tot i que la literatura científica internacional no se n’ha fet ressò, a començament de la dècada de 2000, alguns autors a Espanya van posar en entredit la seva existència amb una gran repercussió als llibres de text. Aquests autors es basaven en arguments com que era una capa irregular i que en alguns llocs no n’estava provada l’existència. Metodològicament, aquest argument no se sustentava si el comparem amb la nomenclatura i el concepte utilitzat per definir altres capes terrestres com la hidrosfera o la biosfera. Científicament, els mateixos autors que temps enrere van negar l’existència de l’astenosfera han acabat reconeixent aquesta capa, tot i que l'han redefinida i n'han estès els límits, fent-la coincidir amb el mantell superior sublitosfèric.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:11:03







D

.

8

9

La calor terrestre es transmet: per conducció, des del nucli intern (sòlid) fins al nucli extern (líquid); per convecció, a través del nucli extern i del mantell superior rígid, i també per la litosfera (flux de calor difosa); així mateix, hi ha sortides puntuals de calor als volcans.

16

30 x 6.370 (radi terrestre en km) = 191.100 ºC La diferència respecte al gràfic és enorme i s’explica per l’efecte de la pressió que redueix el gradient. Si en 1 km la temperatura augmenta 30 ºC, per arribar a vapor a una temperatura de 150 ºC necessitaríem aprofundir 5 km.

11

Interpreta la imatge. La pèrdua de massa a causa de l’erosió del bloc continental provoca l’ascens isostàtic. El pes dels sediments procedents d’aquesta erosió, que s’acumulen al fons de la conca, causen subsidència, cosa que afavoreix l’acumulació de més sediment (un exemple de retroalimentació positiva).

Saber-ne més • La tecnologia moderna utilitza satèl·lits artificials per a aquesta finalitat. La cartografia (planimetria) tradicional empraria el teodolit. Als estudiants se’ls pot ocórrer col·locar estaques o un altre tipus de testimonis. Es pot discutir si el mètode és imprecís i el temps necessari fins a fer una observació significativa. 12

A la imatge A, el pes de la glacera ha fet que l’escorça s’enfonsi.



A la B, la fusió del gel, que treu el pes, l’ha fet «relaxar» cap amunt per buscar un nou equilibri isostàtic.

13

Saber fer. La mostra més recent és la A, perquè els cristalls de magnetita dins de la roca estan orientats segons el camp magnètic actual, com es pot veure en comparació de l’agulla de la brúixola.

14

Interpreta la imatge. Plaques oceàniques: Pacífica, Filipina, Juan de Fuca, Nazca i Caribenya. Plaques mixtes: Eurasiàtica, Indoaustraliana, Nord-americana, Sud-americana, Africana, Aràbiga i Antàrtica.

15

La branca ascendent d’una cèl·lula convectiva del mantell, en acostar-se a la superfície, es divideix en dues parts divergents que causen esforços de distensió a la base de la litosfera.



Aquesta es fractura (rifting) i després és arrossegada en dues direccions oposades; així es formen dorsals i oceans, és a dir, una vora divergent.



La branca descendent de la cèl·lula convectiva tendeix a arrossegar una placa de litosfera vella i freda cap al mantell, amb l’ajuda del pes de la mateixa placa.

Exemples Els Pirineus, les Bètiques, els Alps, l’Himàlaia

Interpreta la imatge. Suposant constant el valor mitjà del gradient geotèrmic a l’escorça terrestre = 3 ºC / 100 m o 30 ºC / 1 km, el valor al centre de la Terra seria de:

10

Tipus de vora

Convergent

Els Andes, arxipèlags volcànics (el Carib, les Filipines, les Aleutianes, etc.) i fosses oceàniques (les Mariannes, el Japó, Tonga, etc.)

Divergent

Dorsal Mesoatlàntica, Islàndia, dorsal Índica, dorsal Pacífica

De cisalla

Falla de San Andrés (Califòrnia, EUA), falla d’Antalya (Turquia), falla de la mar Morta

17

L’Africana, l’Eurasiàtica i l’Aràbiga són plaques gairebé compostes integralment d’escorça continental, però es classifiquen com a mixtes.

18

RESUM. • La hipòtesi de l’acreció planetesimal és la hipòtesi més acceptada en l’actualitat sobre l’origen del Sol i del sistema solar. • Les ones P i les S es diferencien en tres aspectes bàsicament: direcció de la propagació, velocitat i mitjans que travessen. Les P viatgen en sentit longitudinal, a través de tots els mitjans (sòlids i líquids) i la seva velocitat varia entre 5 i 14 km/s. Les ones S vibren o es desplacen transversalment i només travessen els mitjans sòlids; la seva velocitat és més baixa que les anteriors, i varia de 3 a 6 km/s. • Segons el model geoquímic, la Terra està formada per escorça, mantell i nucli. • Segons el model geodinàmic, la Terra està formada per litosfera (comprèn l’escorça més una petita porció rígida del mantell superior fins a l’astenosfera), mesosfera (mantell superior i inferior), la capa D” (d’on es desprenen els plomalls tèrmics o plomes de mantell que poden arribar fins a la superfície) i endosfera (nucli extern fos i intern sòlid). • Els corrents de convecció són fluxos actius al mantell, on les partícules de roca són envoltades per pel·lícules fluides, i això permet el moviment del conjunt, tot i que lent (per l’alta viscositat), i la transferència de calor. • La isostàsia és la teoria per la qual masses de diferent espessor i/o densitat exerceixen la mateixa pressió sobre una porció del subsòl a una profunditat determinada. Així es pot explicar la irregularitat i la variabilitat del relleu terrestre. • La deriva continental i l’expansió dels oceans són teories geològiques fonamentals en els moviments horitzontals dels cossos rocosos, mentre que les teories anteriors només tenien en compte els moviments verticals.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 45

45

24/10/2016 9:11:04

1

SOLUCIONARI

ESTRUCTURA I DINÀMICA DE LA TERRA

• Els postulats de la teoria de la tectònica de plaques diuen que:

b)

Escorça oceànica

Escorça continental

  – La litosfera es troba dividida en plaques, regions estables limitades per franges inestables de gran activitat sísmica i volcànica, que encaixen entre si com les peces d’un gran trencaclosques.

  – La calor interna de la Terra juntament amb la força de la gravetat generen corrents de convecció que mouen unes plaques respecte a altres, i arrosseguen també els continents.   – Les plaques interactuen entre si donant origen a les grans estructures del relleu terrestre i fenòmens que hi estan associats, com els terratrèmols. • Les vores de les plaques poden ser divergents o constructives (fosses de rift, dorsals oceàniques), convergents o destructives (zones de subducció i de col·lisió) i passives o de cisalla (falles, sense manifestació de calor). 19





La diferenciació de la Terra és un procés molt antic, primordial. Va començar quan el planeta va assolir una massa crítica per addició de planetesimals. La contracció gravitatòria i el bombardeig de planetesimals la van escalfar i la van fondre totalment, fet que va permetre que elements i compostos se separessin segons la densitat. Ferro, níquel i altres metalls pesants es van concentrar a la part central i van formar el nucli; els més lleugers, rics en sílice, alumini i potassi, es van quedar en superfície, i van formar la primera escorça sòlida. Finalment, els materials de densitat intermèdia (sílice combinada amb magnesi i ferro) es van reunir formant el mantell, que és la part més voluminosa. Al voltant d’aquesta gran massa sòlida es va formar una escorça prima de roques i minerals més lleugers formats, fonamentalment, per silicats d’alumini. Durant tot el procés es van desprendre una gran quantitat de gasos que van donar lloc a una atmosfera primitiva. El vapor d’aigua es va condensar i va donar origen a la hidrosfera, mentre que l’atmosfera va continuar evolucionant en concurrència amb els éssers vius fins a la configuració que té actualment.

20

El model geoquímic se centra en la composició de les capes.



I el model geodinàmic es basa en l’estat físic de les capes i en les seves propietats mecàniques com a resposta a les pressions i les temperatures a les quals es troben.

8-10 km a l’escorça oceànica i 40-60 a la continental

Astenosfera o mantell superior sublitosfèric

Mantell superior

Mantell Mesosfera

inferior

Capa D’’ Gutenberg 2.900 km

Nucli extern

WiechertLehmann 5.100 km

Nucli intern

Endosfera

22

Els plomalls tèrmics són estructures columnars de magma que pugen des de la base del mantell (zona D’’) fins a la superfície (punts calents), que representen el mecanisme més eficient per expulsar calor de l’interior terrestre.



Se suposa que els materials fosos de la capa D” tenen l’origen en l’evacuació de la calor del nucli extern mitjançant corrents de convecció. La convecció al mantell és el mecanisme dominant volumètricament. El camp magnètic és un fenomen generat per corrents de convecció a l’endosfera.

23

a) i b).

NUCLI extern

MANTELL 14

NUCLI intern

12 Velocitat (km/s)

  – La litosfera oceànica, més prima i densa que la continental, es genera contínuament a les dorsals oceàniques. Atès que el volum terrestre és constant, una quantitat equivalent a la litosfera oceànica creada es destrueix a les fosses.

Litosfera

Ones PP Ondas

10 8 Ones SS Ondas

6 4 2 0 670 ESCORÇA

2.900 Gutenberg

5.100

Quilòmetres

WiechertLehmann

21 a)

Dibuix de l’esquerra, model geoquímic. Dibuix de la dreta, model geodinàmic.

46

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 46

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:11:05

D

24

Capa

Litosfera

Gruix (km)

75-100

era o perior sfèric

res

.

Astenosfera

Mesosfera

Endosfera

25

26

27

Composició i fenòmens que hi tenen lloc Litosfera oceànica i continental. Desplaçaments de plaques, subsidència i isostàsia.

595 - 570

Capa plàstica. Escalfament, fusió parcial i cambres magmàtiques.

2.230

Sòlida amb capacitat de fluir. Descens de plaques litosfèriques fredes i ascens de les plomes de magma.

3.478

28

R. G. 29

30

Nucli intern sòlid i extern, líquid. Convecció i mecanisme «dinamo» que causa el magnetisme.

El camp magnètic consisteix en línies de força invisibles que travessen la Terra i s’estenen d’un pol magnètic a l’altre. Aquests pols no coincideixen exactament amb els geogràfics, sinó que estan separats per una distància que varia amb el temps. La causa de la seva formació és el moviment convectiu al nucli extern, combinat amb la rotació terrestre, que dóna com a resultat un «efecte dinamo». Els àtoms metàl·lics al líquid nuclear són ionitzats, és a dir, carregats elèctricament, i produeixen el camp movent-se com vòrtexs. El camp magnètic canvia d’orientació, invertint els dos pols amb periodicitat irregular, com s’observa a les laves al costat de les dorsals oceàniques amb les seves «anomalies» magnètiques.

Són conceptes diferents. El gradient geotèrmic és la variació de temperatura amb relació a la profunditat al subsòl i es mesura en graus ºC per 100 m (3 °C) o per 1 km (30 °C). El flux tèrmic és la quantitat d’energia calorífica que arriba a la superfície terrestre des de l’interior del planeta. Tipus de vora

Fenòmens

31

Es destrueix litosfera oceànica.

Es formen muntanyes (orogènesi).

Orògens de col·lisió (de tipus «alpí»).

Divergents

Es genera litosfera oceànica.

Dorsals oceàniques.

De cisalla (passius)

Les falles verticals causen moviments laterals de les plaques i generen terratrèmols.

Falles de direcció, com la de San Andrés, Califòrnia.

El planeta representat per la gràfica de color vermell presenta les condicions més favorables perquè té el gradient més alt els primers 1.000 km. El planeta representat per la gràfica de color blau és el més semblant a la Terra, però la Terra té un gradient menys linear i segmentat.

32

Les corbes de les ones P i S són pràcticament paral·leles i assenyalen discontinuïtats en els mateixos punts. La densitat del material augmenta de manera gradual els primers 1.000 km, després baixa bruscament i es manté força baixa. Es veu una altra discontinuïtat a 6.000 km, on la densitat torna a disminuir. Les tres capes que s’observen en aquest planeta imaginari (una mica més gran que la Terra) presenten una distribució inversa de la densitat, és a dir, una situació gravitatòriament inestable, destinada a canviar en una altra de més estable.

33 a)  El

primer suro reacciona aixecant-se.

b) El segon s’enfonsa. c) L’experiment demostra el procés isostàtic.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 47

Exemples Sistemes d’arc fossa o cadenes a la vora d’un continent (de tipus «andí»).

Convergents

La subsidència és un descens o enfonsament de l’escorça degut a diverses causes, tectòniques o no tectòniques. La subducció és el descens oblic (no en la vertical) d’una vora de placa litosfèrica rígida dins del mantell plàstic; és a dir, un moviment tectònic al llarg d’una superfície dinàmica on es generen terratrèmols profunds (fins a 700 km). Wegener va suggerir que els continents, formats per roques més lleugeres, es podien moure lliscant sobre l’escorça oceànica més densa, per efecte de la rotació terrestre o una altra força «horitzontal» no aclarida. Hess, gràcies als progressos de l’exploració oceanogràfica, va descobrir que les dorsals submarines revelades per l’ús del sonar al segle xx creixen lateralment per afegidura contínua de magma a la part central, fet que prova l’expansió del fons oceànic. D’aquesta manera va posar la primera pedra per a la formulació de la teoria de les plaques. Aquesta dada també implica que els oceans són estructures relativament joves i temporals de la Terra, mentre que Wegener pensava que eren primordials i permanents.

El motor de les plaques es troba en l’acció combinada de la gravetat, que exerceix l’anomenada «estrebada gravitatòria» sobre la placa oceànica densa que subdueix, i del transport de calor dins del mantell (mesosfera), és a dir, en la seva convecció, que arrossega la litosfera sobresortint.

47

24/10/2016 9:11:06

1

SOLUCIONARI

ESTRUCTURA I DINÀMICA DE LA TERRA

d) El primer suro és l’anàleg d’una muntanya que pateix erosió i el segon d’una conca que subsideix després de rebre sediment. Formes de pensar. Anàlisi científica 34

COMPRENSIÓ LECTORA. En el cas del Cinturó de Foc del Pacífic, notem vores convergents concatenades en una sèrie d’arcs volcànics i fosses submarines (sistemes arc fossa), on domina el procés de subducció. Només a la vora SE del Pacífic ha sorgit una cadena totalment emergida, els Andes; en la resta de casos es tracta d’arxipèlags. Al Pacífic també hi ha dues dorsals (vores divergents), una al nord i una altra al sud, totes dues a prop de la costa americana. A Califòrnia hi ha una vora de cisalla corresponent a la falla de San Andrés.

35

COMPRENSIÓ LECTORA. Com domina la subducció a les vores, aquest oceà es redueix (l’Atlàntic, l’Àrtic i l’Índic, al contrari, s’amplien).

36

EXPRESSIÓ ESCRITA. La raó és que els volcans estan associats a grans estructures linears (vistes en un mapa, en realitat, es tracta de superfícies), és a dir, dorsals oceàniques a les vores divergents i arcs volcànics a les vores convergents (zones de subducció).

37

EXPRESSIÓ ESCRITA. Així com l’Atlàntic va representar la prova i el model de la divergència (expansió d’un oceà), el Pacífic és prova i model del procés de subducció i convergència.

Saber fer 38

a) C – B – A – E – D b)  Sí, hi ha terres emergides, indicades pels colors groc, taronja i vermell, en ordre d’altitud creixent. Com que el 0 representa el nivell del mar, tot el que està per sobre d’aquesta cota és terra emergida. c)  El pendent més gran s’observa on les franges de color són més estretes, que és la zona esquerra del mapa.

39

R. G.

40

R. Ll.

48

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 48

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:11:07

.

ES0000000051237 785237_UNITAT 1_58285.indd 49

24/10/2016 9:11:07

2. TECTÒNICA I RELLEU

Introducció i recursos Introducció i continguts de la unitat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Previsió de dificultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Esquema conceptual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Et recomanem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

Ensenyament individualitzat Reforç i suport • Continguts fonamentals Fitxa 1. Resum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 • Esquemes muts Fitxa 2. Fenòmens associats a vores convergents . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Fitxa 3. Cicle de les roques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Fitxa 4. Elements d’un plec. Tipus de plec segons la posició FITXA del pla axial. Tipus de falles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 • Consolida les competències Fitxa 5. L’ocàs de Pompeia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 • Fitxes multilingües Fitxa 6. Principals relleus terrestres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Fitxa 7. La subducció . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

Aprofundiment • Projectes d’investigació Fitxa 8. Filles del volcà. L’origen de les illes Canàries, FITXA un enigma no resolt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 • Treballs d’aula Fitxa 9.   Plecs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Fitxa 10. Falles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

50

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 50

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:09:44

D

.

Recursos per a l’avaluació Autoavaluació . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Avaluació de continguts • Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 • Criteris d’avaluació i solucions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

Avaluació per competències • Prova. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 • Criteris d’avaluació i solucions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

Solucionari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 51

51

24/10/2016 9:09:45

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 52

24/10/2016 9:09:45

Introducció i recursos

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 53

24/10/2016 9:09:45

2

INTRODUCCIÓ I RECURSOS

TECTÒNICA I RELLEU

P

INTRODUCCIÓ DE LA UNITAT Aquesta unitat aborda l’estudi de les grans estructures del globus que donen origen al relleu terrestre, que es presenta com el producte de la interacció entre processos de la dinàmica interna i externa del planeta, és a dir, els quatre subsistemes terrestres: geosfera, atmosfera, hidrosfera i biosfera.

L’epígraf 3 s’ocupa de l’origen de relleus independents de la dinàmica litosfèrica, és a dir, dels punts calents que donen origen fonamentalment a illes volcàniques i a processos de rifting.

Els epígrafs 1 i 2 d’aquesta unitat s’ocupen de l’estudi dels fenòmens principals que tenen lloc a les vores de les plaques litosfèriques (convergents, divergents i passius) i de les estructures de relleu que en resulten: dorsals oceàniques, serralades, arcs d’illes, fosses submarines, etc.

Els epígrafs 5 i 6 s’ocupen de les deformacions de les roques a menor escala, plegaments i fractures, estudiant-ne les causes de l’origen i la classificació.

Més endavant es presenten les interaccions principals entre els processos interns i els externs, lligat al cicle de les roques.

Per últim, lligat al desenvolupament de destreses, s’aborda el mapa topogràfic com a eina bàsica de representació del relleu.

CONTINGUTS SABER

• Vores convergents.

E e q A r p r

C t p d f a e g e

E

• Vores divergents i vores de cisalla. • Fenòmens intraplaca. Els punts calents. • Interacció entre la dinàmica interna i externa. El cicle de les roques. • Plegaments. • Diàclasis i falles. • La representació del relleu. Els mapes topogràfics. SABER FER

• Elaborar un perfil topogràfic. • Identificar les característiques dels cràters d’impacte.

SABER SER

• Apreciar la varietat de paisatges del territori i mostrar curiositat per conèixer-ne l’origen. • Mostrar interès per l’origen, les causes i els efectes dels volcans. • Integrar l’ús dels mapes topogràfics a la planificació d’activitats de lleure i esportives.

54

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 54

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:09:46

D

.

PREVISIÓ DE DIFICULTATS Els estudiants poden tenir certes dificultats per entendre que el relleu és el resultat d’un procés dinàmic i constant en el qual intervenen factors naturals, com també l’acció antròpica. Així mateix, poden tenir dificultats per comprendre que les roques canvien al llarg del temps i per integrar quins són els processos que intervenen en aquests canvis, així com el seu ritme i la seva durada.

evident i necessita ser demostrat. També es pot utilitzar per comprendre el funcionament d’una fossa tectònica, concepte necessari per integrar el concepte d’expansió d’un oceà.

Convé destacar, mitjançant models amb plastilina, els tres tipus de deformacions que poden patir els materials, ja que per als estudiants d’aquest nivell és difícil visualitzar el tipus de forces que els generen. Mitjançant dibuixos o models fets amb blocs (fusta, porexpan, etc.) es pot il·lustrar que a les falles inverses i els encavalcaments es produeix un escurçament del terreny (cosa que, de manera intuïtiva i gràfica, és fàcil d’entendre), mentre que a les falles directes es produeix una extensió del terreny, fet que no és tan

Per últim, cal assenyalar la importància i la practicitat dels mapes topogràfics per representar el relleu segons un model pla o de dues dimensions. La majoria dels estudiants adquireixen ràpidament la destresa necessària per interpretar el relleu a partir del mapa topogràfic, com també per fer determinats perfils. Altres, malgrat això, necessiten l’ús de maquetes o models molt senzills per entendre la representació del relleu a partir de corbes de nivell.

A més, es recomana l’ús d’imatges, principalment fotografies de plecs i falles, en les quals els estudiants haurien de reconèixer i dibuixar els elements geomètrics descrits en els models teòrics.

ESQUEMA CONCEPTUAL

Relleu terrestre

Dinàmica litosfèrica

Moviments verticals (isostàsia)

Vores de cisalla

Punts calents

Moviments horitzontals (tectònica de plaques)

Volcans i formació d’un rift

Vores divergents (forces distensives)

Vores convergents (forces comprensives)

Elevació i subsidència

Falles transformants

Falles directes, rifts i dorsals oceàniques

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 55

Orògens (plecs, falles inverses i encavalcaments), arcs d’illes i fosses oceàniques

55

24/10/2016 9:09:46

2

INTRODUCCIÓ I RECURSOS

ET RECOMANEM

A LA XARXA

APPS PER A TAULETES I TELÈFONS INTEL·LIGENTS Earthquake Map, Info, Alerts. iTunes.

PÀGINES WEB Animació sobre la tectònica de plaques i deriva continental. Animació interactiva en català realitzada per Recerca en Acció sobre l’evolució geològica de la Terra dels darrers 600 milions d’anys i on es poden veure els canvis geològics, físics, químics i biològics durant les diferents eres de temps. Paraules clau: tectònica de plaques, deriva dels continents, recerca en acció. Relació entre la tectònica de plaques i el vulcanisme. Animació interactiva en anglès de la web Discovery Kids que permet entendre la relació entre la tectònica de plaques i el vulcanisme. També s’hi pot crear un volcà virtual amb diferents característiques (viscositat de magma i quantitat de gas). Paraules clau: discovery kids, volcano, explorer. Animacions sobre les forces de la natura. Conjunt d’animacions interactives del National Geographic en anglès sobre diferents forces de la natura que causen desastres. En el cas dels terratrèmols s’explica què són, on es poden produir, les causes, els tipus i com es registren i mesuren. Es pot crear una simulació d’un terratrèmol seleccionant el tipus de sòl i la intensitat per veure'n els efectes sobre els edificis. Paraules clau: national geographic, natural disaster. Institut cartogràfic i geològic de Catalunya. Informació sobre el relleu i la geologia de Catalunya. Permet consultar el registre de diferents sismes que s’han produït a Catalunya recentment i els sismogrames des d’una data concreta. Paraules clau: ICGC. Mapa dels paisatges de Catalunya. Web de l’Observatori del paisatge de Catalunya on s’estudia la relació del relleu, les característiques dels ecosistemes i l’activitat humana que determinen el paisatge. Es pot consultar el catàleg amb els 135 tipus de paisatge, així com descarregar material didàctic. Paraules clau: paisatge, qualitat paisatgística, catàleg de paisatges. El Parc Natural de la Zona Volcànica de la Garrotxa. Vídeo de presentació del Parc Natural de la Zona Volcànica de la Garrotxa en el qual s’ofereix informació de la zona des de un punt de vista geològic, ecològic i cultural. Paraules clau: youtube parc natural turisme garrotxa El vulcanisme: Guia de camp de la zona volcànica de la Garrotxa. Guia de camp en pdf de la zona de la Garrotxa realitzat per la Generalitat de Catalunya. Ofereix una explicació geològica sobre els diferents tipus de volcans, el vulcanisme a Catalunya i fitxes d’afloraments de la zona volcànica de la Garrotxa.

Aplicació en castellà i anglès que localitza terratrèmols al mapa del món i n'informa sobre les característiques. La informació es pot compartir en xarxes socials. EQ Monitor. iTunes. Aplicació en castellà i anglès connectada als principals sismògrafs del món que proporciona informació al instant dels terratrèmols que han succeït i localitza els epicentres en un mapa. Folds and Faults HD. iTunes. Aplicació en anglès i de pagament que permet estudiar amb il·lustracions, animacions i fotografies els plecs i les falles. Les animacions dels plecs i falles permeten entendre com canvien de posició i angle les capes de roques.

LLIBRES I REVISTES Paisatges geològics de la Catalunya Central Girabal, Josep. El Farell edicions, 2016. Llibre que estudia la història geològica de la Catalunya Central a partir de la proposta de 25 itineraris i visites a indrets representatius. La Terra, un planeta inquiet Meritxell Aulinas, Guillem Gisbert i Maria Ortuño. Edicions Universitat de Barcelona, 2015. Llibre que explica des de l’origen del Sistema Solar fins a l’actualitat, els coneixements actuals sobre volcans i terratrèmols i la seva incidència en l’evolució de la Terra.

DOCUMENTALS I PEL·LÍCULES El hundimiento de Japón. Pel·lícula japonesa dirigida per Shinji Higuchi l’any 2006 on es fan diferents plantejaments sobre un hipotètic enfonsament del Japó a causa de les conseqüències de la tectònica de plaques: volcans, terratrèmols etc. Un pueblo llamado Dante’s Peak. Pel·lícula dirigida per Roger Donaldson l’any 1996 sobre l’erupció d’un volcà en una zona del nord-est dels Estats Units. El film permet debatre diferents característiques dels tipus d’erupcions, emissions de gasos, etc.

Paraules clau: parcs naturals, garrotxa, vulcanisme, guia de camp.

56

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 56

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:09:47

Ensenyament individualitzat Reforç i suport Aprofundiment

.

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 57

24/10/2016 9:09:47

2

REFORÇ I SUPORT

FITXA 1

Continguts fonamentals

RESUM A les vores convergents es destrueix la litosfera oceànica per subducció.

F

• Si és entre dues plaques oceàniques, es formen una fossa i un arc d’illes. Vores convergents

• Si és entre una placa oceànica i una de continental, es formen una fossa i un orogen tèrmic (del tipus dels Andes) o un arc d’illes (del tipus del Japó). • Si és entre dues de continentals, es forma un orogen de col·lisió (del tipus de l’Himàlaia o els Pirineus).

Vores divergents

A les vores divergents s’hi crea la litosfera oceànica per l’ascens del material calent del mantell que genera una gran activitat volcànica de fissura. Són les dorsals oceàniques al centre de les quals es troba el rift.

Vores de cisalla

A les vores de cisalla ni es crea ni es destrueix litosfera. Són les falles transformants. Es deuen a punts calents provocats per plomalls tèrmics, columnes de material calent que ascendeixen des de la capa D”.

Processos intraplaca

Volcà actiu

Dorsal oceànica

Originen dos tipus de relleus:

•  Arxipèlags volcànics (del tipus de Hawaii o les Canàries). • Rifts continentals que poden evolucionar a dorsals oceàniques.

Punt calent

Al llarg del procés de formació i destrucció del relleu es formen tres grans grups de roques:

Fusió Roques magmàtiques

Magma

• Sedimentàries: a la superfície terrestre (llacs, mars, oceans).

• Magmàtiques: per consolidació d’un magma, sigui a la superfície terrestre (roques volcàniques) o bé en zones profundes (roques plutòniques).

sió Roques metamòrfiques

Fusió

• Metamòrfiques: en ambients on la pressió o la temperatura modifica les característiques de la roca sense arribar a fondre-la.

f

or

am

et

M

Fu

e

ism

Meteorització

Cicle de les roques

Consolidació

o

am

et

M

e

m

s rfi

Me

te

Meteorització Roques sedimentàries

or

itz

ac

ió Sediments

Diagènesi

Es distingeixen tres tipus de deformacions:

Deformacions de les roques

• Elàstiques: quan cessa l’esforç la roca torna a la seva forma inicial. Es produeixen per la vibració durant els terratrèmols. • Plàstiques: es deuen a forces compressives que donen lloc a plecs. • Fràgils: es deuen a forces tant de compressió com de distensió i produeixen diàclasis i falles.

ACTIVITATS 1

En la formació dels diferents tipus de roques tenen lloc diversos processos fisicoquímics fonamentals. Digues quins són i explica en què consisteixen.

58

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 58

2

Les deformacions de les roques poden ser reversibles o irreversibles. Indica quines deformacions són reversibles i quines no.

3

Què és un pla d’encavalcament?

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:09:51

D

.

2

REFORÇ I SUPORT

FITXA 2

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

FENÒMENS GEOLÒGICS ASSOCIATS A VORES CONVERGENTS

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 59

59

24/10/2016 9:09:55

2

REFORÇ I SUPORT

FITXA 3

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

E

CICLE DE LES ROQUES 5

1

2

6

7 6

Roques 6

8

metamòrfiques 8 7

Consolidació

4

T

3

8

1.  

5.  

2.  

6.  

3.  

7.  

4.  

8.  

60

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 60

T

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:09:55

D

.

2

REFORÇ I SUPORT

FITXA 4

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

ELEMENTS D’UN PLEC



TIPUS DE PLEC SEGONS LA POSICIÓ DEL PLA AXIAL

TIPUS DE FALLES

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 61

61

24/10/2016 9:09:57

2

REFORÇ I SUPORT

Consolida les competències

L’ocàs de Pompeia A Stabias, el vendaval de la bufada volcànica va atrapar l’improvisat refugi fet amb la vela de la Minerva i el va arrencar de la platja. La gent, al descobert, va veure com el núvol de foc descendia sobre Pompeia i es dirigia directament cap a ells. Tots van córrer, Pomponià i Popidi els primers. S’havien volgut endur Plini amb ells. Torquat i Alèxion el van sostenir pels braços i el van posar dempeus. Malgrat això, l’almirall ja no volia que el moguessin i els va ordenar amb brusquedat que l’abandonessin i se salvessin. Sabien que ho deia seriosament. Alèxion va recollir les notes i va repetir la promesa que les lliuraria a Gai, el seu nebot. Torquat es va quadrar i Plini es va quedar sol. Havia fet tot el que havia pogut. Havia observat la «manifestació» en totes les fases, n’havia descrit les etapes –columna, núvol, tempesta i foc– i s’havia quedat sense paraules per descriure-la. Havia viscut una vida llarga, havia presenciat moltes coses, i en aquell moment la natura li permetia un últim indici del seu poder. En els moments finals de la seva existència, Plini va continuar observant amb el mateix interès que el d’un nen. Podia desitjar una benedicció millor, un home? La franja de llum era molt brillant i, així i tot, bategaven ombres al seu si. Què podia significar? Seguia sentint curiositat.

Els homes confonien el fet de mesurar amb el coneixement; a més, sempre es posaven al centre de totes les coses. Aquest era el seu pitjor envaniment. «La terra crema: ha de ser culpa nostra! La muntanya ens destrueix: no hem retut tribut als déus! Plou poc, plou massa...» Era l’alleujament de pensar que aquests fets estaven relacionats amb la seva conducta, que si vivien una vida millor, més frugalment, la seva virtut es veuria recompensada. Però allà hi havia la natura, llançant-se-li a sobre, inabastable, totpoderosa, indiferent. En els focs va veure tota la futilitat de les pretensions dels homes. Resultava difícil respirar o mantenir-se dempeus enmig de l’huracà. L’aire estava ple de pols i cendres i tenia una brillantor terrible. S’ofegava. El dolor al pit era com una cotilla de ferro. Va tomballar cap endavant. Enfronta-t’hi. No cedeixis. Enfronta-t’hi com un romà. L’onada se’l va empassar. L’erupció va continuar al llarg del dia amb noves onades i eixordadores explosions que van estremir el terreny. Cap al capvespre, la seva fúria va disminuir i va començar a ploure. L’aigua va extingir els focs, va netejar l’aire de cendres i va amarar el gris paisatge de dunes i buits en què s’havia convertit la fèrtil planura pompeiana i la bella costa des d’Stabias fins a Herculà. Robert Harris, Pompeya. Ediciones de Bolsillo, 2011

62

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 62

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:09:59

D

.

FITXA 5

ACTIVITATS 1

C  OMPRENSIÓ LECTORA. Contesta les preguntes següents:

3

 UTILITZA LES TIC. Plini el Jove, naturalista com el seu oncle Plini el Vell, va sobreviure a l’erupció del Vesuvi que va acabar amb la vida del seu oncle. Si vols conèixer més a fons la descripció d’aquest esdeveniment per aquest testimoni excepcional, et recomanem la lectura de la carta 6.16 a Tàcit, que pots trobar a Internet (introduint les paraules anteriors al cercador). Quina diferència hi ha entre aquesta narració i el text de Robert Harris?

4

 UTILITZA LES TIC.

a. Quin significat té el títol «L’ocàs de Pompeia»? b. A què es refereix el text quan diu: «Havia observat la “manifestació” en totes les fases, n’havia descrit les etapes –columna, núvol, tempesta i foc (…)»? c. I a continuació afegeix: «… (…) i s’havia quedat sense paraules per descriure-la». Intenta descriure l’escena com si l’estiguessis observant en directe. d. Aparentment el final de Plini esdevé quan «l’onada se’l va empassar». Com ho expliques? 2

a. Per similitud amb l’erupció del Vesuvi descrita per Plini el Jove (nebot de Plini el Vell), el terme «erupcions plinianes» s’aplica per caracteritzar erupcions explosives molt violentes en les quals s’expulsen grans volums de gasos, fragments i cendra. Quin altre nom rep aquest tipus d’erupció i per què? Cita dos volcans en què s’hagi produït una erupció d’aquest tipus.

 UTILITZA LES TIC. Busca informació i respon les preguntes següents: a. Quin any va ocórrer la famosa explosió que va sepultar la ciutat de Pompeia? b. On es trobava situada aquesta ciutat? c. Quin és el nom del volcà l’erupció del qual la va sepultar?

b. Els habitants de Pompeia van morir a causa del «flux piroclàstic». En què consisteix aquest fenomen?

d. Tot i que es tracta d’una novel·la de ficció, posa a l’escena un personatge anomenat Plini. Qui era Plini? En quina data i en quines circumstàncies va morir? e. Escriu un tuit (màxim 140 paraules) per descriure els treballs arqueològics a Pompeia als teus amics i amigues.

c. Què vol dir l’autor amb la frase «Els homes confonien el fet de mesurar amb el coneixement»? 5

f. Quin és l’origen geològic del volcà que va destruir Pompeia? Quina ha estat l’última erupció d’aquest volcà? Encara està actiu?

 Creus que l’actitud actual de la humanitat respecte a les catàstrofes naturals és la mateixa que durant l’època a què es refereix al text? En cas que sigui diferent, explica a què es pot deure.

TREBALL COOPERATIU

Preparar un fullet per a un viatge de turisme científic Imagineu que formeu part d’una associació de geòlegs que volen organitzar una expedició cientificoturística de dos dies a Pompeia, amb l’objectiu d’estudiar els efectes d’una erupció volcànica sobre el terreny i comprovar-ne les conseqüències sobre els entorns humans. Per cridar l’atenció de possibles persones interessades és imprescindible elaborar un fullet en el qual s’expliquin els objectius del viatge, aportant informació clara i, a més, fent-ho de la manera més cridanera possible, amb imatges, mapes de situació, etc. Per elaborar-lo us haureu d’agrupar per equips de tres a cinc estudiants i fer el fullet, que pot ser un díptic o un tríptic. Quan estigui acabat, presenteu-lo a la resta dels alumnes, deixant-lo penjat en un suro de la classe. Entre tots podeu decidir quins són els avantatges i els desavantatges de cada un dels fullets presentats i triar un premi per als autors del que obtingui una millor valoració.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 63

63

07/11/2016 14:07:53

2

REFORÇ I SUPORT

Fitxes multilingües PRINCIPALS RELLEUS TERRESTRES PRINCIPALE FORME DE RELIEF TERESTRE FORME DE RELIEF TERESTRE PRINCIPALE

NCIPALE FORME DE RELIEF TERESTRE

eplenă

formă continentală

mpie abisală

sală oceanică

dilieră

ef vulcanic izolat

1. Peneplenă

1. Peneplenă

1.

1.

1.

1.

2. Platformă continentală

2. Platformă continentală 1. 1.

2.

2.

2.

2.

Peneplà abisală 3.1.Câmpie

3. Câmpie abisală 2. 2.

3.

3.

3.

3.

4. Dorsală oceanică

2. Plataforma continental 4. Dorsală oceanică 3. 3.

4.

4.

4.

4.

5. Cordilieră

5. Cordilieră3. 4. Planura abissal 4.

5.

5.

5.

5.

6. Relief vulcanic izolat

6. Relief vulcanic 5. 5. izolat

6.

6.

6.

6.

5. Serralada 7. Arc de insule

6.de Relleu volcànic 7. Arc insule 6. 6. aïllat 8. Rift 7. 7.

7.

7.

7.

7.

8.

8.

8.

8.

9. Pantă continentală 8. 8.

9.

9.

9.

9.

10.

10.

10.

8. Rift

de insule

9. Pantă continentală 10. Fosă oceanică

tă continentală

8. Rift

ă oceanică

10.

10. 9. Fosă oceanică 9. 10.

4. Dorsal oceànica

7. Arc d’illes

10. Fossa oceànica

9. Talús continental

10.

PRINCIPALE FORME DE RELIEF TERESTRE

Romanès

Xinès

Àrab

1. Peneplenă  1.

1.  1

 1.1.

2. Platformă continentală  2.

2.  2

 2.2.

3. Câmpie abisală  3.

3.  3

 3.3.

4. Dorsală oceanică  4.

4.  4

 4.4.

5. Cordilieră  5.

5.  5

 5.5.

6. Relief vulcanic izolat  6.

 6 6.

 6.6.

7. Arc de insule  7.

 7 7.

 7.7.

8. Rift  8.

 8 8.

 8.8.

9. Pantă continentală  9.

 9 9.

 9.9.

10. 10. Fosă oceanică

10 10.

10. 10.

64

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 64

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:10:03

D

.

FITXA 6

PRINCIPALS RELLEUS TERRESTRES MAIN TYPES OF TERRAIN PRINCIPAUX RELIEFS TERRESTRES WICHTIGSTE RELIEFS DER ERDE

1. Peneplà 2. Plataforma continental 3. Planura abissal

5. Serralada

4. Dorsal oceànica 7. Arc d’illes

6. R  elleu volcànic aïllat

8. Rift

10. Fossa oceànica 9. Talús continental

Anglès

Alemany

Francès

 1. Peneplain

 1. Pénéplaine

 1. Rumpffläche (Fastebene)

 2. Continental platform

 2. Plate-forme continentale

 2. Kontinentalscheft

 3. Abyssal plain

 3. Plaine abyssale

 3. Tiefsee-Ebene

 4. Mid-oceanic ridge

 4. Dorsale

 4. Tiefseerücken

 5. Mountain range

 5. Cordillère

 5. Gebirgszug

 6. Isolated volcanic peak

 6. Relief volcanique isolé

 6. Einzelnes Vulkanrelief

 7. Island arc

 7. Arc insulaire

 7. Inselbogen

 8. Rift

 8. Rift

 8. Rift

 9. Continental shelf

 9. Talus continental

 9. Kontinentalhang

10. Oceanic trench

10. Fosse océanique

10. Tiefseerinne

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 65

65

24/10/2016 9:10:04

2

REFORÇ I SUPORT

Fitxes multilingües LA SUBDUCCIÓ SUBDUCȚIA

1. Z  ona de subducció

‫اإلندساس‬

2. Plomall tèrmic

4. Vulcanisme 3. Fossa oceànica

5. Litosfera continental 11. Litosfera oceànica

6. Mantell sublitosfèric

7. Placa encavalcant 10. P  laca subduent

8. Fusió parcial

9. Prisma d’acreció

Romanès  1. Zona de subducție  2. Plume termice  3. Fosa oceanică  4. Vulcanism  5. Litosfera continentală  6. Manta litosferică inferioară  7. Placă încălecată  8. Fuziune parțială  9. Prisma de acreţiune 10. Placă de subducţie 11. Litosfera oceanică

66

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 66

Xinès

Àrab

‫منطقة اإلندساس‬ ‫ريشة حرارية‬ ‫خندق محيطي‬ ‫حركة البراكين‬ ‫الطبقة الصخرية القارية‬ ‫الوشاح‬ ‫طبقة علوية‬ ‫إنصهار جزئي‬ ‫إسفين تراكمي‬ )‫طبقة مندسة (سفلية‬ ‫الطبقة الصخرية المحيطية‬

1

 1.

2

 2.

3

 3.

4

 4.

5

 5.

6

 6.

7

 7.

8

 8.

9

 9.

10

10.

11

11.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:10:05

D

.

FITXA 7

LA SUBDUCCIÓ SUBDUCTION

1. Z  ona de subducció

LA SUBDUCTION DIE SUBDUKTION (UNTERSCHIEBUNG) 2. P  lomall tèrmic

4. Vulcanisme 3. Fossa oceànica

5. Litosfera continental 11. Litosfera oceànica

6. Mantell sublitosfèric

7. Placa encavalcant 10. Placa subduent

8. Fusió parcial

9. Prisma d’acreció

Anglès

Francès

Alemany

 1. Subduction zone

 1. Zone de subduction

 1. Subduktionszone

 2. Thermal plume

 2. Panache thermique

 2. Thermaler Schlot

 3. Oceanic trench

 3. Fosse océanique

 3. Tiefseerinne

 4. Volcanism

 4. Vulcanisme

 4. Vulkanismus

 5. Continental lithosphere

 5. Lithosphère continentale

 5. Kontinentale Lithosphäre

 6. Sublithospheric mantle

 6. Manteau sub-lithosphérique

 6. Unterer Erdmantel (Asthenospähre)

 7. Overriding plate

 7. Plaque chevauchante

 7. Sich überschiebende Platte

 8. Partial fusion

 8. Fusion partielle

 8. Teilweise Aufschmelzung

 9. Accretionary prism

 9. Prisme d’accrétion

 9. Akkretionskeil

10. Subducted plate

10. Plaque plongeante

10. Abtauchende Platte

11. Oceanic lithosphere

11. Lithosphère océanique

11. Ozeanische Lithosphäre

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 67

67

24/10/2016 9:10:06

2

APROFUNDIMENT

PROJECTES D’INVESTIGACIÓ

Filles del volcà. L’origen de les illes Canàries, un enigma no resolt Les illes Canàries han despertat al llarg de la història l’interès de geògrafs, geòlegs, biòlegs, astrònoms i d'experts d'altres branques de la ciència, a escala internacional. La combinació d’aspectes naturals, com la seva geologia, orografia, geomorfologia, climatologia, flora i fauna, als quals se suma l’acció antròpica, donen com a resultat un medi ambient extraordinari en diversos aspectes científics, socioculturals i econòmics. No en va formen part de les anomenades «Illes Afortunades» o Macaronèsia. El seu origen volcànic és indiscutible; malgrat això, les diverses aportacions científiques, fonamentalment al llarg del segle xx, només han resolt algunes de les incògnites sobre el seu origen geològic. En la construcció i l’evolució de cadascuna de les illes fins a la seva configuració actual, tan diverses les unes respecte de les altres, hi han intervingut factors interns (vulcanisme i tectònica) i externs (fonamentalment erosió, colonització per éssers vius), als quals se sumen decididament l’acció de la gravetat (enfonsaments i lliscaments que originen calderes i valls o importants barrancs) i de la isostàsia que ajusta l’equilibri del sistema. És, per tant, un indret excepcional, un laboratori per estudiar el relleu com a resultat de les interaccions de la dinàmica interna i externa de la Terra.

FULL DE RUTA Objectiu: conèixer les principals teories científiques actuals sobre l’origen de les illes Canàries. Investigacions suggerides: • Teories sobre l’origen de les illes Canàries en conjunt.

• Las islas Canarias. Universitat Complutense de Madrid. Facultat de Geografia i Història. Geografia física d’Àrees de Muntanya. Dr. David Palacios Estremera. Paraules clau: islas, Canarias, Universidad, complutense.

• Las Hijas, el naixement d’una nova illa canària.

Presentació: cada equip ha de fer un informe de dues pàgines com a màxim sobre la seva investigació, i aportar arguments a favor i en contra de la teoria esmentada. Cada equip ha de fer un màxim de tres diapositives sobre la teoria investigada o sobre l’origen de l’illa que triïn, havent repartit prèviament les diferents illes entre els grups de la classe. Finalment, han de fer un debat i treure’n conclusions. Per acabar, han d’incorporar aquestes conclusions a la presentació comuna.

Fonts d’investigació:

Durada de l’elaboració: 4-5 sessions.

• Pàgina web del Projecte Medusa de la Conselleria d’Educació del Govern de les Canàries. Paraules clau: medusa, formación, islas Canarias.

Realització: equips de 3-5 estudiants.

• Reconstrucció geològica de la formació d’algunes illes singulars: Tenerife i Gran Canària. • El Teide: característiques, història geològica i interès científic. • Foc, terra, vent i mar: el relleu de les illes Canàries i el seu origen.

68

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 68

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:10:09

D

.

FITXA 8

TINGUES EN COMPTE QUE

• T’has de familiaritzar amb la geografia i el relleu de les illes Canàries com a pas previ per conèixer i comprendre les diferents teories sobre el seu origen i l’evolució posterior del relleu. • Les illes Canàries estan situades a la placa Africana. • El Teide, a més de ser la muntanya més alta d’Espanya (3.718 m i 7.500 m sobre el llit oceànic), és un volcà de rellevància internacional: és el tercer volcà més alt del món, després del Mauna Loa i el Mauna Kea (tots dos a Hawaii), i és el més alt d’Europa. Pels seus extraordinaris valors geològics, vulcanològics i paisatgístics, va ser declarat Patrimoni Mundial el 2007. • Els volcans subaquàtics que no arriben al nivell del mar s’anomenen monts submarins. • Les teories científiques són provisionals i estan destinades a canviar i evolucionar. Això no vol dir que estiguin mal fundades o que no tinguin credibilitat.

EL QUE HAS DE SABER • Illes Afortunades o Macaronèsia: és el nom col·lectiu de cinc arxipèlags de l’Atlàntic nord més o menys propers al continent africà: les Canàries, les Açores, Cap Verd, Madeira i les illes Salvatges. • Volcà: porció de roca fosa o magma que arriba a la superfície terrestre. Consta d’una cambra magmàtica on es produeix la fusió, un conducte o xemeneia per on ascendeix el magma i un con o estructura superficial que es va formant per l’acumulació de productes volcànics solidificats; aquest con està coronat per un cràter en forma d’embut. • Vulcanisme i tectònica de plaques: l’activitat volcànica es genera tant en vores convergents (col·lisió i subducció) com divergents (dorsals oceàniques). • Punt calent: volcans originats per l’ascens de plomalls de magma des de la capa D”, i que per tant són independents de la dinàmica de les plaques litosfèriques. • Teoria: és una explicació basada en les dades conegudes fins al moment en què s’ha formulat i podrà ser modificada o abandonada quan se’n coneguin noves dades que entrin en conflicte amb la primera explicació. Quan apareix un fenomen nou, generalment es proposen diverses teories «provisionals» per explicarlo; després d’un cert període, una d’aquestes teories és acceptada per la majoria dels científics del camp i es posa com a teoria dominant. Això no vol dir que sigui vertadera; significa simplement que la majoria de la comunitat científica no veu una alternativa millor per explicar les dades conegudes.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 69

69

24/10/2016 9:10:10

2

APROFUNDIMENT

FITXA 9

TREBALLS D’AULA

Plecs

F LES DEFORMACIONS LOCALS es deuen a esforços en la litosfera. Aquests esforços es produeixen per la dinàmica interna de la Terra, i es manifesten per alteracions en la disposició normal de les roques a l’escorça. Els plecs, normalment, es deuen a esforços de compressió.

TREBALL PER FER 1

A partir dels estrats no deformats que apareixen al dibuix, representa els tipus de plecs que s’indiquen en cada cas. Dibuixa els plecs com si els veiessis des d’un costat, no cal que els facis en perspectiva.

2

A sobre dels teus dibuixos traça l’eix del plegament i retola els elements que puguis identificar en cada plec.

ROQUES SENSE ALTERAR

PLEC RECTE

PLEC INCLINAT

PLEC TOMBAT

70

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 70

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:10:10

D

.

2

APROFUNDIMENT

FITXA 10

TREBALLS D’AULA

Falles UNA FALLA implica la fractura dels materials, amb desplaçament de blocs rocosos. Generalment es deuen a esforços de distensió que tendeixen a crear esquerdes en les masses de roca, tot i que també hi ha algun exemple de falla deguda a comprensió.

TREBALL PER FER 1

A partir dels estrats no deformats que apareixen al dibuix, representa els tipus de falles que s’indiquen en cada cas. Dibuixa les falles com si les veiessis des d’un costat, no cal que les facis en perspectiva.

2

A sobre dels teus dibuixos traça les fletxes que mostren el moviment del bloc desplaçat i retola els elements que puguis identificar en cada falla.

ROQUES SENSE ALTERAR

FALLA DIRECTA

FALLA RECTA

FALLA INVERSA

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 71

71

24/10/2016 9:10:11

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 72

24/10/2016 9:10:11

Recursos per a l’avaluació Autoavaluació Avaluació de continguts Avaluació per competències

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 73

24/10/2016 9:10:12

D

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 74

24/10/2016 9:10:12

2

AUTOAVALUACIÓ

TECTÒNICA I RELLEU

Nom:

1

Quin procés fa possible que un fòssil d’un organisme marí es pugui trobar en una muntanya?

Curs:

7

Data:

Una falla directa es pot produir per: a. Terratrèmols (tectònica).

a. Diagènesi.

b. Despreniments (gravetat).

b. Orogènesi.

c. Erosió costanera.

c. Un terratrèmol.

d. Erosió glacial.

d. Un tsunami. 8 2

Una fossa tectònica com el Grand Rift de l’Àfrica oriental és:

Un plec ajagut o tombat es caracteritza per un pla axial: a. Paral·lel a la vertical.

a. Un graben.

b. Perpendicular a la vertical.

b. Un horst.

c. Inclinat 45°.

c. Una fractura.

d. Inclinat més de 45°.

d. Una falla. 9 3

Una diàclasi separa dues parts d’una roca que:

On es formen més els sediments?

a. Es desplacen una respecte de l’altra.

a. A les vores convergents.

b. Es desplacen horitzontalment.

b. Als rift.

c. No es mouen.

c. A les zones de falla.

d. Tenen una composició (litologia) diferent.

d. A les dorsals oceàniques. 10 4

5

La falla de San Andrés es troba:

Hi ha corbes de nivell en una planura per la qual corre un riu (al·luvial)?

a. En una vora de placa divergent.

a. No.

b. En una vora convergent.

b. Sí, si es posa l’equidistància a menys d’1 m.

c. En una vora de cisalla.

c. Sí, si l’equidistància és de més d’1 m.

d. A l’interior de una placa.

d. Depèn de la mida del riu.

En origen, una roca metamòrfica era: a. Una roca magmàtica. b. Una roca sedimentària. c. Una lava. d. Qualsevol tipus de roca.

6

Tenint en compte que en grec el prefix iso- significa «igual», què denota la paraula isostàsia? a. Igual altitud. b. Igual profunditat. c. Igual pressió estàtica a l’interior de la Terra. d. Igual pressió sobre la superfície terrestre.

1 b; 2 a; 3 a; 4 c; 5 d; 6 c; 7 a; 8 b; 9 c; 10 d. SOLUCIONS DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 75

75

24/10/2016 9:10:13

2

AVALUACIÓ DE CONTINGUTS

TECTÒNICA I RELLEU

Nom:

1

Curs:

Data:

Enumera les grans estructures del relleu terrestre i explica breument els processos que intervenen en la seva creació i el seu modelat posterior.    

2

En el cicle de les roques, quins fenòmens o processos es produeixen a la superfície terrestre? Es constitueix algun tipus de roques en aquesta etapa?    

3

L’arxipèlag de Hawaii i el del Japó són tots dos d’origen volcànic. Quina és la diferència entre ells?    

4

Marca amb una X a quin tipus de fenomen tectònic estan associades les estructures següents: Vores convergents

Vores divergents

Vores de cisalla

Fenomen intraplaca

Fossa oceànica Dorsal oceànica Orògens de col·lisió Orògens tèrmics Rifts continentals Falles transformants Illes volcàniques Arcs d’illes

5

En els grans orògens de col·lisió, com ara els Alps i l’Himàlaia, a les zones de més altura apareixen restes de fòssils marins. Per què és possible aquest fet?  

76

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 76

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:10:14

D

.

6

Classifica, justificant la resposta, els tipus de plecs que es troben a la figura següent. 1



2

  

7

Quin tipus de deformació mostra el dibuix? Explica com ha tingut lloc la deformació.     

8

Quines diferències hi ha en la manifestació superficial d’un plomall tèrmic quan incideix sobre la base de la litosfera oceànica o la continental?   

9

Fes un esquema que contingui els elements principals d’un plec. Quins són els principals tipus de plecs?     

10

Determina l’equidistància entre corbes de nivell al mapa topogràfic següent. A més, indica la distància en línia recta entre el cim de Cabeza Arcón i el punt marcat amb la lletra A si l’escala del mapa és 1:10.000.     

A



DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 77

77

24/10/2016 9:10:17

2

CRITERIS D’AVALUACIÓ I SOLUCIONS

TECTÒNICA I RELLEU Criteris d’avaluació

Activitats

Interpretar talls geològics senzills i perfils topogràfics com a procediment per a l’estudi d’una zona o terreny.

10

Reconèixer les evidències de la deriva continental i de l’expansió del fons oceànic.

3, 4, 5 i 8

Interpretar alguns fenòmens geològics associats al moviment de la litosfera i relacionar-los amb la seva ubicació en mapes terrestres. Comprendre els fenòmens naturals produïts en els contactes de les plaques.

1, 3, 4, 5, 6 i 7

Explicar l’origen de les serralades, els arcs d’illes i els orògens tèrmics.

1

1, 3 i 5

Contrastar els tipus de plaques litosfèriques associant-hi els moviments i les conseqüències.

4i5

Analitzar que el relleu, en el seu origen i evolució, és el resultat de la interacció entre els processos geològics interns i externs

1i2

i emplenant, mitjançant sediments, les zones deprimides o conques sedimentàries.

Les grans estructures del relleu terrestre són: • Els rifts, generats a les vores divergents de plaques, que acaben trencant continents, i això provoca l’expansió de mars i oceans i la formació de dorsals oceàniques.

Per efecte de la isostàsia, l’erosió genera l’aixecament de les zones erosionades, mentre que la sedimentació afavoreix la subsidència de les conques sedimentàries, fet que tendeix a mantenir el relleu inicial.

• Les serralades o orògens, creades a les vores convergents de plaques (subducció i col·lisió), com també arcs d’illes i fosses en zones de subducció. • Volcans de punts calents.

2

A la superfície terrestre ocorren els processos de meteorització, transport i sedimentació. A la superfície terrestre hi ha conques sedimentàries continentals i marines, on, per acumulació de sediments en les condicions adequades, es formen roques sedimentàries.

3

L’arxipèlag de Hawaii és un conjunt de volcans situats enmig de la placa oceànica del Pacífic, originats per un punt calent. L’arxipèlag del Japó és un arc d’illes volcàniques l’origen del qual està relacionat amb la subducció de la placa Pacífica sota l’Asiàtica.

Les estructures anteriors es generen tant per acció de la tectònica de plaques com per acció dels plomalls tèrmics procedents de la capa D”, conjunt de processos animats per l’energia interna de la Terra (calorífica) i la gravetat. Els relleus anteriors es modelen mitjançant els agents geològics externs que són animats per l’energia del Sol i la gravetat. Aquests agents, entre els quals destaquen el vent, l’aigua, el gel i els éssers vius, tendeixen a igualar la superfície terrestre eliminant relleus per erosió

78

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 78

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:10:18

D

.

4



Vores convergents Fossa oceànica

Vores divergents

Vores de cisalla

✗

Dorsal oceànica

✗

Orògens de col·lisió

✗

Orògens tèrmics

✗

Rifts continentals

✗

Falles transformants

✗

Illes volcàniques Arcs d’illes

5

Fenomen intraplaca

✗ ✗

En els orògens de col·lisió, la litosfera continental no subdueix. En col·lidir dues plaques continentals, es produeix l’encavalcament d’una sobre l’altra. Simultàniament, el gruix de la litosfera continental s’incrementa, i fins i tot es pot duplicar per la superposició de totes dues plaques. En els primers moments de la col·lisió, els sediments acumulats entre les dues plaques abans de la col·lisió queden deformats, fracturats i apilats sobre la zona de sutura entre les dues plaques. En aquest moment, els sediments, que acostumen a tenir un origen marí, s’eleven i se situen a la part superior de l’orogen de col·lisió. L’ascens isostàtic de l’orogen per l’empenyiment que fa el mantell sobre la litosfera engreixada eleva molt més tot el complex, per la qual cosa aquests orògens solen assolir grans altures, com les dels Alps i les de l’Himàlaia.

6

Segons la posició del pla axial, tots dos plecs estan tombats. Si prenem com a referència que l’estrat que envolta el plec 1 és el més modern, aquest plec serà un anticlinal. En aquest cas, el nucli del plec està format per les capes més antigues. El plec 2 té una sèrie invertida dels estrats, és a dir, el més antic envolta els estrats més moderns; aquest plec és un sinclinal, i al seu nucli estaran situades les capes més modernes.

7

El dibuix mostra una falla directa o de gravetat. S’ha format com a conseqüència d’esforços distensius i com a resultat, els llavis de falla llisquen per allunyament dels blocs.

8

La litosfera continental és gruixuda, rígida i freda, i condueix molt malament la calor. La calor del plomall tèrmic s’acumula a la base, les roques es dilaten, es fan menys denses. En empènyer cap amunt, la litosfera es bomba i es fractura, i forma a la superfície un altiplà elevat per la pressió.

Si el plomall tèrmic perd activitat, el mantell es refreda i la litosfera continental s’enfonsa fins que forma una conca sedimentària; aquest procés s’anomena subsidència tèrmica. Quan un plomall tèrmic se situa sota la litosfera oceànica, molt més fina que la continental, també es bomba. Els fenòmens de vulcanisme es manifesten de pressa, l’ascens de magma i el moviment de les plaques acaba originant un arxipèlag volcànic. Els punts calents originen un conjunt de volcans més o menys alineats, que es van extingint a mesura que s’allunyen del focus tèrmic, com passa amb els arxipèlags volcànics de Hawaii i les Açores. 9

R. G. Els plecs es poden classificar en dos tipus bàsics: anticlinals, en els quals les capes més modernes queden envoltant les més antigues, i sinclinals, que són aquells en què les capes més antigues queden envoltant les més modernes, per la qual cosa el seu nucli està format per les capes més modernes.

10

L’equidistància és de 10 m. La distància en línia recta al mapa és de 6,8 cm, i per això, si l’escala és 1:10.000, la distància real en línia recta serà de 680 m.

Si l’activitat és contínua, es pot generar un rift, que és la ruptura d’una placa continental per l’activitat d’un plomall tèrmic. Aquest fenomen pot donar lloc a una dorsal que separi els fragments del continent.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 79

79

24/10/2016 9:10:18

2

AVALUACIÓ PER COMPETÈNCIES

TECTÒNICA I RELLEU

Nom:

Curs:

Data:

Una de les coses que més agrada a l’Anna i a la Carme és anar d’excursió al camp. El cap de setmana passat van fer una llarga caminada per la serralada Cantàbrica, al seu pas per Somiedo, a Astúries, durant la qual van poder contemplar diversos llacs preciosos i unes estructures rocoses plegades que les van deixar bocabadades. Tot i que és molt probable que ja haguessin vist altres vegades formes semblants, com que fa poc que havien estudiat a classe els plecs i les falles, aquesta vegada els van reconèixer i van ser conscients de com s’havien format. La mare de la Carme els va dir que estaven caminant per una de les estructures geològiques més conegudes de la península Ibèrica, el complex sinclinal dels llacs de Saliencia.

1

En un moment determinat caminen sobre una superfície en la qual observen un ritme de repetició dels materials estratificats semblant al que pots apreciar al dibuix. A la guia llegeixen que es troben sobre un sinclinal on alternen els diferents estrats A, B, C i D que han estat plegats. Quin és l’ordre cronològic, del més antic al més recent, en què aquests estrats s’han anat dipositant? a. A, B, C i D. b. A, B, B, C, C, D i D. c. D, C, B i A.

D

d. D, C, B, A, B, C i D.

C

B

A

B

C

D

Explica el teu raonament.  

2

L’Anna és incapaç d’entendre com aquestes roques tan sòlides s’han pogut doblegar i plegar d’aquesta manera. Pensa que, en algun moment, aquestes roques van haver d’estar en un estat físic semblant al de la plastilina. És cert el que pensa l’Anna sobre l’estat físic de les roques que ara veu tan plegades? a. Sí, aquestes roques estaven molt calentes i semisòlides quan es van plegar a l’escorça profunda. b. Sí, perquè es van plegar quan formaven part del mantell. c. No, quan es van plegar formaven part del mantell i eren tan rígides com ara. d. No, aquestes roques estaven tan sòlides com ara i formaven part de l’escorça quan es van plegar.

3

La serralada Cantàbrica es va formar gairebé al mateix temps que els Pirineus i l’Himàlaia pel xoc de la placa Africana amb l’Eurasiàtica. En quin tipus de contacte entre plaques s’ha format la serralada Cantàbrica? a. Convergent de col·lisió continental. b. Convergent amb subducció. c. Divergent amb falles transformants. d. Divergent amb formació d’un rift.

80

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 80

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:10:21

D

.

4

La Carme i l’Anna pensen que diferenciar un anticlinal d’un sinclinal és molt fàcil, perquè el primer té forma de A i el segon de V, però aviat s’adonen que no sempre és tan senzill. Quines frases són certes i quines falses quan parlem d’anticlinals i sinclinals? C/F Els anticlinals sempre donen lloc a muntanyes i els sinclinals a valls. En els anticlinals els materials més moderns es troben al nucli del plec. En els sinclinals els materials més antics es troben al nucli del plec. En els sinclinals la xarnera està situada al flanc inferior.

5

L’Anna i la Carme van observar detingudament dos dibuixos que hi havia a la guia per entendre els tipus de falles i com es formen. A

A

B

B

Tipus de falla Tipus d’esforç

DIBUJO

Vora de placa on és més freqüent Amb la informació que et proporcionen els dibuixos, completa la taula següent. 6

Després d’estudiar el cicle de les roques, cada vegada estan més convençudes que no hi ha res nou sota el Sol i que tota la matèria a la Terra, tant la viva com la inerta, està sotmesa a un cicle continu. Concretament, les roques es troben en un canvi continu que no apreciem perquè la vida de l’ésser humà és massa breu geològicament parlant. En aquest cicle intervenen tant els agents interns de la Terra com els externs. Identifica a l’esquema els elements del cicle de les roques. 5

1.  2.  3. 

2

1

4.  5.  6. 

6 3

3 1

Roques metamòrfiques

Explica breument aquest procés.

2

Roques sedimentàries

   

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 81

81

24/10/2016 9:10:22

2

CRITERIS D’AVALUACIÓ I SOLUCIONS

TECTÒNICA I RELLEU

Competències que s’avaluen

Criteris d’avaluació

Competència comunicativa, lingüística i audiovisual Competència matemàtica i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic

Activitats

Reconèixer les evidències de la deriva continental i de l’expansió del fons oceànic.

3i5

Competència d’aprendre a aprendre

Competència comunicativa, lingüística i audiovisual Competència matemàtica i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic

Interpretar alguns fenòmens geològics associats al moviment de la litosfera i relacionar-los amb la seva ubicació en mapes terrestres.

1, 2, 3, 4, 5 i 6

Comprendre els fenòmens naturals produïts en els contactes de les plaques.

Competència d’aprendre a aprendre

Competència matemàtica i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic Competència matemàtica i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic Competència d’aprendre a aprendre

1

c.  En ser un sinclinal, el nucli del plec, en aquest cas l’estrat A, és el que conté els materials més recents.

2

d. 

3

a. 

4



Explicar l’origen de les serralades, els arcs d’illes i els orògens tèrmics.

1, 2, 3, 4 i 5

Contrastar els tipus de plaques litosfèriques associant-hi moviments i conseqüències.

5



3i5

A

B

Tipus de falla

Directa

Inversa

Tipus d’esforç

Distensiu

Compressiu

Vora de placa on és més freqüent

Divergent

Convergent

C/F Els anticlinals sempre donen lloc a muntanyes i els sinclinals a valls.

F

En els anticlinals els materials més moderns es troben al nucli del plec.

C

En els sinclinals els materials més antics es troben al nucli del plec.

C

En els sinclinals la xarnera està situada al flanc inferior.

F

82

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 82

6

1. Meteorització. 2.  Metamorfisme. 3.  Fusió. 4.  Consolidació. 5.  Roques magmàtiques. 6. Magma. R. Ll.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:10:23

Solucionari

.

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 83

24/10/2016 9:10:23

2

SOLUCIONARI

TECTÒNICA I RELLEU

Interpreta la imatge • Globalment, aquesta és una imatge en la qual es poden apreciar les interaccions entre geosfera-atmosfera-hidrosfera i biosfera. S’observa una muntanya amb vessants escarpats, composta de roques estratificades, afloraments a les parets verticals, i de detritus, als peus dels farallons de roca i on hi ha prats. Les roques en primer pla formen els costats d’un congost amb un petit riu al fons. • Les muntanyes es formen amb el procés d’orogènesi, que s’activa quan dues plaques col·lideixen: aquest procés fa aixecar capes de sediment dipositades al fons del mar, les inclina i les deforma. En aquest cas, els estrats que es troben en primer pla estan aparentment horitzontals, però a la muntanya al fons s’observen grans plegaments horitzontals.   Després de l’emersió i l’elevació de la muntanya, les roques es veuen sotmeses a processos de meteorització i d’erosió:   – En els processos de meteorització fisicoquímica que fragmenten i alteren la roca, que donen com a resultat la formació d’un sòl on s’observa assentada la vegetació, hi han intervingut diversos factors, com els processos de glaçdesglaç, la gravetat, origen dels col·luvions o detritus al peu dels farallons o talussos de roca, i els éssers vius, com també processos de dissolució, carbonatació, etc. (observeu els canvis en la coloració de les roques).   – Els principals processos d’erosió són l’excavació d’un circ glacial i d’una vall o congost la morfologia del qual, en forma de U, tot i haver estat modificada per l’aigua líquida, encara és evident: a les parts altes s’observa aquesta capacitat d’excavació del gel a les geleres i la forma piramidal del pic de la muntanya. Les aigües del desglaç han corregut per la superfície excavant solcs i transportant detritus cap a les parts més baixes, i finalment s’han canalitzat formant un riu amb meandres que reelabora els materials dipositats a la vall.

• El relleu es crea amb processos interns (tectònics, volcànics) i es modela o es destrueix mitjançant processos externs (alteració física i química, erosió i sedimentació). • Un plec és una deformació permanent de les roques que denota una reacció plàstica d’aquestes roques a esforços continuats de comprensió. Una falla és una deformació permanent per ruptura més desplaçament, que indica un comportament rígid i fràgil; les falles estan associades típicament als terratrèmols. 1

Interpreta la imatge. Una fossa oceànica és com una llarga trinxera al fons d’un oceà, on s’assoleixen les màximes profunditats marines perquè l’escorça és arrossegada cap avall pel procés de subducció. Es pot trobar a la vora d’un continent o d’un arxipèlag (arc d’illes).

2

La placa subduent sempre és oceànica perquè és més densa que la placa encavalcant, formada per litosfera continental, mixta o oceànica més recent.

3

Els sediments atrapats procedeixen majoritàriament dels fons oceànics i són sediments rics en restes fòssils d’antics organismes aquàtics, com ara mol·luscos, equinoderms, etc.

4

Interpreta la imatge. Els sediments oceànics es pleguen i escapen a l’enfonsament (subducció), fet que contribueix a formar una serralada, i s’eleven sobre el nivell del mar.

5

Islàndia augmenta de mida a causa de les erupcions de lava al llarg de la dorsal que la travessa, ja que és una vora de tipus divergent.

6

UTILITZA LES TIC. R. Ll.

7

Processos d’enfonsament: sedimentació, enterrament, subsidència, subducció (conques sedimentàries a la vora de les serralades). Processos d’aixecament: orogènesi (serralades), encavalcament, isostàsia a les serralades. Un procés d’aixecament aparent és degut al descens del nivell del mar que fa exposar a l’erosió sediments enterrats prèviament.

8

Hi ha «dreceres»: per exemple, sediments sepultats en fase de diagènesi que són aixecats i erosionats sense arribar al camp del metamorfisme o de la fusió; o roques volcàniques de l’escorça oceànica que són foses a les zones de subducció (sense passar per la fase d’emersió, erosió i sedimentació).

9

 a) R. G.

• Evidències:    1.  Les roques estratificades són sedimentàries, però la distància no permet observar si són marines; no obstant això, les imatges dels fòssils trobats al cim sí que en donen testimoni.    2.  Les capes no estan horitzontals, sinó inclinades i deformades. Els grans plecs que es veuen al fons indiquen l’existència de forces tectòniques importants, que sabem que en aquesta part dels Pirineus han generat encavalcaments, mantells de corriment o escames tectòniques.    3.  El congost té un perfil transversal en U propi de l’antiga acció glacial, si bé actualment la seva morfologia està retocada per l’acció fluvial. Claus per començar • Les dorsals oceàniques són estructures muntanyenques que s’eleven des del fons dels oceans terrestres. D’una altura mitjana de 2.000 a 3.000 metres, tenen un solc central (rift) per on sorgeix el magma sublitosfèric i formen volcans que se sumen a l’escorça oceànica.

84

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 84

b) És un anticlinal. 10

Interpreta la imatge. L’augment de superfície de la litosfera és generat per forces distensives que produeixen falles normals o directes.

11

Interpreta la imatge. A partir del terciari inferior, la compressió deguda a l’orogènia alpina que origina els nous relleus muntanyencs (els Pirineus, les Bètiques) comporta el desenvolupament d’àrees deprimides entre ells, limitades per falles de diverses menes. A mesura que avança el plegament i les muntanyes s’eleven, ocorre que

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

07/11/2016 14:07:53

D

.

les àrees deprimides o cubetes es fan més profundes, alhora que s’inicia un període de gran erosió (recorda els mecanismes de compensació isostàtica) i aquestes zones deprimides van actuar com a conques de sedimentació en les quals, amb el temps, es van anar acumulant grans quantitats de sediments. En concret, la depressió del Tajo es desenvolupa sobre un graben o fossa tectònica a partir de falles que afecten el Sistema Central, i això crea un relleu de horsts i fosses.

sotmesos superen la seva capacitat de deformar-se plàsticament, de manera que es fracturen. • Els tipus bàsics de plegament són els anticlinals (perfil en A) i els sinclinals (perfil en V o U). A més, n’hi ha varietats relacionades amb la posició del pla axial, com el plec recte o simètric, el plec inclinat, el plec tombat, etc. • Podem trobar falles directes, formades per forces de distensió que allarguen les roques; falles inverses, formades per forces de compressió, i falles de direcció, generades per forces de cisalla.

12 a) Esquerra, falla

inversa perquè el llavi de falla s'aixeca damunt l'altre; dreta, falla normal o directa perquè els llavis de falla llisquen per allunyament dels blocs.

• Els elements principals d’un mapa topogràfic són: escala, corbes de nivell, equidistància, llegenda (símbols, colors), situació del N, colors o ombrejats eventuals del relleu, etc.

b) R. G. 13

a)  D, B, C i A.

15

A. Vora convergent. Subducció sota una vora continental amb formació d’una fossa oceànica, d’un prisma de sediments comprimits i de volcans amb magmatisme mixt (oceànic i continental). B. Vora convergent. Subducció amb fossa i arc d’illes volcàniques. C. Vulcanisme d’intraplaca amb punt calent i plomall tèrmic. D. Vora divergent. Dorsal oceànica amb magmatisme d’astenosfera (mantell convectiu) i vulcanisme submarí.

16

Els arcs d’illes són un tipus particular d’illes volcàniques que es formen en zones de subducció. El magma procedeix de la fusió parcial d’una part d’escorça continental (placa encavalcant) i una part d’escorça oceànica (placa subduent). Altres illes volcàniques es troben en dominis tectònics diferents, com el cim de dorsals (vores divergents) o a l’interior de plaques oceàniques (Pacífica). El rift és una depressió formada per l’acció d’un punt calent sobre l’escorça. Si el punt calent continua actiu, a partir del rift s’inicia la fractura del continent i es genera una dorsal oceànica.

• Les roques ígnies, que es consideren primàries perquè procedeixen de la consolidació d’un magma, són alterades i erosionades. El detritus s’acumula com a sediment, que és comprimit pel seu mateix pes i compactat, i també pateix reaccions químiques (procés de diagènesi) fins que es formen les roques sedimentàries. Amb l’augment de la pressió i de la temperatura, té lloc un altre conjunt de processos fisicoquímics coneguts com a metamorfisme, i que originen les roques metamòrfiques. Per últim, l’augment de temperatura genera magmatisme (fusió parcial o total de les roques). El cicle es tanca quan els processos orogènics i isostàtics fan aixecar aquestes roques fins a l’exterior per patir l’erosió.

17

Els fenòmens interns, magmàtics i tectònics tenen diversos efectes externs: modifiquen la topografia creant relleus i formant i destruint oceans; influeixen sobre el clima i la química de l’atmosfera i la hidrosfera (mitjançant l’orogènesi, les erupcions, etc.); proporcionen recursos (jaciments minerals i de combustibles fòssils) i generen riscos (erupcions, terratrèmols, tsunamis) per a la societat humana.

• Les roques poden experimentar tres tipus de deformacions:

18

b) Aproximadament 67 m. c) 10 m. d) R. G. 14

RESUM • A les vores convergents es produeixen fosses oceàniques, illes volcàniques, orògens tèrmics i orògens per col·lisió. A les vores divergents tenen lloc fenòmens d’obertura i expansió de la litosfera, com a les dorsals oceàniques. A les vores passives es formen falles transformants. • Els fenòmens intraplaca tenen lloc sobretot a les plaques oceàniques i es deuen principalment a casos de vulcanisme independents dels corrents de convecció, com el dels punts calents, alimentats per plomalls de magma molt fluid que neixen a la base del mantell (capa D”). Un exemple clàssic n’és el de l’arxipèlag de Hawaii o el dels rifts continentals com el Rift Valley.

  – Elàstiques: deformacions reversibles en què, quan cessa la força, el material recupera la seva forma inicial.

D’altra banda, els fenòmens externs alimentats per l’energia solar (atmosfèrics, hidrològics) i la força de la gravetat tendeixen a destruir i a modelar, mitjançant l’alteració, l’erosió, els despreniments i la sedimentació, els relleus construïts pels agents interns. Els processos que modifiquen la composició i l’aspecte de les roques són: degradació meteòrica (alteració física i química) i dissolució en superfície, que tenen lloc en superfície; diagènesi, metamorfisme i fusió parcial o total, que tenen lloc a l’interior terrestre.

  – Plàstiques: deformacions irreversibles que experimenten les roques com a conseqüència d’estar sotmeses a intenses forces de compressió al llarg de milions d’anys.   – Fràgils: deformacions irreversibles que tenen lloc quan els materials són rígids i els esforços als quals estan

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 85

85

24/10/2016 9:10:24

2

SOLUCIONARI

TECTÒNICA I RELLEU

19 Roques

sedimentàries

Fusió

Principals elements d’un mapa topogràfic: escala, corbes de nivell, equidistància, llegenda (símbols, colors), situació del nord, colors o ombrejats eventuals del relleu.

Magma

M

A. Plec tombat; B. Illa volcànica, formada per una massa o cos rocós que constitueix la part emergida de volcà submarí; C. Serralada originada en un procés d’orogènesi. D. Una falla en superfície.

24

Tot i que la figura representa un tipus de plecs gairebé impossibles de trobar a la realitat, es corresponen amb dos possibles sinclinals, ja que als seus nuclis es troben els materials més recents.

or

sió

am et

23

Fu

m fis

Maneres de pensar. Anàlisi científica 25

COMPRENSIÓ LECTORA. Perquè no s’entenia l’origen d’una forma d’illa com aquesta, i perquè no està feta de roques, sinó de restes d’organismes.

26

EXPRESSIÓ ESCRITA. R. M. La formació d’un atol està estretament lligada amb el cicle de vida d’una illa volcànica fundada sobre un punt calent. Quan l’illa emergeix del mar, coralls colonials l’envolten com un cinturó fabricant un escull. Quan acaba l’activitat volcànica, l’aparell volcànic s’enfonsa lentament per subsidència. Els coralls compensen l’enfonsament amb un creixement vertical i es mantenen a prop del nivell del mar. Pas a pas, l’illa volcànica queda submergida i desapareix.

27

R. G.

28

EXPRESSIÓ ESCRITA. Quan s’allunya del punt calent, pel moviment de la placa tectònica, la base del volcà s’enfonsa (subsidència) per un augment de densitat de l’escorça, com a conseqüència del refredament, que, a més, experimenta una disminució de volum.

29

EDUCACIÓ CÍVICA. R. M.

e

M

m fis

et eo

or

am et

ció

M

rit za

Fusió

Consolidació

Meteorització

Diagènesi

e Roques metamòrfiques

Meteorització Sediments

Roques magmàtiques

20

Elàstiques; ones P; ones S / Plàstiques; plecs anticlinals; plecs sinclinals / Fràgils; falles normals o directes; falles inverses; falles d’esquinçament.

21

CONCEPTES CLAU. • Mantell de corriment: encavalcament molt extens amb desplaçament de desenes de quilòmetres. • Equidistància: és la variació d’altura (en metres) entre dues línies o corbes de nivell en un mapa topogràfic. • Falla inversa: deformació deguda a compressió, que escurça un bloc de roca i fa pujar capes més antigues sobre capes més recents al llarg d’un pla inclinat. • Sinclinal: tipus bàsic de plec, amb concavitat cap amunt i capes més joves al nucli. • Graben: depressió tectònica limitada als costats per falles directes. • Subducció: descens de litosfera oceànica cap al mantell al llarg d’un pla inclinat, on es generen magmes per fricció i terratrèmols. • Batòlit: massa de roca magmàtica d’extensió notable originada per un magma que penetra a l’escorça continental i es refreda lentament sense contacte amb l’atmosfera (al subsòl). • Escala: relació entre la dimensió d’un objecte en un mapa i en la realitat (per exemple, 1:100.000). • Diagènesi: conjunt de processos físics i químics que transformen un sediment en una roca sedimentària. • Xarnera: punt en el qual cada capa o estrat que forma el plec presenta més curvatura.

22

Saber fer 30

Sí, es poden confondre si no els observem atentament.

31

Utilitzem un criteri de cronologia relativa, com el principi de superposició dels esdeveniments. Segons aquest principi, una estructura o forma que en talla, enterra o esborra una altra es considera més recent.

32

Partim de suposar que l’estructura B és la més antiga, justificant-ho en el fet que reflecteix més impactes. En segon lloc es va produir un gran impacte que va esborrar els cràters subjacents (estructura A). Posteriorment, un nou impacte va generar l’estructura C, i les seves conseqüències s’observen en les dues anteriors. Per últim, es va produir una falla: sabem que és l’esdeveniment més recent perquè les seves conseqüències han modificat les tres estructures anteriors.

Un mapa topogràfic pot ser útil per a diferents activitats, com usos del sòl, planificació urbana, agrícola i industrial, realització d’obres públiques (viabilitat, aeroports, etc.), recreació, esport (curses d’orientació, muntanya, senderisme, etc.), turisme o localització de recursos i riscos.

86

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 86

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:10:25

s

.

ES0000000051237 785237_UNITAT 2_58286.indd 87

24/10/2016 9:10:25

3. LA HISTÒRIA DEL NOSTRE PLANETA

Introducció i recursos Introducció i continguts de la unitat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 Previsió de dificultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 Esquema conceptual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 Et recomanem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

Ensenyament individualitzat Reforç i suport • Continguts fonamentals Fitxa 1. Resum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 • Esquemes muts Fitxa 2. Fossilització. Tipus de fòssils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 Fitxa 3. Geocronologia absoluta. Geocronologia relativa . . . . . . . . . . . . . 98 Fitxa 4. Eons i eres. Divisió del temps geològic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 • Consolida les competències Fitxa 5. Aprendre a interpretar les roques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 • Fitxes multilingües Fitxa 6. Fòssils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 Fitxa 7. Geocronologia relativa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

Aprofundiment • Projectes d’investigació Fitxa 8. El fòssil perfecte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 • Treballs d’aula Fitxa   9. Invertebrats fòssils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Fitxa 10. Vertebrats fòssils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

88

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 88

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:16

D

.

Recursos per a l’avaluació Autoavaluació . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 Avaluació de continguts • Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 • Criteris d’avaluació i solucions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

Avaluació per competències • Prova . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 • Criteris d’avaluació i solucions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

Solucionari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 89

89

24/10/2016 9:08:16

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 90

24/10/2016 9:08:16

Introducció i recursos

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 91

24/10/2016 9:08:17

3

INTRODUCCIÓ I RECURSOS

LA HISTÒRIA DEL NOSTRE PLANETA

INTRODUCCIÓ DE LA UNITAT

P

El conjunt de roques terrestres constitueix un gran arxiu de pedra, un arxiu esborrat, trencat, dispers i, parcialment, desaparegut, però que es reconstrueix i s’ordena per interpretar la història de la Terra. Basant-se en el principi de l’actualisme i en principis de cronologia relativa, estratigràfics i paleontològics, els naturalistes del segle xix van compondre una secció o columna estratigràfica a escala europea. Aquesta columna virtual va constituir la base d’un gran geocalendari o taula cronostratigràfica internacional dividida en eons, eres, períodes i altres unitats menors. No obstant això, conèixer la durada de cada un d’aquests intervals de temps va constituir un repte apassionant, en el qual es van veure involucrats molts científics. Tenint en compte que els processos geològics eren molt lents i graduals, es van utilitzar mètodes diferents per calcular la durada de processos com ara la formació de les muntanyes, però amb els coneixements del segle xix els càlculs amb prou

feines arribaven als 400 Ma, que resultaven del tot insuficients per explicar fenòmens com ara l’evolució de la vida. La solució al problema va arribar a la dècada de 1930 quan Arthur Holmes va establir el mètode de datació radiomètric de les roques. El principi de l’actualisme i els mètodes de geocronologia relativa constitueixen la base de la interpretació geològica, els fonaments de la qual s’aborden en aquesta unitat amb la finalitat que els estudiants puguin interpretar talls geològics senzills. A partir del que s’ha après es fa un recorregut per la història del planeta posant de manifest els principals tipus de canvis geològics i biològics, que han deixat constància del dinamisme i la interacció entre els subsistemes terrestres (atmosfera, hidrosfera, geosfera i biosfera) fins a assolir la seva configuració actual.

E a d d L E a a a s

•

CONTINGUTS SABER

E

• Idees històriques sobre l’edat de la Terra. • Actualisme i uniformisme. • Què ens diuen els fòssils? • La mesura del temps geològic. • Geocronologia relativa. • Geologia històrica. • El Precambrià. El passat més llunyà. • El Paleozoic. La diversificació de la vida. • El Mesozoic. L’era dels rèptils. • El Cenozoic. L’era dels mamífers.

SABER FER

• Emprar el mètode radiomètric del potassi-argó. • Interpretar un tall geològic senzill. • Interpretar icnites.

SABER SER

• Reconèixer les aportacions de diversos científics al llarg de la història de la geologia fins a arribar a formar el cos de coneixements actual d’aquesta ciència. • Valorar les controvèrsies com a font de desenvolupament científic. • Desenvolupar el gust per conèixer el medi que ens envolta i realitzar interpretacions geològiques senzilles.

92

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 92

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:17

D

s

.

PREVISIÓ DE DIFICULTATS En aquesta unitat s’introdueixen conceptes relacionats amb fenòmens que tenen lloc a diverses escales de temps i espai, nocions que es desenvolupen al llarg de la matèria a través de continguts diversos. La noció de temps geològic és la més complexa d’adquirir. Es tracta d’un concepte abstracte que els estudiants aprenen a concretar omplint-lo d’esdeveniments relacionats amb el rellotge i el calendari. Per això hem de promoure activitats que en facilitin l’elaboració en els aspectes següents: • Temps-durada dels processos: presentant processos amb una intensitat i durada diverses, des dels graduals i molt lents, que tarden milions d’anys a completar-se, fins als que provoquen canvis dràstics en els subsistemes terrestres en segons, minuts o dies, fins a uns pocs milers d’anys.

• Temps-etapa: lapses de temps dins de processos que es repeteixen, com ara el cicle de les roques, cicle de Wilson, etc. • Temps històric i cronologia: processos sincrònics, com ara la paleogeografia de la Terra en un moment determinat, i diacrònics, com ara la formació de les muntanyes o l’evolució de les espècies al llarg de milions d’anys. Dins de la cronologia, els conceptes de temps absolut i relatiu. Amb aquest objectiu proposem que s'utilitzi l’analogia de la història de la Terra com una gran enciclopèdia les pàgines de la qual haurien estat estripades, arrugades, escampades, de manera que molts fragments haurien desaparegut per sempre. La tasca de la cronologia relativa seria anar identificant quines pàgines són anteriors i quines posteriors (cronologia relativa), quins fragments pertanyen a la mateixa pàgina (paleogeografia) i, finalment, la cronologia absoluta serviria per paginar els diferents fulls.

ESQUEMA CONCEPTUAL Història de la Terra

Geocronologia

Datacions relatives

Superposició normal dels estrats

Successió d’esdeveniments

Correlacions: fòssils guia

Temps geològic

Datacions absolutes

Datació radiomètrica

Escala dels temps geològics

El Precambrià: primers milions d’anys de la Terra

Paleozoic

El Fanerozoic

Mesozoic

Diversificació d’éssers pluricel·lulars

Diversificació de rèptils

Diversificació d’aus i mamífers

Origen dels primers vertebrats i de les plantes gimnospermes

Origen d’aus i mamífers

Orogènia alpina

Orogènia herciniana

Origen angiospermes

Evolució humana

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 93

Cenozoic

93

24/10/2016 9:08:18

3

INTRODUCCIÓ I RECURSOS

ET RECOMANEM

A LA XARXA

amb la possibilitat de comparar esdeveniments d’un mateix dia en diferents anys.

PÀGINES WEB

Identificació de fòssils (iTunes).

Un fòssil vivent a la nostra fauna. Article Albert Masó i Dani Boix publicat a la revista Mètode número 78, l’estiu de 2013. L’article tracta sobre la localització als Països catalans del crustaci Triops, fòssil vivent que ja existia abans de l’aparició dels dinosaures. Explicació sobre les seves adaptacions al ambients aquàtics no permanents i formes de dispersió i distribució.

Aplicació desenvolupada per la Universitat de Kansas que permet identificar fòssils segons la guia «Digital Atlas of Ancient Life». La guia, basada en fòssils trobats als EUA, també es pot trobar en xarxa.

Paraules clau: Triops, fòssil vivent, crustaci, Permià Les muntanyes de Prades ara fa 240 milions d’anys. Vídeo realitzat pel Museu d’Alcover on es mostra la fauna marina fòssil de la Pedrera d’Alcover, un dels jaciments més importants del Triàsic. Explicació de les condicions de la Pedrera fa 240 milions d’anys que han permès recollir una gran quantitat d’invertebrats de cos tou i nombroses espècies de peixos com el celacant. Paraules clau: muntanyes Prades, Alcover, museu, youtube. La descoberta de l’homínid fòssil Pau. David M. Alba, investigador del Institut Català de Paleontologia, explica en aquest vídeo com es va trobar l’homínid fòssil Pau, (Pierolapithecus catalaunicus), el desembre de 2002, als Hostalets de Pierola. Paraules clau: youtube, Pierolapithecus, Hostalets de Pierola. Principals jaciments catalans paleontològics. Informació sobre els principals jaciments paleontològics a Catalunya, entre altres les icnites de Fumanya i Coll de Nargó. Paraules clau: gencat, principals jaciments, paleontològic.

Museo de Evolución Humana (IOS i Android). Una app gratuïta que permet una visita guiada a l’exposició permanent del museu (Burgos) i una altra als jaciments d’Atapuerca.

LLIBRES I REVISTES La especie elegida Juan Luis Arsuaga, Ignacio Martínez. Temas de Hoy, 2007. L’objectiu del llibre és qüestionar el sentit de l’evolució humana amb l’aportació de dades sobre els nostres avantpassats que procedeixen de la paleontologia, la climatologia, la biologia, etc., i planteja un debat sobre l’aparició de la nostra espècie. Guia de fòssils urbans de Barcelona Anna Cornella. Col·legi de Geòlegs de Catalunya, 2009. Guia i itineraris sobre restes fòssils identificables a la ciutat de Barcelona, especialment als districtes de l’Eixample i Sant Martí. Geologia i paleontologia per a aficionats Nieves López Martínez. Editorial Entrecomes, 2013.

Fossils. Pàgina web de Recerca en Acció sobre procediments de recerca i els fòssils a Catalunya.

El llibre conté rutes i excursions de descoberta pel territori dels Pirineus que serveixen per introduir-se en el món de la geologia.

Paraules clau: recerca en acció, fòssil, jaciment.

Biografia del món. De l’origen de la vida al col·lapse ecològic

Web d’Aragosaurus. Pàgina de l’equip d’investigació de vertebrats del Mesozoic i el Quaternari de la Universitat de Saragossa amb informació extensa sobre els dinosaures i els seus fòssils, i presentacions adequades per a la docència sobre fòssils i jaciments de conservació excepcional, etc. Paraules clau: aragosaurus, fósiles, excepcionales. APPS PER A TAULETES I TELÈFONS INTEL·LIGENTS

Jaume Terradas. Columna Edicions, 2006. L’obra permet comprendre el procés evolutiu de l’univers, el desenvolupament de les espècies animals i l’home, i la seva relació amb l’entorn.

DOCUMENTALS I PEL·LÍCULES El día después del impacto de un asteroide.

EarthViewer (iTunes)

Documental del National Geographic sobre l’extinció cretàcica provocada per l’impacte d’un asteroide.

Aplicació interactiva en anglès amb molta informació gràfica sobre l’evolució de la temperatura, composició atmosfèrica, biodiversitat, etc., de la Terra.

El origen del planeta de los simios. (Director: Rupert Wyatt, 2011.)

Timeline Eons (iTunes i Google play) Línia de temps sobre l’evolució del planeta en les diferents eres de temps. Selecció de períodes de temps, indicació d’esdeveniments evolutius, científics, tecnològics i històrics,

94

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 94

Pel·lícula que se situa en l'origen dels fets narrats a la clàssica El planeta dels simis (1968) i on un ximpanzé desenvolupa una intel·ligència excepcional. El film tracta la relació de l’ésser humà amb els animals, especialment amb els simis i la seva evolució.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:18

Ensenyament individualitzat Reforç i suport Aprofundiment

a

a

.

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 95

24/10/2016 9:08:19

3

REFORÇ I SUPORT

FITXA 1

Continguts fonamentals

RESUM Hutton va proposar que la Terra tenia milers de milions d’anys i Lyell va desenvolupar dos principis per a l’estudi del passat geològic:

Edat

F

• Actualisme: els processos geològics actuals són similars als del passat. • Uniformisme: els processos geològics són lents i poden durar milions d’anys. William Thomson, Lord Kelvin, va atribuir a la Terra una edat inferior a 90 Ma. La datació radiomètrica al segle xx li va donar un valor de 4.500 Ma. És la mesura del temps geològic i pot ser:

Geocronologia

•  Absoluta: atribueix una edat de milions d’anys (Ma) a les roques. Utilitza el mètode radiomètric, els rellotges biològics (anells de creixement d’arbres i coralls) i els rellotges estratigràfics (varves glacials). • Relativa: ordena els materials i els processos per antiguitat. Utilitza tres principis: el de superposició d’estrats, el de superposició d’esdeveniments i el de la correlació estratigràfica. Són restes d’éssers vius i de la seva activitat que han quedat inclosos en les roques. Poden aportar molta informació mitjançant:

Fòssils

• Anatomia comparada: permet esbrinar l’aspecte i la manera de viure d’éssers vius extingits gràcies al principi de correlació orgànica postulat per Cuvier. • Tafonomia: esbrina quins processos han experimentat les restes produïdes, abans de fossilitzar-se. • Fòssils guia: serveixen per determinar l’edat de les roques que els contenen independentment de la distància que hi hagi entre elles. La història de la Terra es divideix en quatre eons, que se subdivideixen en intervals menors:

Terciari

541

66

Proterozoic

Mesozoic

Cretaci

145 Juràssic

Fanerozoic

Precambrià

Milions d'anys 2.500

262 Permià

Milions d'anys

201 Triàsic

299

Carbonifer

• Eó Fanerozoic (541Ma-actualitat): gran desenvolupament de la biodiversitat en tots els ambients. S’hi diferencien tres grans eres:

Paleozoic

359 Arqueà

Les edats de la Terra

• Eó Proterozoic (2.500-541 Ma): origen d’animals pluricel·lulars; glaciacions; precipita el ferro dissolt en els oceans.

2,6 Cenozoic

• Eó Hadeà (4.500-4.000 Ma): es diferencien el nucli i el mantell; es forma el camp magnètic; es forma l’escorça, la hidrosfera i una atmosfera de CO2 i vapor d’aigua. • Eó Arqueà (4.000-2.500 Ma): origen de la vida; atmosfera oxidant i amb poc CO2.

T

Quaternari 0

Devonià

419

- El Paleozoic (541-252 Ma).

Silurià 443 Ordovicià

- El Mesozoic (252-66 Ma).

4.000 Hadeà

485

- El Cenozoic (66 Ma-actualitat).

4.500

Cambrià 541

ACTIVITATS 1

Escriu a la teva llibreta una llista amb quatre fòssils característics de cadascuna de les eres en què es subdivideix l’eó Fanerozoic.

96

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 96



Procura que hi hagi exemples d’organismes vegetals i animals, i de medis aquàtics i continentals.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:23

D

.

3

REFORÇ I SUPORT

FITXA 2

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

FOSSILITZACIÓ

TIPUS DE FÒSSILS

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 97

97

24/10/2016 9:08:29

3

REFORÇ I SUPORT

FITXA 3

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

GEOCRONOLOGIA ABSOLUTA

E

100

Percentatge de potassi-40

80

60 50 % 40 25 % 20

12,5 % 6,25 %

3,12 %

1,56 %

0 1

2

3

4

5

6

Nombre de períodes transcorreguts

GEOCRONOLOGIA RELATIVA

98

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 98

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:31

D

.

3

REFORÇ I SUPORT

FITXA 4

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

EONS I ERES. DIVISIÓ DEL TEMPS GEOLÒGIC

0

2,6

541

66

145

201

262

2.500

299

359

419 443

4.000

485

4.500

541

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 99

99

24/10/2016 9:08:31

3

REFORÇ I SUPORT

Consolida les competències

Aprendre a interpretar les roques Igual que un detectiu reconstrueix el desenvolupament d’un delicte a partir dels indicis presents en l’escena del crim (petjades, empremtes dactilars, cabells o una burilla), les roques contenen informació que podem interpretar si aprenem a identificar les empremtes o indicadors de l’ambient en què es van formar i el clima regnant en aquell lloc. Per això, és molt útil conèixer com actuen els processos geològics en el present i quins són els resultats de la seva acció, perquè aquests models s’utilitzaran per interpretar les roques i els dipòsits antics. En això consisteix l’aplicació del principi de l’actualisme.

2.  Les morenes glacials i els rius poden transportar des de grans blocs de roca fins a graves, sorres, llims i argiles. En tots dos casos, tots aquests materials queden dipositats de forma caòtica com la de la imatge A. Amb el temps, aquests sediments es compacten formant roques sedimentàries, com ara til·lites, en el cas de les morenes glacials, o conglomerats, en el cas dels sediments fluvials, com en la imatge B. A

B

A continuació et proposem diversos casos destinats a aplicar aquest principi. 1.  La imatge de sota representa unes argiles afectades per la falta d’aigua.

3.  Algunes espècies de corall desenvolupen un exosquelet calcari dur a partir de la deposició de carbonat de calci, com el de la imatge, i desenvolupen formes característiques pròpies de cada espècie. Quan el corall mor, aquestes estructures queden abandonades i a sobre hi creixen nous coralls, els quals desenvolupen els seus propis exosquelets. D’aquesta manera es formen els esculls de corall.

Les argiles i els llims tenen una permeabilitat molt baixa malgrat la seva porositat. Quan els forats se saturen d’aigua augmenten de volum, però en assecar-se es poden contraure i formen les clivelles de dessecació característiques.

Aquestes formes es poden trobar en roques sedimentàries de molta antiguitat, com en la imatge, cosa que ens proporciona pistes del seu origen.

Si el sòl és recobert ràpidament per altres sediments i s’endureix, amb el pas del temps aquest sòl clivellat es converteix en una roca on han quedat impreses les clivelles característiques. Posant en pràctica el principi de l’actualisme, en observar en una roca aquestes clivelles característiques podem concloure amb prou seguretat que aquestes roques van ser un sòl argilós que va estar sotmès a una intensa deshidratació.

100

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 100

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:36

D

.

FITXA 5

ACTIVITATS 1

Consideres probable trobar fòssils en una til·lita? Per què?

2

A gran part del sud de l’Índia, d’Austràlia i de l’Àfrica es troben til·lites d’origen glacial, per la disposició de les quals es dedueix que provenen del sud. Per la seva posició geogràfica actual, en aquestes zones no hi ha glaceres. Planteja una hipòtesi que justifiqui la presència d’aquest tipus de roques en aquests països.

3

U  TILITZA LES TIC. Busca informació sobre les condicions de vida o ecologia dels coralls i contesta les preguntes següents: a. Què són els coralls? b. En quines zones climàtiques de la Terra es desenvolupen i quines són les temperatures que necessiten per viure? c. En quines zones marines es formen els esculls de corall? d. Quines condicions ha de complir l’aigua i l’ambient que els envolta?

4

La imatge adjunta correspon a un corall fossilitzat que hem trobat en una roca de 30 Ma d’antiguitat en una muntanya, a més de 2.000 m d’altura. Quina informació ens aporta aquest fòssil?

TREBALL COOPERATIU

Conèixer l’hàbitat d’alguns fòssils Es proposa esbrinar en quins ambients o hàbitats (continentals o marins) van viure els organismes següents. •  Belemnits. Mol·lusc cefalòpode. Juràssic i Cretaci. •  Micraster. Equinoïdeu. Cretaci inferior a paleocè o eocè. •  Pygope. Braquiòpode. Juràssic i Cretaci. •  Toucasia. Mol·lusc bivalve. Cretaci inferior. •  Ammonits. Mol·lusc cefalòpode. Cretaci inferior.

S’han de dur a terme les tasques que es proposen a continuació: a. Formeu grups de 3 a 5 membres i escolliu un organisme cada un. b. Dissenyeu en comú un tipus de fitxa que inclogui: nom, classificació, descripció, hàbitat, manera de viure i temps en què va viure. c. Recopileu la informació d’Internet o de llibres especialitzats. d. Finalment, elaboreu un cartell amb la informació i presenteu-la a la resta de la classe.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 101

101

24/10/2016 9:08:38

3

ce rest al unei fiinţe vii sau al activităţii saleREFORÇ care se păstrează I SUPORTîn interiorul rocilor. lobit formată din numeroase piese articulate. de amonit. crement fosilizat. aur fosilizată. pacei unui organism unicelular marin. silizat.

Fitxes multilingües FÒSSILS

FOSILE 1. O fosilă este orice rest al unei fiinţe vii sau al activităţii sale care se păstrează în interiorul rocilor. 2. Carapace de trilobit formată din numeroase piese articulate. 1. de amonit. 3. Cochilia goală 4. sau fosilizat. 1. Un fòssil és qualsevol resta d’un ésser viu o de seva activitat que queda conservat a les roques. 1. laCoprolit 2. excrement 5. Urmă de dinozaur fosilizată. 2. 6. Microfosila3.carapacei unui organism unicelular marin. 3. Craniu uman fosilizat. 7. 4. 4. 5. 5. 6. 6. 7. 7. 2. Closca de trilobits formada per moltes peces articulades.

3. Closca buida d’ammonits plena de sediment.

4. Copròlit o excrement fossilitzat.

FOSILE 1. O fosilă este orice rest al unei fiinţe vii sau al activităţii sale care se păstrează în interiorul rocilor. 1. articulate. 2. Carapace de trilobit formată din numeroase piese 5. Empremta dede dinosaure 6. Microfòssil 7. Crani humà fossilitzat. 2. de la closca d’un 3. Cochilia goală amonit. fossilitzada. organisme unicel·lular marí. 4. Coprolit sau excrement fosilizat. 3. 5. FOSILE Urmă de dinozaur fosilizată. Romanès 4. 6. O Microfosila organism marin. sale care se păstrează în interiorul rocilor. fosilă estecarapacei orice restunui al unei fiinţe viiunicelular sau al activităţii 1. 5. articulate. 7. Carapace Craniu uman fosilizat.formată din numeroase piese de trilobit 2. 6. 3. Cochilia goală de amonit. 4. Coprolit sau excrement fosilizat. 7. 5. Urmă de dinozaur fosilizată. 1. 6. Microfosila carapacei unui organism unicelular marin. Àrab 7. Craniu uman fosilizat. 2. 1

3.

2

4.

1. 3 5.

2. 4 6.

3. 5

7.

4. 6

Xinès

5. 7

1.

6.

2.

7.

3. 4.

1. 5. 2. 6. 3. 7. 4. 5. 6. 7. 102

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 102

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:44

D

.

FITXA 6

FÒSSILS FOSSILS FOSSILES FOSSILIEN 1. Un fòssil és qualsevol resta d’un ésser viu o de la seva activitat que queda conservat a les roques.

2. Closca de trilobits formada per moltes peces articulades.

3. Closca buida d’ammonits plena de sediment.

4. Copròlit o excrement fossilitzat.

5. Empremta de dinosaure fossilitzada.

6. Microfòssil de la closca d’un organisme unicel·lular marí.

7. Crani humà fossilitzat.

Anglès 1. Fossils are the remains of organisms, or their activities, which have been preserved in rocks. 2. Trilobite carapace made up of a large number of jointed segments. 3. Empty ammonite shell full of sediment.

Francès 1. Un fossile est un reste d’être vivant ou de son activité qui a été conservé dans les roches. 2. Carapace de trilobites formée par plusieurs pièces articulées. 3. Coquille creuse d’ammonite remplie de sédiment. 4. Coprolithe ou excrément fossilisé.

4. Coprolite or fossilised dung.

5. Empreinte de dinosaure fossilisée.

5. Footprint of fossilised dinosaur.

6. Microfossile de la carapace d’un organisme unicellulaire marin.

6. Microfossil of the carapace of a single-cell marine organism. 7. Fossilised human skull.

7. Crâne humain fossilisé.

Alemany 1. Als Fossil bezeichnet man die Reste von Lebewesen oder ihrer Aktivität (Spurenfossil) die im Stein erhalten geblieben sind. 2. Trilobitenpanzer bestehend aus vielen gegliederten Teilen. 3. Hohle Ammonitenschale, mit Sediment verfüllt. 4. Koprolith oder versteinerter Kot. 5. Versteinerter Fussabdruck eines Dinosauriers. 6. Mikrofossil des Panzers eines einzelligen Meerestieres. 7. Versteinerter Schädel eines Menschen.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 103

103

24/10/2016 9:08:46

3

REFORÇ I SUPORT

Fitxes multilingües GEOCRONOLOGIA RELATIVA GEOCRONOLOGIE RELATIVĂ

‫جيولوجيا عمر األرض‬ 1. Principi de superposició d’estrats

2. En una sèrie molt plegada, els estrats més antics poden situar-se sobre els més moderns.

3. Les falles inverses també poden alterar l’ordre normal de superposició dels estrats.

Romanès

2. Într-o serie foarte suprapusă, straturile mai vechi por rămâne deasupra celor mai noi. 3. Faliile inverse pot şi ele să modifice ordinea normala a suprapunerii straturilor. 4. Principiul corelării 5. Sedimente cu fragmente de fosile. 6. Calcarul de pe cele două părți ale râului se poate corela deoarece are același conținut de fosil.

104

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 104

6. Les calcàries de tots dos costats del riu es poden correlacionar perquè tenen el mateix contingut fòssil.

7. Els materials dipositats pel riu contenen fòssils de totes dues sèries, però no es poden correlacionar amb cap.

Xinès

Àrab

1. Principiul suprapunerii straturilor

7. Materialele depozitate de râu conțin fosile din ambele serii, dar nu se pot corela cu niciuna.

4. Principi de correlació 5. Sediments amb fragments de fòssils

.‫لاًىى تراص الطبماث‬ ‫فٍ هجوىعت شدَدة‬ ‫ هي‬،‫التالحن هي الطبماث‬ ‫الووكي أى تبمً الطبماث‬ .‫األلدم فىق الطبماث األحدث‬ ‫الفىالك الوعكىست أَضا ً َوك‬ ‫ى أى تغُر هي الترتُب‬ .‫الطبُعٍ لتراص الطبماث‬ .‫لاًىى اإلرتباط‬ .‫رواسب ذاث لطع حفرَت‬ ‫َوكي لألحجار الجُرَت‬ ‫الوىجىدة علً جاًبٍ الٌهر‬ ‫أى تترابظ فُوا بٌُها ألًها‬ ‫تحتىٌ علً ًفس الوك ّىى‬ .ٌ‫الحفر‬ ‫الوىاد التٍ َحولها الٌهر‬ ‫هعه تحتىي علً حفرَاث‬ ‫ لكٌها‬،‫هي كلتا الوجوىعتُي‬ .‫ال َوكي أى تترابظ بأٌ هٌهوا‬

1

 1.

2

 2.

 3. 3

 4. 4

 5.

5 6

 6.

 7. 7

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:48

D

.

FITXA 7

GEOCRONOLOGIA RELATIVA RELATIVE GEOCHRONOLOY GÉOCHRONOLOGIE RELATIVE RELATIVE GEOCHRONOLOGIE 1. Principi de superposició d’estrats

2. En una sèrie molt plegada, els estrats més antics poden situar-se sobre els més moderns.

Anglès

3. Les falles inverses també poden alterar l’ordre normal de superposició dels estrats.

4. Principi de correlació 5. Sediments amb fragments de fòssils

6. Les calcàries de tots dos costats del riu es poden correlacionar perquè tenen el mateix contingut fòssil.

Francès

7. Els materials dipositats pel riu contenen fòssils de totes dues sèries, però no es poden correlacionar amb cap.

Alemany

1. Principle of superposition of strata.

1. Principe de superposition des strates.

1. Das strathigraphische Prinzip (Lagerungsregel)

2. In a series of tightly folded strata, the older strata may rest on top of the younger strata.

2. Dans une série fortement pliée, les strates les plus anciennes peuvent se retrouver sur les plus récentes.

2. Bei der Faltenbildung einer Serie können die älteren Schichten über den jüngeren Schichten zu liegen kommen.

3. Reverse faults may also change the normal order of superposition of the strata. 4. Principle of correlation. 5. Sediments with fossil fragments. 6. The limestone on both sides of the river can be correlated because it has the same fossil content. 7. The materials deposited by the river contain fossils of both series, but they cannot be correlated with either.

3. Les failles inverses peuvent également altérer l’ordre normal de superposition des strates. 4. Principe de corrélation. 5. Sédiments contenant des fragments de fossiles. 6. Il est possible de corréler les calcaires situés de part et d’autre de la rivière car ils possèdent le même contenu fossile. 7. Les matériaux déposés par la rivière contiennent des fossiles de chaque série, mais ils ne peuvent être corrélés à aucune.

3. Inverse Verwerfungen können ebenfalls die normale Lagerungsreihenfolge der Schichten störern. 4. Korrelationsprinzip 5. Sedimente mit Fossilienteilen 6. Das Kalkgestein zu beiden Seiten des Flusses kann zeitlich miteinander in Beziehung gesetzt werden, weil es den gleichen Fossiliengehalt aufweisen. 7. Die von den Flüssen abgelagerten Sedimentgesteine enthalten Fossilien aus beiden Serien, können aber mit keiner der beiden zeitlich in Beziehung gesetzt werden.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 105

105

07/11/2016 14:08:07

3

APROFUNDIMENT

PROJECTES D’INVESTIGACIÓ

El fòssil perfecte

Barrina Insecte en ambre

Trilobits

Icnita de teròpode

Falguera Peix ossi

FULL DE RUTA Objectius: investigar sobre els ambients i les condicions més idonis perquè es produeixin fòssils excepcionals.

• Fòssils i jaciments excepcionals.

Investigacions suggerides:

• «La guerra dels ossos» a l’oest salvatge i el desenvolupament de la paleontologia de dinosaures.

• En quines condicions es pot fossilitzar un gran organisme com ara un dinosaure, un mamut o un humà? • Fer un taller de rèpliques de fòssils al laboratori. • Elaborar una taula dicotòmica per classificar fòssils. • A partir de la col·lecció de fòssils del centre, o d’imatges seleccionades pel professor, esbrinar en quin medi o medis s’ha fossilitzat cadascun d’ells. • Patrimoni paleontològic: esbrinar la possible existència de jaciments fòssils a la pròpia autonomia o en zones geogràficament properes i recopilar informació sobre les figures de protecció legal dels jaciments fòssils. • Els esdeveniments geològics i climàtics de tipus catastròfic poden afavorir la fossilització excepcional?

106

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 106

• Com es pot distingir un fòssil natural d’una falsificació?

Fonts d’investigació: • El secreto de los fósiles. Mauricio Antón. Editorial Aguilar, 2007. • Cazadores de dragones. José Luis Sanz. Editorial Ariel, 2007. • Introducción a la paleontología. J. Scott. Editorial Paraninfo (versió en pdf a la xarxa). Presentació: fer una presentació digital i escriure un article periodístic amb una extensió màxima de dues pàgines. Durada de l’elaboració: 3-4 sessions. Realització: en equips de 3-5 estudiants.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:55

D

.

FITXA 8

TINGUES EN COMPTE QUE

• La fossilització és més probable en àrees biològicament productives, com ara esculls coral· lins, desembocadures de rius (deltes i estuaris), fons marins sobre plataformes continen· tals, sòls, boscos, sabanes i jungles. Les grans profunditats oceàniques (zones abissals), les glaceres, els deserts o els aiguamolls són àrees amb poca vida. • Les parts dures dels organismes tenen més probabilitat de fossilitzar-se. • Després de la mort o activitat de l’organisme, les seves restes han de quedar ràpidament enterrades o preservades en un medi que contribueixi a conservar-les: fang, sorra, ambre, gel, torba, etc. El tipus de mort, i les condicions relacionades amb l’enterrament, depenen de factors físics, químics i biològics (tafonomia), que són determinants per a l’estat de con· servació del fòssil. • En àrees amb molta energia mecànica (cims i vessants de muntanyes, cabal de rius i tor· rents, penya-segats o platges amb onades), les restes orgàniques es destrueixen per ero· sió. Les restes tenen més probabilitat de conservació en àrees amb poca energia com ara les desembocadures dels rius (deltes o estuaris), badies protegides de les onades, la plataforma continental, l’oceà profund, llacunes, pantans, pous, planes al·luvials o coves subterrànies. • El factor químic determinant per preservar les restes és la quantitat d’oxigen, per això cal· dria determinar quines de les àrees anteriors són químicament actives (amb molt oxigen) i quines es consideren inertes, per l’escassetat o la inexistència d’oxigen.

EL QUE HAS DE SABER • Maneres de conservació o fossilització dels cossos: a. Sense alterar (conservació excepcional): congelació, momificació, ambre i conservació de parts dures. b. Alterats per processos mineralògics, com ara la permineralització (els espais intercel·lulars s’omplen de solucions minerals de manera que conserven la paret cel·lular); el reemplaçament (intercanvi entre la closca o ossos de l’organisme i solucions del mineral, de manera que se’n conserven els detalls interns); la recristal·lització (el mineral que substitueix és molt diferent de l’original); la carbonització (els volàtils com ara oxigen, hidrogen i nitrogen desapareixen, de manera que s’enriqueix el sediment amb carboni) i per microorganismes. c. Marques: motlles i incrustacions. • Tipus de sediments i minerals favorables a la preservació de restes orgàniques: a. Detrítics de gra molt fi com ara les argiles (mida de les partícules més petita que 1/256 mm). b. Precipitats químics com ara el carbonat de calci (CaCO3), que és el més freqüent, i altres com ara sílice, sulfur de ferro (pirita) o fosfat de calci. c. Orgànics: la matèria orgànica que s’incorpora directament a les conques de sedimentació (plantes, algues, bactèries, plàncton, pol·len, etc.). En ambients anòxics (on falta oxigen) la matèria orgànica pateix una transformació progressiva durant l’enterrament, que n’enriqueix el contingut en carboni (C) i hidrocarburs, de manera que origina el petroli (acumulació de plàncton en zones d’influència marina) i els diferents tipus de carbonis (torba, lignit, hulla i antracita, que es distingeixen entre si pel seu contingut en carboni) formats en medis continentals.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 107

107

24/10/2016 9:08:56

3

APROFUNDIMENT

FITXA 9

TREBALLS D’AULA

Invertebrats fòssils

V BRAQUIÒPODES

TRILOBITS

Chonetes, Pentamerus, Terebratula, Rynchonella i molts altres gèneres. Són semblants als mol·luscs bivalves, però pertanyen a un grup molt diferent. Eren animals marins molt abundants als oceans del passat, sobretot durant el Paleozoic i el Mesozoic. Actualment hi ha 300 espècies de braquiòpodes.

Phacops, Asaphus, Illaenus, Calymene i molts altres gèneres. Pertanyien a un grup d’artròpodes que avui ja no existeix. Eren animals marins, que se suposa que reptaven pel fons. N’hi va haver de moltes espècies diferents i van ser tan abundants en el Paleozoic que es consideren fòssils guia de diversos períodes d’aquesta era. Es van extingir en el Permià.

BELEMNITS

GRAPTÒLITS

Megateuthis, Proteuthis, Belemnopsis i altres gèneres. Fòssils amb forma de bala que corresponen a mol·luscs similars als calamars actuals. L’única part d’aquests animals que s’ha conservat fòssil és el que s’anomenava rostre, que es trobava a l’interior del seu cos, a l’extrem oposat dels tentacles.

Monograptus i altres gèneres. Són fòssils estranys que no corresponen a cap organisme conegut. A simple vista, semblen ratlles de les pedres. Una anàlisi més detallada permet suposar que es tracta d’algun tipus d’organisme colonial, propi dels mars del Paleozoic.

AMMONITS

INSECTES

Aspidoceras, Macrocephalites, Scaphites, Acanthoceras i molts d’altres. Es tracta de mol·luscs del grup dels calamars, però diferents d’aquests perquè tenen una closca espiral, gruixuda i ornamentada. Van habitar als mars del Mesozoic i es van extingir al final d’aquesta era, juntament amb els dinosaures. Se suposa que tenien tentacles com els calamars, que sortien per l’obertura de la closca. Cal pensar que, com els calamars, eren depredadors.

Nombrosos gèneres i espècies. Els insectes van aparèixer al Paleozoic, època en què van viure libèl·lules enormes i escarabats gegants. Es van desenvolupar en les eres següents i van perdurar com un dels grups animals amb més èxit evolutiu (n’hi ha més d’un milió d’espècies). En el passat van ser dels primers animals a ocupar el medi terrestre i conquerir l’aire

ACTIVITATS 1

De vegades es troben a les roques motlles interns de les closques, en comptes de la closca fossilitzada. Explica com es pot formar un motlle de l’interior de la closca i que aquesta desaparegui.

108

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 108

2

Què significa que el trilobits Neseuretus sigui un fòssil guia del període Ordovicià?

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:59

D

.

3

APROFUNDIMENT

FITXA 10

TREBALLS D’AULA

Vertebrats fòssils PEIXOS

DINOSAURES

Diversos gèneres. Van aparèixer al Paleozoic i continuen sent un grup molt important actualment. Els fòssils dels peixos més antics corresponen a animals marins, que habitualment eren cuirassats, és a dir, tenien les escames endurides com si fossin una armadura.

Diversos gèneres. Són un grup que pertany al Mesozoic. Van aparèixer a principis d’aquesta era i es van extingir al final, en la gran extinció del Cretaci. Es van caracteritzar per ser rèptils terrestres, en alguns casos gegants, que van dominar tots els ecosistemes continentals de l’època. Van existir nombroses espècies que es classifiquen en dos grups: els saurisquis i els ornitisquis. Es creu que les aus van sorgir d’algun grup d’ornitisquis.

A començament del Cenozoic ja existien tots els grups de peixos actuals. En aquella època van ser especialment abundants els taurons de mides gegantines.

HOMÍNIDS FÒSSILS Gèneres Australopithecus, Homo i altres menys importants. Els homínids són fòssils molt recents, ja que encara que van aparèixer fa uns 6 o 7 milions d’anys, en el Terciari, el seu desenvolupament correspon pràcticament només al Quaternari. Les restes dels nostres avantpassats són molt escasses, per això qualsevol troballa relacionada amb homínids té una gran importància científica. Hi ha una gran controvèrsia, d’altra banda, pel que fa a l’evolució humana. De moment es reconeixen diverses teories sobre les relacions evolutives i les línies que van donar lloc a l’espècie humana

AUS AMB DENTS Archaeopteryx i altres gèneres. Les primeres aus van aparèixer al Mesozoic i van conviure amb els dinosaures. Tenien una sèrie de característiques dels rèptils (coll, bec amb dents, escames...), cosa que ens fa pensar que en deriven evolutivament. Es desconeix en quin moment exacte van començar a viure les aus amb plomes i com van adquirir la capacitat de volar. Tampoc no sabem si el seu vol era similar al de les aus actuals o es limitaven a planejar entre les capçades dels arbres.

ACTIVITATS 1

En quin període o períodes van compartir hàbitat aeri les aus i els rèptils? Actualment les aus són els únics vertebrats voladors?

2

A més de vertebrats i invertebrats, quins altres grups d’éssers vius fòssils podem trobar?

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 109

109

24/10/2016 9:09:01

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 110

24/10/2016 9:09:01

Recursos per a l’avaluació Autoavaluació Avaluació de continguts Avaluació per competències

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 111

24/10/2016 9:09:01

D

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 112

24/10/2016 9:09:02

3

AUTOAVALUACIÓ

LA HISTÒRIA DEL NOSTRE PLANETA

Nom:

1

Assenyala l’opció correcta:

Curs:

6

a. El principi de l’actualisme és antic i no es pot aplicar avui dia.

Imagina’t l’existència de quatre esdeveniments anomenats A, B, C i D. Indica quina de les oracions següents és correcta: a. Si A és l’esdeveniment més antic, deu haver modificat B, C i D.

b. Charles Lyell considerava que la Terra tenia una antiguitat màxima de 90 Ma.

b. Si B és l’esdeveniment més recent, no deu haver modificat cap altre esdeveniment.

c. La datació radiomètrica de les roques és una tècnica desenvolupada per Arthur Holmes.

c. Només l’esdeveniment més recent no ha estat alterat per cap altre.

d. La datació radiomètrica de les roques va ser un descobriment del matrimoni Pierre i Marie Curie, descobridors de la radioactivitat. 2

Quin dels processos següents és de tipus catastròfic?

Data:

d. Només l’esdeveniment més antic pot alterar tots els altres. 7

a. Un plegament.

Quin dels grups de períodes següents segueix una cronologia correcta de més antic a més recent?

b. Una erupció volcànica.

a. Ordovicià – Devonià – Triàsic – Cambrià.

c. La deriva dels continents.

b. Carbonífer – Permià – Cretaci – Devonià.

d. La formació d’una serralada.

c. Triàsic – Juràssic – Cretaci – Terciari. d. Ordovicià – Cambrià – Juràssic – Silurià.

3

Troba l’error: a. Un fòssil és qualsevol resta d’un ésser viu o de la seva activitat que queda conservat a les roques.

8

Quina de les afirmacions següents sobre el Cenozoic és falsa: a. S’extingeixen la majoria de les plantes de fulla caduca.

b. La fossilització és un procés de mineralització. c. Una empremta es pot fossilitzar si al cap de poc temps de produir-se s’omple de sediment. Posteriorment ha de cimentar quan altres capes de materials la cobreixin. d. Les peces esquelètiques dels vertebrats no solen fossilitzar-se fàcilment si queden englobades en el sediment després de la mort, perquè es podreixen. 4

b. Comença fa 66 Ma. c. Es desenvolupa l’orogènia alpina. d. Apareix el gènere humà. 9

La vida mitjana o període de semidesintegració d’un element radioactiu: a. És de 1.300 Ma.

Un fòssil guia o característic:

b. És molt útil per datar qualsevol tipus de roca.

a. Té una distribució àmplia a escala mundial.

c. És el temps que triguen a desintegrar-se la meitat dels àtoms radioactius d’una mostra.

b. És sempre d’origen marí. c. Es reprodueix per milions.

d. No es pot aplicar a les roques més antigues formades a l’origen de la Terra.

d. Viu durant milions d’anys. 5

Quins dels mètodes següents serveixen per fer datacions absolutes?

10

L’«explosió del Cambrià» va ser: a. Posterior al Silurià.

a. Correlacions estratigràfiques.

b. Conseqüència de l’impacte d’un meteorit.

b. Varves glacials.

c. Una època caracteritzada per nombroses erupcions volcàniques.

c. Tafonomia. d. Principi de l’actualisme.

d. Una gran proliferació i diversificació d’éssers vius.

1 c; 2 b; 3 d; 4 a; 5 b; 6 c; 7 c; 8 a; 9 c; 10 d. SOLUCIONS DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 113

113

24/10/2016 9:09:02

3

AVALUACIÓ DE CONTINGUTS

LA HISTÒRIA DEL NOSTRE PLANETA

Nom:

1

Curs:

Data:

Què és la datació relativa? Explica els principis de superposició dels estrats i de superposició dels esdeveniments geològics i dibuixa’ls.   

2

El Mesozoic va començar fa 252 Ma i va acabar fa 66 Ma. Indica en ordre els períodes d’aquesta era i descriu els esdeveniments geològics principals que hi van ocórrer.       

3

Per què es diu que durant el Paleozoic es va produir la «gran explosió biològica»? Explica en quin moment es va colonitzar la terra ferma, quines van ser les condicions que ho van permetre i quins éssers hi van aparèixer. Com va acabar l’era?     

4

Imagina’t una roca magmàtica en què hi ha un mineral que conté potassi però on no hi ha cap mineral propi de la roca que contingui argó. Aleshores agafo una mostra de roca i trobo: a. Una relació d’un àtom de potassi per cada un d’argó. Quant temps fa que es va formar la roca?   b. Quant temps fa que es va formar la roca si trobo el triple d’àtoms d’argó que de potassi?  

5

Com es poden formar els motlles?   

114

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 114

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:09:03

D

.

6

Què significa que el trilobits és un bon fòssil guia? Per a quins períodes se sol fer servir?    

7

Una extinció massiva consisteix en la desaparició de moltes espècies a tot el planeta. Explica per què aquestes extincions s’utilitzen com a criteri per establir divisions de gran rang del temps geològic, com ara les divisions entre eres.    

8

Ordena i relaciona els elements de les tres columnes. • Intens bombardeig meteorític. • Arqueà • Fanerozoic • Hadeà • Proterozoic

9

• Formació de la Terra.

• Formació de la Lluna.

• Augment brusc de la biodiversitat.

• Formació de roques calcàries (estromatòlits).

• Oxigen lliure a l’atmosfera.

• Gran desenvolupament d’animals i vegetals.

• Aparició de la vida.

• Activitat biològica que produeix canvis significatius al planeta.

• Aparició d’animals pluricel·lulars.

A començament del Cenozoic té lloc a la biosfera una explosió de biodiversitat comparable a la que hi va haver al Mesozoic. a. Quins éssers ocupen els nínxols i els hàbitats que van deixar els rèptils? b. Quina va ser la principal novetat o adquisició del regne vegetal durant el Cenozoic?    

10

Interpreta el tall geològic següent, tot ordenant-ne cronològicament el contingut fòssil. Ossos humans

  

Rudistes

Terebràtula

 

Spirifer

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 115

Trilobits

Calceola

115

24/10/2016 9:09:03

3

CRITERIS D’AVALUACIÓ I SOLUCIONS

LA HISTÒRIA DEL NOSTRE PLANETA Criteris d’avaluació

ACTIVITATS

Reconèixer, recopilar i contrastar fets que mostren la Terra com un planeta que canvia.

1, 5 i 9

Registrar i reconstruir alguns dels canvis més notables de la història de la Terra, associant-los amb la situació actual.

1, 2, 3, 6, 7, 8 i 10

Interpretar talls geològics senzills com a procediment per estudiar una zona o terreny.

1, 6 i 10

Categoritzar i integrar els processos geològics més importants de la història de la Terra.

2, 3, 6, 8 i 10

Reconèixer i datar els eons, les eres i els períodes geològics, utilitzant els fòssils guia.

1

2

3

Els principis de datació relativa ordenen en el temps els esdeveniments geològics, d’aquesta manera analitzen quin va esdevenir abans i quin és posterior. El principi de superposició d’estrats afirma que les capes de sediments acumulades en una conca sedimentària ho fan de manera que les més recents cobreixen les més antigues; així, en una sèrie sedimentària els estrats superiors són més moderns que els inferiors. El principi de superposició dels esdeveniments geològics explica que un procés geològic és sempre posterior als materials que afecta i és anterior als processos que l’afecten a ell. R. G.

5, 6, 8 i 9

que protegeix els éssers vius de les radiacions solars ultraviolades. Al final del Permià, la reagrupació gradual dels continents en un nou supercontinent (Pangea), que va donar lloc a l’orogènesi herciniana, va reduir notablement les zones costaneres i, per tant, la biodiversitat, i va donar pas a un clima continental de tipus desèrtic poc favorable per a la vida. A aquest esdeveniment, s’hi van sumar processos catastròfics, com ara un vulcanisme massiu, un increment de l’efecte d’hivernacle i, fins i tot, l’impacte d’un meteorit molt gran. 4

• Triàsic (252-201 Ma). Comença la separació de Pangea de manera que al llarg del Mesozoic es formen els continents que coneixem actualment.

a. Ha transcorregut un període de semidesintegració des que es va formar la roca, per tant, 1.300 Ma. b. Han transcorregut dos períodes de semidesintegració, per tant, 2.600 Ma.

• Juràssic (201-145 Ma). Amb la fractura de Pangea s’inicia la formació de l’oceà Atlàntic.

5

• Cretaci (145-66 Ma). Inici de l’orogènia alpina, que es prolonga al llarg del Cenozoic, en què es van formar les principals serralades actuals, com els Alps, l’Himàlaia i els Andes. A Espanya, els Pirineus i les Bètiques. El període acaba, donant pas al Cenozoic, a causa de dos tipus d’esdeveniments geològics, responsables de l’extinció dels dinosaures entre moltes altres espècies: l’impacte devastador d’un meteorit i un vulcanisme intens.

Quan l’organisme queda enterrat, les parts toves es podreixen i la part dura queda buida. El forat s’omple de sediments. Durant la litificació es produeix la transformació d’aquest sediment de farciment en roca dura i forma un motlle intern.

6

Significa que els fòssils de trilobits són suficientment abundants per trobar-los amb facilitat a les roques, que es van dispersar molt geogràficament i que es localitzen en roques de diverses localitats allunyades entre si, fet pel qual es poden correlacionar gràcies a aquests animals. Els trilobits van viure al llarg de tot el Paleozoic i es van extingir en el Permià.

7

La desaparició de moltes espècies en tots els hàbitats del planeta és molt bon criteri per establir una divisió de gran rang en el temps geològic, ja que es tracta d’un fet fàcil d’observar en moltes localitats arreu del món i que, com que va ocórrer de manera ràpida, permet una distinció clara a tot el planeta de les unitats situades per sobre i per sota de la discontinuïtat biològica.

Els estrats del Paleozoic es caracteritzen per tenir una gran diversitat de fòssils de molts tipus d’organismes diferents. Aquesta especiació va ser molt ràpida en termes geològics, ja que s’ha calculat que en aquest període d’explosió biològica es va produir en tan sols cinc milions d’anys. La terra ferma va ser colonitzada en el Silurià pels vegetals i els invertebrats gràcies a l’augment d’oxigen lliure a l’atmosfera, que va acabar formant la capa d’ozó,

116

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 116

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:09:04

D

8

• Fanerozoic. Augment brusc de la biodiversitat – Gran desenvolupament d’animals i vegetals. • Proterozoic. Oxigen lliure a l’atmosfera – Aparició d’animals pluricel·lulars. • Arqueà. Aparició de la vida – Formació de roques calcàries (estromatòlits) – Activitat biològica que produeix canvis significatius al planeta. • Hadeà. Formació de la Terra – Intens bombardeig meteorític – Formació de la Lluna.

9

a) Els mamífers es desenvolupen durant el Mesozoic i en el Cenozoic es diversifiquen molt, augmenten de mida i arriben a ocupar tots els nínxols ecològics i tots els nivells tròfics que havien ocupat els rèptils. Pel que fa al medi aeri, són les aus, que es diversifiquen i s’especialitzen en gran mesura, les que ocupen l’hàbitat aeri que compartien amb els rèptils voladors. b) Apareixen els primers arbres de fulla caduca i es desenvolupen les plantes herbàcies, especialment les gramínies, com l’herba i els cereals.

10

En primer lloc es formen les roques que contenen trilobits (Paleozoic). A sobre es dipositen les roques que contenen l’Spirifer i la Calceola, totes dues també del Paleozoic. Sobre el conjunt anterior es dipositen de manera concordant els estrats que contenen la closca de bivalve i el corall. Aquest conjunt es plega i s’erosiona i a sobre s’hi dipositen de manera discordant (discordança erosiva) materials del Quaternari, com demostra la presència d’una mandíbula fòssil.

s

.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 117

117

24/10/2016 9:09:05

3

AVALUACIÓ PER COMPETÈNCIES

LA HISTÒRIA DEL NOSTRE PLANETA

Nom:

Curs:

Data:

L’Albert i en Joan són cosins, acostumen a estudiar junts i tots dos tenen una imaginació desbordant. Contínuament es pregunten com eren les coses en el passat i com seran en el futur. Viuen al Maestrat i cada vegada que, amb els seus pares, fan senderisme pels voltants, discuteixen sobre com era el paisatge fa tres milions d’anys. Els costa molt reconèixer que tres milions d’anys no són res per a la història de la Terra, que «el temps geològic» es mesura a escales molt diferents de les que ells consideren habituals i que datar un esdeveniment geològic no és gens senzill. Saben que hi ha molts mètodes per fer-ho i que bàsicament es classifiquen en dos grups: datacions absolutes i datacions relatives.

1

Relaciona els dos apartats següents posant una creu on correspongui. Datació absoluta

Datació relativa

Principi de correlació estratigràfica. Anells de creixement d’arbres i coralls. Superposició d’estrats. L’estudi de la semidesintegració dels àtoms radioactius. Superposició d’esdeveniments geològics.

2

3

4

Algunes de les teories que es van aplicar els segles passats per calcular l’edat de la Terra els semblen tan ingènues que no poden evitar riure quan les estudien. No va ser fins al segle xix que es van aplicar els coneixements de física per calcular l’edat de la Terra. Quin científic va ser el responsable d’aquests primers càlculs basats en la velocitat del refredament dels materials que componen la Terra? a. William Thomson.

c. Charles Lyell.

b. James Hutton.

d. Arthur Holmes.

Avui dia es calcula que la Terra té una edat de 4.500 Ma a partir d’estudis radiomètrics que utilitzen la radioactivitat de certs elements inestables continguts en els minerals. Qui és el responsable del desenvolupament del mètode de datació radiomètric que ha permès fer aquests càlculs? a. Henri Becquerel.

c. Arthur Holmes.

b. Pierre i Marie Curie.

d. Charles Lyell.

Tant en Joan com l’Albert són conscients que alguns dels canvis que es produeixen a la Terra succeeixen catastròficament en un període molt breu de temps, mentre que d’altres ocorren mitjançant processos lents i graduals al llarg de milions d’anys. Cita tres exemples de cada una de les dues possibilitats: catastrofistes i graduals.  

118

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 118

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:09:07

D

.

5

6

Un tipus de fòssil molt freqüent són els copròlits. L’Albert i en Joan es pregunten què són aquest tipus de fòssils. a. Insectes conservats en ambre.

c. Ous petrificats d’aus o rèptils.

b. Empremtes deixades per un animal.

d. Excrements petrificats.

Els dos nois també col·leccionen fòssils. Són especialment interessants els anomenats fòssils guia. Quins requisits ha de complir un fòssil guia? a. Ha de pertànyer a una espècie amb pocs individus, que hagi tingut una gran expansió geogràfica i hagi viscut durant un llarg període de temps. b. Ha de pertànyer a una espècie que hagi estat molt abundant i hagi viscut durant molt poc temps en una àrea molt reduïda. c. Ha de pertànyer a un ésser viu que hagi tingut una expansió geogràfica reduïda, hagi estat molt abundant i hagi existit durant poc temps. d. Ha de pertànyer a un ésser viu que hagi estat molt abundant, hagi tingut una existència breu i una gran expansió geogràfica.

7

Digues quines frases són certes i quines falses quan ens referim al Permià. C/F La gran extinció va ocórrer fa uns 250-300 Ma. Durant aquest període es va formar Pangea. El plegament alpí coincideix amb aquest moment. Amb el Permià acaba l’era Paleozoica. El període immediatament anterior al Permià és l’Ordovicià.

8

9

Quin dels esdeveniments següents marca el límit entre el període Cretaci i el Terciari? a. El final de l’orogènia alpina.

c. L’aparició dels primers simis bípedes.

b. L’inici de la fragmentació de Pangea.

d. La caiguda d’un gran meteorit al golf de Mèxic.

Completa el quadre següent tenint en compte que: Eó / Era Formació de l’atmosfera i la hidrosfera. L’atmosfera s’enriqueix de O2. Formació dels casquets polars actuals. Aparició de l’espècie humana. Formació de l’oceà Atlàntic. Primers registres d’amfibis i formació de la capa d’ozó. Els dinosaures colonitzen la Terra.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 119

119

24/10/2016 9:09:08

3

CRITERIS D’AVALUACIÓ I SOLUCIONS

LA HISTÒRIA DEL NOSTRE PLANETA

Competències que s’avaluen Competència comunicativa, lingüística i audiovisual Competència matemàtica i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic

Criteris d’avaluació

Activitats

Reconèixer, recopilar i contrastar fets que mostren la Terra com un planeta que canvia. 4, 7, 8 i 9

Competència d’aprendre a aprendre

Competència matemàtica i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic Competència d’aprendre a aprendre

Registrar i reconstruir alguns dels canvis més notables de la història de la Terra, associant-los amb la situació actual.

4, 7, 8 i 9

Categoritzar i integrar els processos geològics més importants de la història de la Terra.

4, 7, 8 i 9

Reconèixer i datar els eons, les eres i els períodes geològics, utilitzant el coneixement dels fòssils guia.

1

Datació absoluta: Anells de creixement d’arbres i coralls, l’estudi de la semidesintegració dels àtoms radioactius. Datació relativa: principi de correlació estratigràfica, superposició d’estrats i superposició d’esdeveniments geològics.

2

a. William Thomson.

3

c. Arthur Holmes.

4

R. M. Catastrofistes: vulcanisme, tsunamis, meteorits, etc. Graduals: plegaments, deriva continental, erosió fluvial, etc.

5

d. Excrements petrificats.

120

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 120

5i6

6

d. Ha de pertànyer a un ésser viu que hagi estat molt abundant, hagi tingut una existència breu i una gran expansió geogràfica.

7

C; C; F; C; F.

8

d. La caiguda d’un gran meteorit al golf de Mèxic.

9

Formació de l’atmosfera i la hidrosfera (Hadeà); l’atmosfera s’enriqueix de O2 (Proterozoic); formació dels casquets polars actuals (Cenozoic); aparició de l’espècie humana (Cenozoic); formació de l’oceà Atlàntic (Mesozoic); primers registres d’amfibis i formació de la capa d’ozó (Paleozoic); els dinosaures colonitzen la Terra (Mesozoic).

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:09:09

Solucionari

.

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 121

24/10/2016 9:09:09

3

SOLUCIONARI

LA HISTÒRIA DEL NOSTRE PLANETA resultats d’Arthur Holmes, que allargava la vida de la Terra fins a 1.800 Ma, van proporcionar el temps necessari per explicar una gran quantitat de fets i fenòmens observats.

Interpreta la imatge

• S’observen dos esquelets de dinosaures quadrúpedes de la mateixa espècie, en posició de vida. • Segurament amb les quatre potes.

5

Al medi aquàtic l’acció de l’oxigen és menor que a l’aire lliure; així mateix, hi ha més probabilitat que l’organisme quedi enterrat ràpidament entre capes de sediments i que es produeixin processos de mineralització gràcies als minerals dissolts a l’aigua.

6

Perquè són peces de l’esquelet que estan molt mineralitzades i no es descomponen per l’acció bacteriana.

7

UTILITZA LES TIC. R. M. «Fòssil vivent» és un terme informal o col·loquial que s’utilitza per classificar espècies vivents que són extremament semblants a espècies identificades només a través dels fòssils. N’hi ha nombrosos exemples, entre els quals destaquen algunes plantes, com ara Ginkgo biloba, Sphenodon i Metasecuoya, i alguns animals, com ara el peix celacant (Latimeria chalumnae i Latimeria menadoensis).

8

Si la quantitat de potassi-40 que s’ha desintegrat és només del 18 %, encara no s’ha complert el primer període de semidesintegració. Una simple regla de tres (18 3 1.300 / 50) ens permet estimar que només han passat 468 Ma des de la formació de la mostra.

9

Perquè després de 6-7 períodes, la quantitat de C-14 que queda a la mostra és massa petita i no és fiable. En aquest cas, el període de vida mitjana és de 5.700 anys.

• Per la forma de la mandíbula, eren herbívors. Claus per començar • Estan més emparentats amb les aus que amb els altres rèptils. Les aus descendeixen directament d’una línia de rèptils extingida, els teròpodes (grup al qual també pertanyia el Tyrannosaurus rex), amb la qual mostren afinitats evidents (potes escamades, plomes, bec, postura bípeda...). • Principalment de les roques, encara que es poden buscar indicis en altres materials. • Perquè a la Terra s’observen gran quantitat de roques i fenòmens que necessiten temps molt llargs per formarse, si suposen que els processos fisicoquímics i biològics que els van originar es van desenvolupar amb el mateix ritme (velocitat) que avui (principi de l’actualisme). 1

2

Perquè a la Terra s’observen gran quantitat de roques i fenòmens que necessiten temps molt llargs per formar-se, si suposen que els processos fisicoquímics i biològics que els van originar es van desenvolupar amb el mateix ritme (velocitat) que avui (principi de l’actualisme). UTILITZA LES TIC. Autor i any de proposta

3

4

10

Produïda per

Mètode de càlcul

1779 Comte de Buffon

75.000 anys

Velocitat de refredament d’una bola.

1860 John Philips

96 milions d’anys

Sedimentació del riu Ganges.

1899 John Joly

80 a 90 milions d’anys

Salinització progressiva del mar.

Interpreta la imatge. R. M. Les arrugues són estructures ondulades que es formen en un fons inicialment llis, amb sorra exposada a l’acció de l’aigua (onades, corrents) o del vent. Si la dinàmica del medi augmenta s’esborren; si no, són enterrades a sota de sediment i es poden conservar durant la litificació, o sigui, es fossilitzen. En aquest cas, es troben en gresos, sobretot a les superfícies d’estratificació. Segons el principi d’actualisme, aquestes rugositats es van formar tal com es formarien actualment, per l’acció de l’aigua o el vent en fons aquàtics tranquils. Per als defensors de l’uniformisme, 90 Ma era poc temps per poder explicar la formació i l’erosió de les muntanyes, com també altres fenòmens geològics. En canvi, els

122

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 122

La correlació no és perfecta perquè en ser llocs tan allunyats han experimentat esdeveniments geològics diferents. Les correlacions serveixen per establir una correspondència cronològica entre els estrats en què hi ha coincidències litològiques o entre els fòssils que contingui.

11 • Tall A. Deposició

horitzontal de les capes des d’1 (la més antiga) fins a 7 (la més moderna d’aquest conjunt). Plegament amb forma sinclinal i erosió per un riu que genera una vall. Deposició de l’estrat 8, sediments fluvials, en discordança amb la sèrie anterior.

4 8

6 7

3

5 2

1 •  Tall B. Deposició horitzontal contínua de les unitats d’1 fins a 7, amb variacions de litologia i fòssils (cosa que indica diferents medis marins i costaners). Inclinació de les capes per efecte tectònic (plegament). Erosió

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:09:10

D

.

extensa que genera la superfície D-D’. Nova deposició de les unitats o estrats 8 i 9. Lleugera inclinació tectònica en sentit oposat a la de les unitats 1-7.

(i la conseqüent «deriva continental»), en augmentar les superfícies costaneres, va afavorir que el clima es tornés més benigne. 20

8 9

D 7

4 1

2

3

5

6

12

Primer pas: fent una estratigrafia, o sigui, descrivint l’ordre vertical (de superposició) de totes les unitats rocoses reconegudes en el món i correlacionades entre si: aquesta és una cronologia «relativa». Segon: determinant, amb mètodes de laboratori (radiomètrics), l’edat «absoluta» (millor dit, radiomètrica) d’«unitats guia» localitzades en la successió general.

13

La raó és que el temps llarg, si bé d’una banda permet acumular documents (roques), de l’altra afavoreix encara més la seva destrucció. Com a conseqüència, com menys temps ha passat, més documents es conserven i la seva datació pot ser més precisa (detallada).

14

Amb la fotosíntesi es va produir un augment de l’oxigen que va provocar la mort dels organismes anaerobis i, d’altra banda, aquest procés consumeix diòxid de carboni que disminueix l’efecte d’hivernacle; conseqüentment el refredament del planeta va ser degut als organismes.

15

Perquè els organismes (unicel·lulars, microbis) no es fossilitzaven i no produïen parts mineralitzades (amb carbonat de calci, sílice o algun altre). Però produïen fòssils químics i estructures, o sigui, empremtes de la seva activitat (estromatòlits), que són abundants en les roques carbonatades precambrianes.

16

El desenvolupament de la capa d’ozó que protegeix dels efectes nocius de la radiació ultraviolada del Sol.

17

Perquè els terrenys que formen el nucli de la península Ibèrica han anat canviant de posició al llarg dels temps geològics. Quan es van formar els boscos que van originar els anomenats jaciments de carbó, es trobaven en zona tropical.

18

UTILITZA LES TIC. R. M. Els Alps, els Andes, les muntanyes Rocalloses i l’Himàlaia. A Espanya, els Pirineus i les Bètiques.

19

Un clima càlid i humit a causa d’un fort efecte d’hivernacle (superior a l’actual, ja que no existien glaceres). Aquest tipus de clima va succeir al més sec i fred que dominava al final de l’era Paleozoica, quan existia una única i enorme massa continental (Pangea). La fragmentació durant l’era Mesozoica

D'

Els boscos del Mesozoic van formar dipòsits de matèria orgànica als continents i als seus marges (vegetació lacustre i costanera que després del seu enterrament es va convertir en lignit, un tipus de carbó amb menys contingut de carboni que els del Paleozoic). Per altra banda, amb l’augment del nivell dels oceans, es formaven nivells d’aigua estancada on, com a conseqüència de la poca circulació, s’esgotava l’oxigen, i les restes de plàncton que queien al fons en condicions d’enterrament adequat es transformaven en hidrocarburs (petroli i gas).

Saber-ne més • UTILITZA LES TIC. R. M. El terme antropocè va ser introduït l’any 2000 per designar el temps transcorregut des que les activitats humanes van començar a exercir un impacte global notable sobre el medi natural. De moment es tracta d’un terme informal i no hi ha acord de quan va començar: alguns autors el relacionen amb el començament de l’agricultura (Neolític) i altres amb la Revolució Industrial (a finals del segle xviii). No obstant això, un grup de científics va elaborar un informe per presentar-lo a la comunitat geològica internacional l’agost del 2016 a Ciutat del Cap (Sud-àfrica) per tal de discutir-lo. Aquest grup defineix l’Antropocè com «l’interval de temps en què la nostra espècie ha tret el planeta fora de la seva variabilitat quaternària» i proposa a la Comissió Internacional d’Estratigrafia que sigui considerat una «època» (categoria similar a l’Holocè) que començaria amb relació al procés de la Gran Acceleració, o bé amb l’explosió de la primera bomba atòmica a l’atmosfera (bomba Trinity, desert d’Alamogordo als EUA, el 1947) o bé amb l’aparició del primer registre sedimentari dels isòtops radioactius (Cs-137, Sr-90, Pu-239) el 1952, produïts per les explosions atòmiques successives a l’atmosfera. La desaparició actual d’espècies està íntimament relacionada amb la sobreexplotació dels recursos, que ha augmentat la taxa d’extinció d’espècies animals i vegetals respecte al seu ritme d’extinció natural (s’ha multiplicat per 100). Per fer-se’n una idea, en un escenari on prevalgués aquesta taxa natural, des del 1900 s’haurien extingit nou espècies de vertebrats. En realitat, s’han extingit 477 espècies. Haurien fet falta uns 10.000 anys per acabar amb la vida que ha desaparegut en tan sols un segle. A més, el procés es va accelerant. Considerant únicament els vertebrats, els amfibis són la classe més afectada. Però si des del 1500 s’havia constatat la desaparició de 34 espècies amfíbies, des del 1980 se n’han extingit 100 més. I això que no s’ha de descartar que moltes altres hagin desaparegut sense testimonis humans que ho confirmessin. Els investigadors, que insisteixen que les seves estimacions són molt conservadores, recorden que en els seus càlculs no tenen en compte moltes espècies que s’han convertit en morts vivents, amb poblacions tan escasses que la seva funció en els ecosistemes és pràcticament nul·la.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 123

123

24/10/2016 9:09:11

3

SOLUCIONARI

LA HISTÒRIA DEL NOSTRE PLANETA

21

Perquè després de l’extinció dels dinosaures i els grans rèptils, els mamífers van ocupar els nínxols ecològics i tots els nivells tròfics que havien estat ocupats pels rèptils. Aquest fenomen es coneix com a radiació adaptativa.

22

RESUM

23

La idea d’una Terra «de vida curta» es basava en el còmput de les generacions llistades a la Bíblia a partir d’Adam, considerat coetani amb el planeta «creat de nou», que assumia una durada mitjana constant (uns 25 anys per a cada generació). A finals del segle xix diversos científics, aplicant mètodes d’anàlisis actualístiques, havien calculat edats que amb prou feines sobrepassaven els 300 Ma. La demostració de la «llarga vida» del planeta es va poder fer 150 anys després de Hutton mitjançant els mètodes de datació radiomètrica, utilitzant el fenomen de la radioactivitat descobert a finals del segle xix.

24

L’uniformisme admet només canvis lents i graduals en l’evolució del paisatge a llarg termini, i considera que fenòmens «catastròfics» com ara terratrèmols i erupcions volcàniques exerceixen un paper subordinat o marginal. El neocatastrofisme considera com a naturals esdeveniments «supercatastròfics» (d’energia excepcional) que els humans no podem testimoniar perquè són poc freqüents, però que queden registrats a les roques; és a dir, a la història geològica del planeta; a aquests els atribueix un paper més important en el modelatge de la superfície terrestre i en l’evolució dels éssers vius. Per exemple, diverses extincions en massa són interpretades com a resultat d’algun tipus d’esdeveniment instantani i violentíssim, com ara l’impacte d’un meteorit, l’explosió d’una supernova, períodes de vulcanisme excepcional, etc.

25

Un enterrament ràpid sostreu l’organisme del contacte amb el medi ambient i la seva dinàmica, de manera que el protegeix de l’erosió i en limita les reaccions químiques. Si a l’aigua atrapada entre els porus del sediment s’esgota l’oxigen, la descomposició de la matèria orgànica (que en darrera instància és una forma d’oxidació) s’atura i es poden conservar les parts toves dels organismes.

26

Els fòssils guia permeten correlacionar temporalment estrats allunyats. Es caracteritzen per ser restes d’organismes que van viure en un període de temps concret i ben conegut i que es van estendre àmpliament. Alguns exemples són: durant el Paleozoic: trilobits o graptòlits; durant el Mesozoic: ammonits, belemnits o dinosaures, i durant el Cenozoic: foraminífers planctònics o bentònics (cummulites).

27

Tipus de fòssils: corporals (restes d’ossos, closques, dents, etc.); químics (substàncies químiques en les roques la procedència de les quals només és possible com a conseqüència d’activitat biològica); motlles (icnites i parts toves d’organismes).

28

L’edat d’un arbre s’estableix comptant els anells de creixement exposats en un tall. Cada anell representa un any. L’arbre creix més en condicions climàtiques òptimes (anells més gruixuts), menys o gairebé gens en anys d’estrès climàtic (sequera, baixes temperatures causades per erupcions volcàniques, etc.). Des del punt de vista geològic, aquesta és una tècnica de cronologia relativa perquè determinem la durada de la vida de l’arbre, no la seva edat vertadera, si no l’hem vist néixer. Per conèixer l’edat d’un arbre fòssil, s’ha d’aplicar una tècnica radiomètrica (carboni-14).

• L’actualisme defensa que els processos que han donat forma a la Terra al llarg del temps són els mateixos que encara es produeixen actualment (vulcanisme, terratrèmols, erosió, etc.). • L’uniformisme postula que els fenòmens geològics, com ara l’erosió o els plegaments, necessiten períodes llargs de temps i actuen de manera gradual i contínua. • La fossilització és part del procés de litificació pel qual es produeix la transformació d’un sediment o un sòl en roca, i permet la conservació de restes orgàniques i estructures físiques que els organismes vius van originar. • El principi de correlació orgànica postulat pel zoòleg francès Georges Cuvier estableix que les diferents parts de l’anatomia d’un animal mantenen una estreta relació entre si i amb els seus hàbitats de vida. Segons aquest principi, a partir d’una part de l’organisme, com ara un os o una dent, es pot deduir com serà la resta. • La tafonomia és una part de la paleontologia que estudia els tipus de fossilització dels organismes enterrats en els sediments, informació que es pot fer servir per reconstruir els processos geològics que han tingut lloc després de la mort dels organismes. • Les principals tècniques de geocronologia absoluta estan basades en mesures quantitatives d’isòtops radioactius amb decaïment, sigui molt lent o ràpid. Els primers s’utilitzen per a roques molt antigues (mètodes d’urani-plom, rubidi-estronci); els segons, per a materials recents, des d’alguns milions d’anys fins a l’actualitat (mètodes de potassi-argó, carboni-14). • Els principis en què es basa la geocronologia relativa són l’ordre de superposició dels estrats, l’ordre de successió dels esdeveniments geològics i les correlacions estratigràfiques, fonamentalment basantse en el seu contingut fòssil. El contingut fòssil està condicionat per l’evolució biològica, que és irreversible i dóna el sentit (fletxa) del temps, encara que no el mesuri. • Els fòssils guia són els que es troben al mateix temps en àrees extenses i en un interval de temps limitat (cosa que implica, generalment, una espessor de roca escassa). Permeten les correlacions més fiables, fins i tot a escala mundial. • Les discordances estratigràfiques són superfícies que tallen unitats i grups d’estrats i formen la base d’una unitat o grup més jove i amb diferent orientació. Indiquen interrupcions en la deposició de les capes i són causades per fenòmens d’erosió o lliscament però no de tectònica (falles, recobriments, etc.). • La història de la Terra es divideix en eons, eres i períodes, en ordre decreixent de durada.

124

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 124

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:09:12

D

.

29

30

31

32

33

34

Període de vida mitjana o semidesintegració és el temps que un isòtop radioactiu utilitza per desintegrar-se a la meitat. Es determina al laboratori, o sigui, en condicions controlades. La desintegració produeix energia en forma de radiacions, més una quantitat d’element «fill». Pesant les quantitats relatives del «pare» i del «fill» en una roca, es pot calcular quants períodes han passat des que va començar la desintegració, és a dir, l’edat. En aquest cas, per a edats inferiors a 40.000-50.000 anys, s’aplica la tècnica del carboni-14, perquè la quantitat de carboni present en el material («pare» respecte al «fill») encara es pot reconèixer i mesurar quan correspon a 4 períodes i escaig de vida mitjana. Per sobre de 8 períodes el carboni es redueix a «traces» (quantitats indeterminables). Correlació: els seus ossos estan en connexió anatòmica; té bec i plomes; és molt probable que sigui una au. Tafonomia: després d’haver-se mort, va ser cobert de sediments molt ràpidament. Fòssils guia: permet correlacionar estrats de llocs molt allunyats l’un de l’altre; només s’han trobat en estrats de fa entre 100 i 50 Ma. Respecte al temps de vida de la Terra, el Precambrià representa el 86 %; respecte al Fanerozoic, el 700 % (set vegades més). Les unitats del Precambrià són incomparables a les del Fanerozoic perquè estan definides amb criteris diferents. Els principis de l’estratigrafia (superposició, discordances, correlació, etc.) s’apliquen només a la part més alta del Precambrià, però de manera difusa i detallada al Fanerozoic, caracteritzat per la seva gran quantitat i varietat d’afloraments, tipus de roques i fòssils. Es pot saber que una closca d’ammonits va restar flotant quan presenta serpúlids (tubs de cucs), bàlans i altres restes d’éssers vius que es fixen a objectes flotants. a) Entre l’eó Precambrià i l’eó Fanerozoic: el límit està representat per una discordança angular entre roques cristal·lines (metamòrfiques) sense fòssils sobre les quals se situen roques sedimentàries fossilíferes del Cambrià. b) Final de l’era Paleozoica: extinció biològica en massa, que va afectar sobretot organismes marins (coralls, etc.). Límit de vegades discordant, de vegades no. c)  Entre l’era Mesozoica i la Cenozoica: una altra extinció en massa, que va afectar dinosaures, ammonits, belemnits i diversos tipus de foraminífers. No hi ha una discordança evident, però en molts llocs del món es troba un nivell d’argila negra, d’alguns centímetres d’espessor, ric en iridi, que es reconeix com el límit K-T. d) Començament del Quaternari: des de l’any 2009 la Comissió Estratigràfica Internacional ha establert oficialment el límit inferior del període Quaternari a 2,588 milions d’anys al Monte San Nicola (Gela, Sicília). Les raons són: principi del refredament global i les seves conseqüències (avançament glacial, inici del

registre de loess a Xina, canvi en la vegetació, etc.), tancament de l’istme de Panamà i aparició del gènere Homo. 35

Perquè es tracta de fòssils rodats. Els fòssils que s’han trobat en sediments fluvials sovint procedeixen d’una altra roca més antiga que la que va ser erosionada. Així, podríem trobar un os de dinosaure també al pedregar d’un riu actual. Per assegurar-se que els fòssils de dinosaures trobats en una formació sedimentària fluvial estan in situ, és a dir, no estan rodats, s’ha de fer un treball curós de tafonomia, que reveli sense dubtes si els fòssils tenen valor estratigràfic.

36

Els minerals que constitueixen el granit es van formar tots alhora en el moment de consolidar-se aquesta roca. En un gres potser trobarem minerals amb els quals es pugui fer una datació radiomètrica, com ara el zircó, però els grans de sorra d’un gres procedeixen de l’erosió de diferents roques, i cada mineral revelarà l’edat de la roca magmàtica o metamòrfica de la qual procedeix, no l’edat del gres al qual ha anat a parar.

37

4

3

2 DISCORD.

3

1

La seqüència d’esdeveniments és la següent: primer es va produir el dipòsit horitzontal de les unitats 1 i 2; després, el plegament d’aquestes unitats; posteriorment, va tenir lloc l’erosió d’aquest conjunt; per últim, es va produir el dipòsit horitzontal de la unitat 4 discordant sobre el conjunt anterior, erosió generalitzada (relleu actual). La intrusió magmàtica 3 és posterior a les unitats 1 i 2 que travessa, però no es pot assegurar amb les dades que proporciona aquest tall si va afectar o no la unitat 4. 38 a)  Sedimentació

de la sèrie C; basculament o inclinació de la sèrie C; sedimentació de la sèrie D; formació de la falla AA’; erosió de les sèries C i D i formació d’una vall fluvial; sedimentació de la sèrie B.

b)  Els principis per interpretar aquest tall són el de superposició dels estrats i el de la successió d’esdeveniments geològics. c) Hi ha dues discordances de tipus erosiu: la primera, representada pel contacte discordant entre la sèrie C i la sèrie D; la segona, representada per la sèrie B. La falla constitueix un contacte de tipus mecànic i no es considera discordança estratigràfica.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 125

DISCORD.

125

07/11/2016 14:08:08

3

SOLUCIONARI

LA HISTÒRIA DEL NOSTRE PLANETA

d)  Sedimentació horitzontal de la sèrie C, possiblement en un medi marí, en la qual s’observa, intercalat, un estrat diferent. Posteriorment es produeix el basculament, per causes tectòniques, de l’anomenada sèrie C, que queda inclinada. A sobre es dipositen els sediments de la sèrie D. Totes dues sèries, C i D, experimenten una fractura per falla directa AA’, de manera que queden a diferents altures. El nou relleu és erosionat per un riu, que forma una vall fluvial, i al llit del riu es dipositen els sediments de la sèrie B. Maneres de pensar. Anàlisi científica 39

COMPRENSIÓ LECTORA. No, el diluvi no pot explicar que els fòssils es trobin a l’interior dels estrats estant plens del mateix material que la roca que els envolta i que els estrats siguin paral·lels i profunds.

40

COMPRENSIÓ LECTORA. El diluvi universal seria un argument catastrofista, però precisament Cavanilles discrepa que s’hagin format a través d’aquest fenomen.

41

COMPRENSIÓ LECTORA. Principi de l’actualisme.

42

UTILITZA LES TIC. R. M. Va ser un il·lustrat, botànic i naturalista espanyol (1745-1804) que va recórrer tota la península Ibèrica classificant i inventariant la flora autòctona, i que va descobrir espècies noves. També se’l considera el principal precursor nacional de les teories modernes sobre l’aprofitament ordenat dels recursos naturals i el desenvolupament sostenible. La influència de Charles Lyell, si més no la científica, resulta impossible: aquest geòleg britànic va néixer el 1797.

43

UTILITZA LES TIC. El terme testacis aplega tots els animals amb closca, especialment els mol·luscs.

44

EXPRESSIÓ ESCRITA. R. Ll.

47

48

En un estrat en posició «normal» (d’acord amb els principis de l’actualisme i de successió dels estrats), els contramotlles es formen a la base o mur del dipòsit o estrat que cobreix l’empremta. Per tant, trobar un contramotlle a la superfície d’un estrat constitueix el que en geologia es denomina «criteri de polaritat», és a dir, un indicador que aquest estrat està «invertit» (per causes tectòniques) i, conseqüentment, la sèrie infrajacent també ho està. a)  Un herbívor i dos carnívors. b) R. G. c) A causa de la variació de la distància entre empremtes podem interpretar que hi ha canvis de ritme tant en l’herbívor com en els carnívors. d) Deduïm que l’herbívor portava una marxa de passeig, mentre que els carnívors s’apropaven des de dues direccions diferents, corrent a caçar-lo (estratègia similar a la dels depredadors actuals). Al centre de l’escena se suposen una sèrie d’empremtes resultants de la lluita entre depredador i presa. Una vegada han caçat, cada un dels carnívors segueix un camí diferent, amb un estil de marxa molt més pausada que la que els va portar a atrapar l’herbívor.

Saber fer 45

• Sauròpode: altura del maluc: 3,24 m; tipus de ritme: z/h = 1,5. En tant que z/h és < 2, es dedueix que el sauròpode portava ritme de passeig. • Teròpodes petits: altura del maluc: 82,35 cm; tipus de ritme: z/h = 5. En tant que z/h és > 2,9, es dedueix que el teròpode portava ritme de carrera.

46

a) El grau de consistència del substrat és determinant per a la formació de la icnita: això es pot deduir a partir de la profunditat de l’empremta i del major o menor grau de conservació dels trets morfològics de la petjada. b) En el cas d’un desplaçament sobre fang, les empremtes molt profundes i petites són indicatives de substrats tous, mentre que les grans i poc profundes evidencien estrats ferms i semiconsolidats.

126

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 126

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:09:13

.

ES0000000051237 785237_UNITAT 3_58287.indd 127

24/10/2016 9:09:13

4.  ESTRUCTURA I DINÀMICA DELS ECOSISTEMES

INTRODUCCIÓ I RECURSOS Introducció i continguts de la unitat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 Previsió de dificultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 Esquema conceptual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 Et recomanem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

Ensenyament individualitzat Reforç i suport • Continguts fonamentals Fitxa 1. Resum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 • Esquemes muts Fitxa 2. L’estructura, el flux i el cicle de la matèria Fitxa 7. en un ecosistema. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 Fitxa 3. Relacions intraespecífiques. Relacions interespecífiques . . . . . . . 138 Fitxa 4. Xarxa tròfica. Piràmides tròfiques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 Fitxa 5. Cicle del carboni. Cicle del nitrogen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 Fitxa 6. Cicle del fòsfor. Cicle del sofre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 Fitxa 7. Evolució dels ecosistemes: tipus de successions. Fitxa 7. Successió primària en una illa volcànica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 • Consolida les competències Fitxa 8. Tècniques senzilles d’iniciació a l’estudi d’ecosistemes Fitxa 7. terrestres i aquàtics: factors biològics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 • Fitxes multilingües Fitxa 9. Ecosistemes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 Fitxa 10. Cicle del carboni. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 Fitxa 11. Regulació de la mida de la població. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150

Aprofundiment • Projectes d’investigació Fitxa 12. Les estratègies dels insectes socials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 • Treballs d’aula Fitxa 13. Etiquetatge i classificació dels éssers vius (I) . . . . . . . . . . . . . . 154 Fitxa 14. Etiquetatge i classificació dels éssers vius (II) . . . . . . . . . . . . . . 155

128

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 128

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:19

D

.

Recursos per a l’avaluació Autoavaluació . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 Avaluació de continguts • Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 • Criteris d’avaluació i solucions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162

Avaluació per competències • Prova . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 • Criteris d’avaluació i solucions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168

Solucionari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 129

129

24/10/2016 9:08:19

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 130

24/10/2016 9:08:20

Introducció i recursos

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 131

24/10/2016 9:08:20

4

INTRODUCCIÓ I RECURSOS

ESTRUCTURA I DINÀMICA DELS ECOSISTEMES

INTRODUCCIÓ DE LA UNITAT

P

Al començament d’aquesta unitat es descriuen els components de l’ecosistema, que engloben tant el medi abiòtic com tots els éssers vius, i es presta una atenció especial a les relacions dels éssers vius entre si i també amb el medi ambient. Al llarg de l’evolució, els factors abiòtics dels ecosistemes han influït sobre els éssers vius i aquests han adquirit un seguit d’adaptacions que els permeten sobreviure en el medi en el qual habiten. Els éssers vius no estan aïllats a la natura, sinó que es desenvolupen en contacte més o menys estret amb altres de la mateixa espècie o de diferents. Les relacions que hi estableixen determinen la seva abundància i distribució. Entre aquestes relacions, hi destaquen les tròfiques, que es poden representar mitjançant cadenes, xarxes i piràmides.

Els ecosistemes són ens dinàmics, i un aspecte d’aquest dinamisme és la transferència de matèria i energia. Als ecosistemes tenen lloc, simultàniament, dos processos de transferència: un flux d’energia, unidireccional i obert, i un cicle de matèria, tancat. La circulació de la matèria es produeix a través dels éssers vius i també pel medi inert. Els diferents bioelements passen d’uns organismes a uns altres fins que tornen de nou al medi, i el recorregut que fa cadascun constitueix el seu cicle biogeoquímic.

E p c t a e

T e p

Q n i e

Per últim, s’aborda un altre aspecte de la dinàmica dels ecosistemes: la successió, és a dir, el procés de canvis que experimenten al llarg del temps. La tendència natural de tota successió és arribar a l’etapa de màxima estabilitat o clímax.

E CONTINGUTS SABER

• L’estructura d’un ecosistema. • Factors abiòtics i adaptacions. • Límits de tolerància i factors limitants. • Hàbitat i nínxol ecològic. • Les relacions biòtiques. • Les poblacions en els ecosistemes. • Les relacions alimentàries. • Piràmides tròfiques. • Energia i matèria en els ecosistemes. • Cicles biogeoquímics en els ecosistemes. • Cicle del carboni. • Cicle del nitrogen. • Cicles del fòsfor i del sofre. • Evolució dels ecosistemes.

SABER FER

• Mesurar factors abiòtics en ecosistemes terrestres i aquàtics.

SABER SER

• Reconèixer les aportacions de diversos científics al llarg de la història de la geologia fins a arribar a formar el cos de coneixements actual d’aquesta ciència. • Valorar les controvèrsies com a font de desenvolupament científic. • Desenvolupar el gust per conèixer el medi que els envolta i fer interpretacions geològiques senzilles.

132

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 132

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:20

D

.

PREVISIÓ DE DIFICULTATS En aquest nivell, l’ecologia no acostuma a presentar problemes per a l’alumnat, que a més ja en coneix alguns conceptes. Així i tot, convé repassar-ne prèviament tots els termes per evitar equívocs i posar exemples que els aclareixin. Cal diferenciar clarament conceptes com ara nínxol ecològic i hàbitat. També és important repassar les unitats bàsiques, essencialment les que es refereixen i s’utilitzen en les piràmides d’energia, com la caloria (cal) i la kilocaloria (kcal). Quan parlem d’energia i matèria en els ecosistemes és necessari ressaltar que el flux d’energia és unidireccional i que tendeix a fer-se cada vegada més petit. No obstant això, el cicle de la matèria, tal com n’indica en nom, és un procés

cíclic, sense pèrdues. Un error conceptual freqüent és pensar que l’energia flueix en els ecosistemes d’una manera semblant a com ho fa el corrent elèctric per un cable. Cal recalcar que els fluxos d’energia van associats a la transferència de matèria i a les seves transformacions bioquímiques. Un obstacle de solució difícil és l’estudi dels cicles biogeoquímics, ja que en aquest nivell de l’Educació Secundària els alumnes són lluny de posseir els coneixements de química necessaris per entendre les transformacions químiques dels compostos de nitrogen, fòsfor i sofre. Es requeriria un curset condensat breu de química inorgànica, comptant amb l’ajuda desinteressada del professorat de Física i Química.

ESQUEMA CONCEPTUAL Biòtop Components Biocenosi

Estructura

• Factors abiòtics •  Adaptacions • Hàbitat i nínxol ecològic

Límits i classificació

Biòtop - biocenosi Intraespecífiques

• Competència • Cooperació

Interespecífiques

• Competència • Depredació • Mutualisme • Inquilinisme • Parasitisme

Biòtiques Relacions Ecosistemes

Nivells tròfics

• Productors • Consumidors • Descomponedors

Representació

• Cadenes i xarxes • Piràmides tròfiques

Alimentàries

Flux de l’energia Dinàmica Cicle de la matèria

• Cicle del carboni • Cicle del nitrogen • Cicle del fòsfor • Cicle del sofre

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 133

133

24/10/2016 9:08:21

4

INTRODUCCIÓ I RECURSOS

ET RECOMANEM

A LA XARXA PÀGINES WEB Manual d’hàbitats de Catalunya. Adaptació del CORINE Biotopes Manual a Catalunya realitzat per la Generalitat de Catalunya i el Grup de Recerca Geobotànica i Cartografia de Vegetació de la Universitat de Barcelona. Inclou la definició i la descripció de més de 600 unitats. Es poden descarregar en pdf els 8 volums del manual segons tipologia d’hàbitat. Paraules clau: hàbitat, geobotànica, vegetació, manual corine Llistat d’ocells que es poden trobar a Catalunya. Llista realitzada pel servidor d’informació ornitològica de Catalunya (SIOC). Conté les característiques de les principals espècies d’ocells, imatges i sonogrames dels cants. Paraules clau: sioc, llistat d’espècies Aplicació interactiva sobre el reconeixement de les principals aus de Catalunya. Pàgina interactiva realitzada per Recerca en Acció en la qual es poden identificar les espècies d’ocells més comunes a Catalunya pel cant i mitjançant imatges. Es requereix connector per a Flash. Paraules clau: recerca, acció, aplicació interactiva, reconeixement, ocell Aplicació amb activitats sobre ecologia i relacions alimentaries. Applet Java amb activitats desplegables, de relació etc. sobre les relacions alimentàries en els ecosistemes realitzada per ClicXTEC. Es requereix connector per a Flash. Paraules clau: relacions alimentàries, zonaclic Visualitzador de les migracions d’ocells que travessen Catalunya cap al sud des de 2010-2014. Recurs en anglès elaborat pel portal Eurobit que ens permet treballar el tema de les migracions i les relacions amb el ecosistemes a partir de l’evolució de la població de diverses espècies d’ocells. Paraules clau: eurobird, portal, migracions Aplicació interactiva sobre els boscos de Catalunya i la identificació d’espècies. Pàgina elaborada per la Generalitat de Catalunya que ofereix informació, classificació i estat dels boscos a Catalunya així com dels usos i aprofitament possible. Paraules clau: boscos, catalunya, gencat APPS PER A TAULETES I TELÈFONS INTEL·LIGENTS Guia d’arbres silvestres de la península Ibèrica i Balears. App en castellà que permet la identificació 143 especies d’arbres, amb il·lustracions, fotografies i informació realitzada pel Real Jardín Botánico i l’Área de Cultura Científica del CSIC. (iTunes i Google play.)

134

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 134

Aplicació per observar i identificar ocells d’Espanya. App en castellà amb Informació, rutes i mapes de distribució de 563 especies d’ocells amb 200 vídeos i 300 cants. (SEO Birdlife. iTunes i Google play.) Project Noah. Projecte col·laboratiu d’observació i registre de dades sobre la biodiversitat a tot el mon. Organitzat per missions, a Espanya existeix la missió amb codi 9014779 (iTunes i Google play.)

LLIBRES I REVISTES Habitar el mundo: sostenibles en un planeta global Ramon Folch (comissari). Lunwerg Ediciones, 2004. Es mostren diferents ecosistemes del planeta fent incidència en l’ecosistema urbà i es planteja un model sostenible dels diferents usos que fa l’home dels recursos naturals. El teatre dels insectes Xavier Bellés. Rubes editorial, 2003. El llibre relata el pas des del món medieval del segle xv, a través del naturalista Martin Lister, al món real i modern del segle xvii, en el qual els éssers vius es poden observar, mesurar, etc. i descriure'n les característiques i relacions. Sobre el canvi de plantejaments de la ciència i la natura. Ecologia del bosc. Treballs pràctics per a les ensenyances mitjanes M. Àngels Isern, Miquel Catany, Albert Catalan. Edicions UIB, 1987. Aquest llibre pràctic està dividit en dos parts: en la primera part s’analitza la influència del medi sobre les característiques morfològiques i fisiològiques d’un vegetal i la segona part està centrada en l’estudi de les característiques d’una població vegetal, amb propostes d’activitats per desenvolupar als boscos de Catalunya.

DOCUMENTALS I PEL·LÍCULES Goril·les en la boira. Michael Apted, 1988. Pel·lícula sobre la vida de Dian Fossey i els estudis que va realitzar sobre el comportament i vida dels goril·les de muntanya en perill d’extinció. La història del camell que plora. Byambasuren Davaa/Luigi Falorni, 2003. Història sobre la relació d’una família de nòmades en el desert de Gobi i una mare camell del seu ramat que rebutja una cria desprès del part.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:22

Ensenyament individualitzat Reforç i suport Aprofundiment

.

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 135

24/10/2016 9:08:22

4

REFORÇ I SUPORT

FITXA 1

Continguts fonamentals

RESUM Components de l’ecosistema

Factors abiòtics

Hàbitat i nínxol

Les relacions biòtiques

Les poblacions en els ecosistemes

Les relacions alimentàries

Energia i matèria en els ecosistemes Cicles biogeoquímics

Evolució dels ecosistemes

• El biòtop és el component abiòtic. És el lloc o medi físic d’un ecosistema i les seves propietats fisicoquímiques.

L

• La biocenosi és el component biòtic. És el conjunt d’éssers vius que habiten en un lloc determinat i les seves relacions. • Els factors abiòtics són les variables fisicoquímiques del medi que influeixen en els éssers vius d’un ecosistema: temperatura, llum, humitat de l’aire, pressió, salinitat, etc. • Per a un factor abiòtic concret, cada espècie presenta una zona de tolerància en la qual pot viure, amb una zona òptima en què creix més de pressa, deixa més descendència i sobreviu millor. • L’hàbitat d’un organisme és el lloc on viu, és a dir, l’àrea física on el podem trobar. • El nínxol ecològic d’una espècie és de quina forma aquesta «ocupa» un espai, el seu tipus de vida i la funció que té en l’ecosistema. • Intraespecífiques de competència o de cooperació. Aquestes últimes poden ser: familiars, socials, colonials i gregàries. • Interespecífiques: competència, depredació, mutualisme, inquilinisme i parasitisme. • La població és el conjunt d’organismes de la mateixa espècie que habiten una zona determinada i es poden reproduir entre si. • La capacitat de càrrega (K) és el límit sobre el creixement d’una població imposat per un ecosistema. • Nivells tròfics: Nivells en els quals es classifiquen els organismes d’un ecosistema segons com obtinguin l’aliment. Es distingeixen productors, consumidors i descomponedors.

F

• Les relacions es representen mitjançant cadenes, xarxes i piràmides tròfiques. Les piràmides poden ser de nombres, de biomassa i d’energia. • El flux d’energia d’un ecosistema és unidireccional i la quantitat d’energia d’un nivell tròfic és més gran que la del superior. • El flux de matèria en un ecosistema és cíclic. La matèria no es perd, sinó que es recicla contínuament. • El cicle biogeoquímic és el recorregut i la transformació de cada bioelement en un ecosistema. Els bioelements passen d’uns organismes a un altres fins que tornen de nou al medi. • Successió ecològica són els canvis d’un ecosistema al llarg del temps per les variacions en el biòtop i en les poblacions que l’integren. Hi ha successions primàries i secundàries.

C

• El clímax o etapa de màxima estabilitat representa l’estadi final de la successió.

ACTIVITATS 1

Fes un esquema sobre els principals factors abiòtics dels ecosistemes.

3

Representa i explica el cicle del carboni en els ecosistemes.

2

Fes una taula amb els principals tipus de relacions intraespecífiques i interespecífiques.

4

Explica la diferència entre una successió primària i una de secundària.

136

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 136

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:27

D

.

4

REFORÇ I SUPORT

FITXA 2

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

L’ESTRUCTURA D’UN ECOSISTEMA

FLUX D’ENERGIA EN UN ECOSISTEMA

CICLE DE LA MATÈRIA EN UN ECOSISTEMA

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 137

137

24/10/2016 9:08:29

4

REFORÇ I SUPORT

FITXA 3

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

RELACIONS INTRAESPECÍFIQUES

X

P

RELACIONS INTERESPECÍFIQUES

138

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 138

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:35

D

.

4

REFORÇ I SUPORT

FITXA 4

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

XARXA TRÒFICA

PIRÀMIDES TRÒFIQUES 8 individus 90 individus 1 individu

1 g / m2 12 g / m2 43 g / m2 950 g / m2

10 kcal / m2 100 kcal / m2 1.000 kcal / m2 10. 000 g / m2

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 139

139

24/10/2016 9:08:36

4

REFORÇ I SUPORT

FITXA 5

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

CICLE DEL CARBONI

C

CICLE DEL NITROGEN

C

140

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 140

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:39

D

.

4

REFORÇ I SUPORT

FITXA 6

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

CICLE DEL FÒSFOR

CICLE DEL SOFRE

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 141

141

24/10/2016 9:08:40

4

REFORÇ I SUPORT

FITXA 7

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

EVOLUCIÓ DELS ECOSISTEMES: TIPUS DE SUCCESSIONS

SUCCESSIÓ PRIMÀRIA EN UNA ILLA VOLCÀNICA

142

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 142

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:42

.

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 143

24/10/2016 9:08:43

4

REFORÇ I SUPORT

Consolida les competències

Tècniques senzilles d’iniciació a l’estudi d’ecosistemes terrestres i aquàtics: factors biòtics Observar els éssers vius al seu hàbitat permet aprofundir en l’estudi del seu cicle vital i en les relacions que s’estableixen entre ells. 1. Estudi de les plantes Seleccioneu una zona del terreny d’entre 25 i 100 m2, feu-ne un plànol i preneu-ne dades. Per estudiar les plantes es poden fer servir les tècniques següents: •  Realització d’un tall transversal de vegetació Permet conèixer la distribució de les plantes al llarg d’una línia determinada. Cal triar una secció de vegetació variada, com ara estanys, rierols, camins, etc. Material: dues estaques de fusta i una corda graduada. – Claveu dues estaques i esteneu entre elles una corda, en posició horitzontal. La corda ha d’estar marcada a intervals regulars o fins i tot graduada en decímetres o centímetres. – Preneu nota de totes les plantes situades a sota de la corda, com també de la distància que hi ha fins a les estaques, l’altura i qualsevol altra dada que creieu interessant. – Representeu les dades obtingudes en paper mil·limetrat o quadriculat, identificant-hi les plantes mitjançant símbols diferents. •  Estudi de la vegetació pel mètode de quadrats aleatoris Permet analitzar en una zona seleccionada un quadrat de terreny a l’atzar. Material: llistons de fusta, grapes o claus per construir un marc i corda graduada. – Construïu un marc quadrat d’1 m de costat amb filferro, fusta i claus. Dividiu el quadrat amb una corda en altres de més petits de la mateixa mida, la qual cosa permetrà determinar la posició exacta de les plantes. – Sense mirar, llanceu el marc sobre el terreny perquè caigui a l’atzar i estudieu aquesta zona. – Identifiqueu les plantes situades dins del quadrat i representeu-ne la posició en paper mil·limetrat o quadriculat. Repetiu diverses vegades el procés per conèixer amb més detall les plantes del terreny seleccionat.

144

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 144

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:45

D

.

FITXA 8

2.  Estudi d’organismes aquàtics •  Trampa lluminosa aquàtica. Alguns organismes aquàtics se senten atrets per la llum, circumstància que podem aprofitar per recol·lectar-los. El material que necessitem és: un tub de plàstic opac o metàl·lic de 10 a 12 cm de diàmetre i 30 cm de longitud, una llanterna petita, un pot amb tapa de rosca, tela metàl·lica fina, un tros de plàstic negre, gomes elàstiques i una corda de niló. – Introduïu la llanterna encesa al pot de tapa roscada i col·loqueu-lo a l’interior del tub. – Tanqueu un extrem del tub amb el plàstic negre subjectant-lo mitjançant una goma elàstica forta. – Col·loqueu a l’altre extrem un embut de tela metàl·lica i fixeu-lo al tub mitjançant una altra goma elàstica. – Lligueu el conjunt, amb la corda de niló, i submergiu-lo en el medi on hi ha els organismes que volem estudiar. Al cap de 15 o 30 minuts recupereu la trampa i recolliu-ne el contingut.

ACTIVITATS 1

UTILITZA LES TIC. Busca informació sobre els ecosistemes de la zona on vius: espècies predominants, característiques, cicle vital, tipus de relacions biòtiques entre elles, factors ambientals que les condicionen, etc.

2

UTILITZA LES TIC. Busca informació sobre com pots observar, reconèixer i estudiar altres éssers vius del teu entorn: petits invertebrats, aus, empremtes i excrements d’animals, etc.

TREBALL COOPERATIU

Presentació dels treballs de camp fets Aquesta activitat implica tota la classe. La meitat dels alumnes estudiarà les plantes d’un ecosistema terrestre, i l’altra meitat, organismes d’un ecosistema proper.

• Feu fotografies i dibuixos dels éssers vius estudiats. Si podeu, feu-los en diferents moments del seu cicle vital.

• Seleccioneu la zona que voleu estudiar.

• Identifiqueu els éssers vius a la classe amb l’ajuda de les fotografies i de les mostres recollides.

• Apliqueu els mètodes de treball exposats i, si és possible, algun altre.

• Feu fitxes descriptives i dibuixos dels éssers vius identificats.

• Feu fotografies de la zona seleccionada i dels instruments que heu utilitzat per estudiar-la.

• Exposeu el treball a l’aula.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 145

145

24/10/2016 9:08:46

8. Reţea trofică

TEME nenţi ai ecosistemului REFORÇ I SUPORT Partea anorganică a ecosistemului oză. Ansamblu de fiinţe vii care au legături între ele şi cu biotopul trofice. Lanţ trofic ători , matori mpunători ofică

4

Fitxes multilingües ECOSISTEMES 1. 2. 3. 4. 1. 5. 2. 6. 3. 7. 8. 4.

1. Biòtop. Part inorgànica de l’ecosistema.

5. 6.

6.

7.

7.

8. 3. Nivells tròfics. Cadena tròfica

ECOSISTEME Componenţi ai ecosistemului Biotop. Partea anorganică a ecosistemului Biocenoză. Ansamblu 1. de fiinţe vii care au legături între ele şi cu biotopul Niveluri trofice. Lanţ trofic 2. Biocenosi. 2. Conjunt d’éssers Producători , vius que 3. Consumatori es relacionen Descompunători entre ells i amb 4. Reţea trofică el biòtop. 5.

8. 7. Xarxa tròfica

4. Consumidors

ECOSISTEME 1. Componenţi ai ecosistemului 2. Biotop. Partea anorganică a ecosistemului ECOSISTEME 3. Biocenoză. Ansamblu de fiinţe vii care au legături între ele şi cu biotopul 1. Componenţi ai ecosistemului 4. Niveluri trofice. Lanţ trofic 2. Biotop. Partea anorganică a ecosistemului 5. Producători , 3. Biocenoză. Ansamblu de fiinţe vii care au legături între ele şi cu biotopul 6. Consumatori 1. 4. Niveluri trofice. Lanţ trofic 5. Productors 7. Descompunători 2. 5. Producători , 8. Reţea trofică 6. Consumatori 3. 6. Descomponedors 7. Descompunători 4. ECOSISTEME 8. Reţea trofică  Romanès 1. Componenţi ai ecosistemului 5. 1. 2. Biotop. Partea anorganică a ecosistemului 6. 2. 3. Biocenoză. Ansamblu de fiinţe vii care au legături între ele şi cu biotopul 7. 3. 4. Niveluri trofice. Lanţ trofic 8. 4. 5. Producători , 5. 6. Consumatori 6. 7. Descompunători 7. 8. Reţea trofică

1. Xinès 1. 2. 2. 1. 3. 3. 2. 4. 4. 3. 5. 5. 4. 6. 6. 5. 7. 7. 6. 8. 7. 1.

1.

Àrab  2.

1. 3. 2. 4. 2 3. 5. 3 4. 6. 4 5. 7. 5 6. 1. 8. 6 7. 2. 7 8. 3. 1

4. 5. 6. 7. 8.

8. 2. 3. 4. 5. 146

6.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

7. 8. 4_58288.indd 146 ES0000000051237 785237_UNITAT

24/10/2016 9:08:49

D

.

FITXA 9

ECOSISTEMES ECOSYSTEMS ÉCOSYSTÈMES ÖKOSYSTEME 2. Biocenosi. Conjunt d’éssers vius que es relacionen entre ells i amb el biòtop.

1. Biòtop. Part inorgànica de l’ecosistema.

3. Nivells tròfics. Cadena tròfica

7. Xarxa tròfica

4. Consumidors

5. Productors 6. Descomponedors

Anglès

Francès

Alemany

1. Biotope. Inorganic part of the system.

1. Biotope. Partie inorganique du système.

1. Biotop. Anorganischer Teil eines Ökosystems.

2. Biocenosis. A group of organisms that interact with each other and with the biotope.

2. Biocénose. Ensemble des êtres vivants ayant des relations entre eux et avec le biotope.

2. Biozönose. Die Gesamtheit der Lebewesen (Lebensgemeinschaft) die untereinander und mit dem Biotop in Beziehung stehen.

3. Trophic levels. Trophic chain 4. Consumers 5. Producers 6. Decomposers 7. Trophic network

3. Niveaux trophiques. Chaîne trophique 4. Consommateurs

3. Trophische Ebenen Nahrungskette

5. Producteurs

4. Konsumenten

6. Décomposeurs

5. Produzenten

7. Réseau trophique

6. Destruenten 7. Nahrungsnetz

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 147

147

24/10/2016 9:08:52

4

REFORÇ I SUPORT

Fitxes multilingües CICLE DEL CARBONI CICLUL CARBONULUI

‫دورة الكربون‬ 1. CO2 atmosfèric

4. Crema de combustibles fòssils 2. Fotosíntesi

10. Crema de biomassa vegetal

5. Erupcions volcàniques 8. Fotosíntesi

3. Respiració

9. Respiració

7. Roca calcària 11. Combustibles fòssils

6. Sediments marins

Romanès  1. CO2 atmosferic  2. Fotosinteză  3. Respirație  4. Arderea combustibililor fosili  5. Erupții vulcanice  6. Sedimente marine  7. Roci calcaroase  8. Fotosinteză  9. Respirație. 10. Arderea biomasei vegetale 11. Combustibili fosili

148

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 148

Xinès

Àrab

‫ثاني أكسيد الكربون الجوي‬ ‫البناء الضوئي‬ ‫التنفس‬ ‫إحتراق الوقود الحفري‬ ‫إنبعاثات بركانية‬ ‫رواسب بحرية‬ ‫حجر جيري‬ ‫البناء الضوئي‬ ‫التنفس‬ ‫إحتراق الكتلة الحية النباتية‬ ‫وقود حفري‬

1

 1.

2

 2.

3

 3.

4

 4.

5

 5.

6

 6.

7

 7.

8

 8.

9

 9.

10

10.

11

11.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:53

D

.

FITXA 10

CICLE DEL CARBONI CARBON CYCLE KOHLENSTOFFZYKLUS CYCLE DU CARBONE 1. CO2 atmosfèric

4. Crema de combustibles fòssils 2. Fotosíntesi

10. Crema de biomassa vegetal

5. Erupcions volcàniques 9. Respiració

8. Fotosíntesi

3. Respiració

7. Roca calcària 11. Combustibles fòssils

6. Sediments marins

Anglès

Francès

Alemany

 1. Atmospheric CO2

 1. CO2 atmosphérique

 1. CO2-Gehalt der Atmosphäre

 2. Photosynthesis

 2. Photosynthèse

 2. Photosynthese

 3. Respiration

 3. Respiration

 3. Atmung

 4. The burning of fossil fuels

 4. Combustion de carbone fossile

 5. Volcanic eruptions

 5. Éruptions volcaniques

 4. Verbrennung von fossilen Brennstoffen

 6. Marine sediments

 6. Sédiments marins

 7. Limestone

 7. Roche calcaire

 8. Photosynthesis

 8. Photosynthèse

 9. Respiration

 9. Respiration

10. The burning of vegetal biomass

10. Combustion de biomasse végétale

11. Fossil fuels

11. Combustibles fossiles

 5. Vulkanausbrüche  6. Sedimente des Meeresbodens  7. Kalkgestein  8. Photosynthese  9. Atmung 10. Verbrennung von pflanzlicher Biomasse 11. Fossile Brennstoffe

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 149

149

24/10/2016 9:08:54

4

REFORÇ I SUPORT

Fitxes multilingües REGULACIÓ DE LA MIDA DE LA POBLACIÓ REGLAREA NUMĂRULUI POPULAȚIEI

‫تنظيم كثافة السكان‬

1. Naixement

2. Immigració

9. K. Capacitat de càrrega de l’ecosistema

5. Nombre d’individus

6. Corba en forma de J

7. Corba en forma de S

8. Temps

3. Emigració

Romanès 1. Nașterea 2. Imigrația 3. Emigrația 4. Moartea 5. Numărul indivizilor 6. Curba în formă de J 7. Curba în formă de S 8. Timpul 9. K. Capacitatea de susținere a ecosistemului

150

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 150

4. Morts

Xinès

Àrab

‫ميالد‬ ‫هجرة‬ ‫نسوح‬/‫أرتحبل‬ ‫وفيبت‬ ‫عدد األفراد‬ J ‫منحنى عهى شكم حرف‬ S ‫منحنى عهى شكم حرف‬ ‫زمن‬/‫وقت‬ ‫قدرة إستيعبة اننظبو انبيئي‬

1

 1.

2

 2.

3

 3.

4

 4.

5

 5.

6

 6.

7

 7.

8

 8.

9

 9.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:55

D

.

FITXA 11

REGULACIÓ DE LA MIDA DE LA POBLACIÓ REGULATION OF POPULATION SIZE RÉGULATION DE LA TAILLE DE LA POPULATION BEVÖLKERUNGSREGULIERUNG

1. Naixement

2. Immigració

9. K. Capacitat de càrrega de l’ecosistema

5. Nombre d’individus

6. Corba en forma de J

7. Corba en forma de S

8. Temps

3. Emigració

Anglès

4. Morts

Alemany

Francès

1. Births

1. Naissance

1. Geburt

2. Immigration

2. Immigration

2. Einwanderung

3. Emigration

3. Émigration

3. Auswanderung

4. Deaths

4. Décès

4. Todesfälle

5. Number of people

5. Nom d’individus

5. Zahl der Individuen

6. J-curve

6. Courbe en J

6. J-förmige Kurve

7. S-curve

7. Courbe en S

7. S-förmige Kurve

8. Time

8. Temps

8. Zeitfaktor

9. K. Carrying capacity of the ecosystem

9. K. Capacité de charge de l’écosystème

9. K. Belastungsfähigkeit des Ökosystems

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 151

151

24/10/2016 9:08:56

4

APROFUNDIMENT

PROJECTES D’INVESTIGACIÓ

Les estratègies dels insectes socials Per comparació a la forma d'organitzar-se de les societats humanes, en els insectes socials hi ha un repartiment de la feina dins de les diferents castes, com ara obreres i guerreres, però no hi ha una jerarquia dins de la casta, no hi ha líders ni caps. Això no els impedeix dur a terme tasques complexes ni enfrontar-se amb èxit als canvis en les condicions ambientals. Investigacions recents sobre la reacció d’aquests animals a situacions canviants han demostrat pautes de conductes molt sofisticades, semblants als algoritmes informàtics utilitzats a Internet i a la forma de treballar del nostre cervell. S’obre, així, un camp d’investigacions que interessen la neurologia, l’oncologia, la informàtica i la sociologia, entre d’altres.

FULL DE RUTA Objectiu: investigar mitjançant la cerca i la consulta bibliogràfica les característiques dels insectes socials. Se suggereix centrar l’estudi en les formigues o les abelles. Investigacions suggerides: • Com es reparteix la feina en les societats d’insectes? • Les diferents societats d’insectes presenten les mateixes característiques? Quines són aquestes diferències? • Quines estratègies fan servir aquestes societats per localitzar i recol·lectar l’aliment? • Com es comuniquen entre si? • Com es defensen dels seus predadors? • Com es determina el sexe en les societats d’insectes?

• La sabiduría colectiva de las hormigas. D. M. Gordon. Investigación y Ciencia, abril del 2016. • La marabunta demuestra lo que es la inteligencia colectiva. J. Elcacho. La Vanguardia Natural, 25/11/2015. • El lenguaje de la danza de las abejas melíferas. W. H. Kirchner i W. F. Towne. Investigación y Ciencia, agost del 1994, i Temas IyC, juliol, setembre del 2015. • Las hormigas y el arte de la guerra. M. W. Moffett. Investigación y Ciencia, febrer del 2012. • La silenciosa pandemia de las abejas. A. Meana, R. Martín Hernández i M. Higes. Investigación y Ciencia, octubre del 2009.

• Quines malalties parasitàries afecten les societats d’insectes?

• La regulación génica del comportamiento social de las abejas. M. Jordà i M. A. Peinado. Investigación y Ciencia, agost del 2009.

• Quin paper tenen l’ambient i la genètica en el comportament social d’aquests insectes?

• ¿Cómo será ser abeja? Ch. Koch. Mente y Cerebro, juliol/agost del 2009.

• Què podem aprendre dels insectes socials? Fonts d’investigació: • Las hormigas (ebook). Maria Àngels Julivert. Editorial Parramon Paidotribo, 2013. • La manada inteligente. Peter Miller. Editorial Destino, 2013. • La vida de las abejas (ebook). Maurice Maeterlink. Editorial Planeta, 2010.

152

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 152

Presentació: exposició de murals en gran format amb collages, esquemes, entrevistes i articles de la premsa diària. Durada de l’elaboració: 2-3 sessions. Realització: un equip de deu estudiants, dividit en dos de cinc. Un s’encarregarà del disseny i la realització artística dels pòsters i els murals. L’altre, de la cerca, la selecció i el tractament de la informació científica.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:57

D

.

FITXA 12

TINGUES EN COMPTE QUE

• Els insectes socials van coexistir amb els dinosaures i han estat capaços d’adaptar-se a canvis ambientals dràstics per evolucionar i sobreviure fins als nostres dies. • Els insectes socials es troben àmpliament distribuïts arreu del món. Alguns són hostes freqüents a les nostres cases. • Alguns insectes socials proporcionen beneficis immediats, com l’abella de la mel. Molts són pol·linitzadors actius. Altres, com ara moltes espècies de formigues, originen molèsties i pèrdues que, de vegades, són quantioses. • La manera que tenen els insectes socials de solucionar els problemes amb els quals s’enfronten podria aportar solucions a certs problemes, com el trànsit de vehicles, l’intercanvi d’informació a la xarxa, la disseminació i proliferació de cèl·lules canceroses i moltes altres. • Les poblacions d’alguns insectes socials com les d’abelles de la mel estan experimentant durant els últims anys una disminució alarmant a causa de l’atac de paràsits i l’enverinament per plaguicides.

EL QUE HAS DE SABER • Himenòpters: ordre d’insectes al qual pertanyen les formigues, les abelles i les vespes. • Insectes socials: són els que viuen en societats cooperatives molt nombroses en les quals hi ha repartiment de les tasques. Són capaços de comunicar-se i de resoldre problemes complexos. • Castes: grups que integren aquestes societats. Presenten diferències anatòmiques i fisiològiques i s’encarreguen de fer feines específiques. Entre les diferents castes hi ha jerarquia (relacions de poder), però no n’hi ha dins de cada casta. • Obreres: nom genèric d’una de les castes més nombroses encarregades de la recol·lecció de l’aliment i d’altres tasques de manteniment de l’hàbitat de la societat. • Reina: nom d’una casta formada per un o pocs individus amb funcions exclusivament reproductives. • Feromones: hormones que es transmeten per l’aire o que es dipositen sobre el substrat i que tenen efectes sobre la conducta dels insectes socials i també sobre altres animals. • Etologia: ciència que estudia el comportament animal.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 153

153

24/10/2016 9:09:01

4

APROFUNDIMENT

FITXA 13

TREBALLS D’AULA

Etiquetatge i classificació dels éssers vius (I)

E

INTRODUCCIÓ

Hi ha moltes guies de classificació que es poden utilitzar per conèixer i ordenar els exemplars que s’han pogut recollir a les excursions al camp o a la platja. A les sortides s’ha d’haver guardat cada mostra en bossetes, en les quals cal haver indicat el lloc de recol·lecció, el recol·lector i altres dades de la recollida.

Al laboratori s’ha de fer l’observació de la mostra, la seva descripció, neteja i classificació. La classificació s’ha de dur a terme fent servir les guies específiques, que cal aprendre a manejar en cada cas. Et proposem classificar organismes de tres grans grups.

PROCEDIMENT CLASSIFICACIÓ DE MOL·LUSCS

Material: lupa binocular, guia de camp de mol·luscs i mostres de mol·luscs (petxines) recollides al camp o a la platja.

Bivalves marins Mytilus edulis Musclo comú

A les sortides al camp o a la platja pots recollir una infinitat de mostres sense necessitat de danyar el medi ambient. Recorda que no has de recollir mai exemplars vius! Has de separar les petxines, en primer lloc, per similitud en la seva forma externa, forma’n grups i fent un cop d’ull ràpid a la guia de camp intenta reconèixer-ne algun exemplar semblant, així t’estaràs acostant a la determinació de la família o l’ordre al qual pertanyen. En segon lloc, i ja més detingudament, has de llegir les característiques de cada exemplar semblant i anar descobrint i anotant les particularitats del teu exemplar. Quan observis que coincideixen exactament, el tindràs classificat, tot i que això, en alguns casos, no és una feina fàcil. Després has de fer una etiqueta identificadora, de la qual et proposem un model (a la columna següent). La fitxa pot incorporar opcionalment la classe, l’ordre o la família a la qual pertany, però el que sí que és imprescindible és que n’aparegui el nom científic (ja saps que va en llatí i n’indica el gènere i l’espècie) i el seu nom vulgar o comú. Per darrere, també com a dades que han d’aparèixer de manera obligatòria, has d’indicar el lloc de recol·lecció, la data i el recol·lector de l’exemplar.

154

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 154

Ll. R: platja de Sant Pol Data: 22/02/2016 Rec.: Antònia Vallès Les petxines que has recollit es poden guardar de diferents maneres. Però, com ja deus suposar, és important que tinguis previst que, si en el futur en vols recollir més, la col·lecció ha de poder créixer. El més habitual és guardar cada petxina en una capsa petita de cartolina, oberta, en la qual es pugui posar l’etiqueta. En alguns casos hauràs de posar cotó a la capsa perquè les parts delicades de les petxines no es deteriorin. El conjunt de les capses petites individuals es pot emmagatzemar en un calaix d’un moble o en una caixa més grossa. Perquè la col·lecció de petxines sigui duradora, has de tenir en compte dues coses: • Evita guardar la col·lecció en un moble de roure (aquesta fusta desprèn uns vapors àcids que ataquen el carbonat de calci de les petxines i les deterioren molt). • Procura, en la mesura que puguis, que les petxines no rebin la llum directa del sol durant tot el dia. El color d’algunes petxines és força delicat i la llum solar tendeix a fer que desaparegui a poc a poc.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:09:03

D

.

4

APROFUNDIMENT

FITXA 14

TREBALLS D’AULA

Etiquetatge i classificació dels éssers vius (II) PROCEDIMENT CLASSIFICACIÓ D’INSECTES

CLASSIFICACIÓ DE PLANTES

Els insectes són el grup més abundant en qualsevol regió del planeta i, per tant, la recol·lecció d’uns pocs exemplars per classificar-los no ha de suposar cap problema. Però, per raons òbvies de protecció de la natura, et recomanem que no agafis insectes vius. Segurament deus disposar-ne d’una col·lecció al centre, o en pots capturar algun de viu per observar-lo i alliberar-lo més tard. Els insectes classificats han de dur dues etiquetes d’1 × 2 cm. A la primera cal posar-hi el lloc de recol·lecció, la localitat, la data i el recol·lector; a la segona, l’ordre, la família i el gènere, i l’espècie si la coneixes.

Ordre: Coleòpters Fam.: Scarabaeidae

Copris hispanicus

Turó de l’Home El Montseny (Vallès Oriental) 7/03/2004 Rec.: Antònia Vallès

Per conservar els insectes n’hi ha prou de punxarlos, un cop morts, amb una agulla especial, anomenada agulla entomològica. Hi ha agulles entomològiques de diversos gruixos i longituds: algunes són extremament fines. L’insecte, una vegada punxat, es fixa a un suro i, amb altres agulles, se’n subjecten les potes en una posició més o menys natural. Al cap d’uns dies, l’insecte està completament sec, no ha perdut el color i es conservarà així indefinidament, si tenim unes certes precaucions. Per exemple, cal guardar-los en capses amb un vidre, per veure’ls sense manipular-los (són molt delicats una vegada secs), i amb un líquid insecticida en una ampolla petita. Les etiquetes es punxen en la mateixa agulla en la qual s’acostuma a punxar l’insecte. La conservació dels insectes és molt senzilla, i per això col·leccionar-los sempre ha estat una activitat molt comuna, tot i que t’hem de cridar l’atenció sobre la necessitat d’evitar les col·leccions d’insectes si no es fan amb objectius científics.

Les plantes tenen l’avantatge que no es mouen i, per tant, al camp les podem observar tranquil·lament, i fins i tot classificar-les. Per fer-ho, necessitarem una lupa de mà i una guia de camp. A les guies de camp s’acostumen a fer servir fotos o dibuixos per classificar les plantes de visu i claus dicotòmiques per fer una classificació més precisa. Ja saps que aquestes classificacions consisteixen en un seguit de taules de doble entrada que sempre et donen dues opcions, de les quals has d’agafar una per seguir el camí que et dugui a la classificació definitiva de l’exemplar. Amb les guies podràs classificar molts exemplars, especialment els més comuns, i conèixer-ne les característiques més importants. Si vols, es pot fer un herbari per conservar algunes espècies que et semblin interessants. Simplement has de recollir un tros de planta (millor amb flors, fulles i fruites: evita, si pots, arrencar-ne l’arrel) i premsar-lo entre diaris. Com més pressió hi facis millor. Però tingues en compte que moltes plantes perden els seus colors i altres característiques quan s’assequen, per la qual cosa pot ser convenient que anotis una breu descripció d’aquestes plantes si creus que després te’n caldran dades com ara el color de la flor per classificar-les. Les plantes també s’han d’etiquetar. A les etiquetes s’inclouen dades que poden ser importants per reconèixer l’espècie, com l’ecosistema o el sòl on creix. A continuació t’oferim un model d’etiqueta:

Família: FAGÀCIES Quercus coccifera Fageda d’en Jordà Olot, Girona, 2/12/2004 En matollar sota sòl calcari Rec.: Daniel Castells

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 155

155

24/10/2016 9:09:04

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 156

24/10/2016 9:09:05

Recursos per a l’avaluació Autoavaluació Avaluació de continguts Avaluació per competències

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 157

24/10/2016 9:09:05

D

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 158

24/10/2016 9:09:05

4

AUTOAVALUACIÓ

ESTRUCTURA I DINÀMICA DELS ECOSISTEMES

Nom:

1

Els factors abiòtics:

Curs:

6

Les piràmides de nombres:

a. Determinen les característiques dels éssers vius de la biocenosi.

a. Indiquen la quantitat de matèria present en cada nivells tròfic.

b. No influeixen sobre els éssers vius de l’ecosistema.

b. Són representatives de les relacions tròfiques dels ecosistemes.

c. Determinen la mida dels ecosistemes.

c. Poden ser invertides.

d. Són iguals en els ecosistemes terrestres i en els aquàtics. 2

El nínxol ecològic és:

d. No són mai invertides. 7

a. La zona on viu un organisme.

L’energia que passa a través d’una cadena alimentària prové:

b. El conjunt de tots els factors biòtics i abiòtics d’un ecosistema.

a. De la glucosa.

c. La funció i el mode de vida d’un organisme dins de l’ecosistema.

c. De l’oxigen i del diòxid de carboni.

d. El nombre d’individus que hi ha en cada nivell tròfic. 3

b. De la llum. d. De l’oxigen, del diòxid de carboni i de la llum. 8

En els ecosistemes: a. El cicle de la matèria i el flux d’energia són tancats.

Una associació gregària s’estableix entre: a. Individus de diferents espècies.

b. El cicle de la matèria és obert i el flux d’energia, tancat.

b. Individus de la mateixa espècie que estan emparentats.

c. El cicle de la matèria i el flux d’energia són oberts.

c. Individus de la mateixa espècie i de diferents que no es perjudiquen.

d. El cicle de la matèria és tancat i el flux d’energia és obert.

d. Individus de la mateixa espècie que no estan necessàriament emparentats. 9 4

Data:

En el cicle del carboni és correcte que:

Els nivells tròfics d’un ecosistema són:

a. Els productors capten CO2 de l’atmosfera i el transformen en matèria orgànica.

a. Productors, consumidors i el nivell de descomponedors.

b. Els bacteris i els fongs descomponen els excrements i les restes orgàniques dels éssers vius produeixen CO2 que alliberen a l’atmosfera.

b. Productors, herbívors i carnívors. c. Productors, consumidors primaris, consumidors secundaris i depredadors.

c. Les restes orgàniques enterrades es transformen en combustibles fòssils o roques calcàries.

d. Les tres respostes són correctes.

d. Totes són certes. 5

Els organismes descomponedors són: a. Heteròtrofs.

10

L’última etapa d’una successió ecològica es denomina:

b. Autòtrofs.

a. Nínxol ecològic.

c. Uns d’autòtrofs i altres d’heteròtrofs.

b. Clímax.

d. Depèn de l’ecosistema.

c. Límit de tolerància. d. Zona òptima.

1 a; 2 c; 3 d; 4 a; 5 a; 6 c; 7 b; 8 d; 9 a; 10 b. SOLUCIONS DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 159

159

24/10/2016 9:09:06

4

AVALUACIÓ DE CONTINGUTS

ESTRUCTURA I DINÀMICA DELS ECOSISTEMES

Nom:

1

Curs:

Data:

Defineix: •  Ecosistema:     •  Biocenosi:     •  Biòtop:    

2

Cita dues adaptacions dels éssers vius a la temperatura, dues a la humitat i explica en què consisteixen.  

3

a.  Quina és la diferència entre l’hàbitat i el nínxol ecològic d’una espècie?   b. Dues espècies diferents poden tenir el mateix hàbitat? Dues espècies diferents poden tenir el mateix nínxol ecològic? Raona-ho.  

4

Què tenen en comú i en què es diferencien les relacions de competència dins de la mateixa espècie i entre dues espècies diferents?  

5

Quin tipus de xarxa representa aquest dibuix? Quants nivells hi ha representats? Què li passa a aquesta xarxa si desapareixen les algues? 

Gavina

 Botzina

Bou de mar Estrella de mar

   

Eriçó de mar

 Pagellida

Enciam de mar

160

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 160

Musclo



Fitoplàncton



DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:09:07

D

.

6

a.  Construeix una piràmide tròfica amb les dades següents: 2 arbres, 100 erugues, 10 ocells i 1 xoriguer. b. Quins altres tipus de piràmides tròfiques coneixes? Explica quina proporciona més informació.   

7

Una femella d’anxova produeix centenars de milers d’ous que vessa a l’oceà perquè es desenvolupin. a. Quins factors poden frenar el creixement de la població d’anxoves?   b. Quin nom rep el límit sobre el creixement imposat per un ecosistema?  

8

Explica què entenem per flux d’energia i cicle de matèria en un ecosistema.   

9

a. Explica i anomena els processos d’evolució dels ecosistemes representats en la figura i les diferències que hi ha entre tots dos.   b.  A què s’anomena clímax? 

10

Explica què representa aquest esquema i posa nom a les diferents parts.        

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 161

161

24/10/2016 9:09:08

4

CRITERIS D’AVALUACIÓ I SOLUCIONS

ESTRUCTURA I DINÀMICA DELS ECOSISTEMES Criteris d’avaluació

Activitats

Categoritzar els factors ambientals i la seva influència sobre els éssers vius.

1i2

Reconèixer el concepte de factor limitant i límit de tolerància.

2i7

Identificar les relacions intra i interespecífiques com a factors de regulació dels ecosistemes.

4

Explicar els conceptes de biòtop, població, comunitat, ecotò, cadenes i xarxes tròfiques.

1, 4, 7 i 9

Comparar adaptacions dels éssers vius a diferents medis, per mitjà de l’ús d’exemples.

2, 5 i 6

Expressar com es produeix la transferència de matèria i energia al llarg d’una cadena o xarxa tròfica i deduir-ne les conseqüències pràctiques en la gestió sostenible d’alguns recursos per part de l’ésser humà.

6, 8 i 10

Relacionar les pèrdues energètiques produïdes en cada nivell tròfic amb l’aprofitament dels recursos alimentaris del planeta des d’un punt de vista sostenible.

1

• Un ecosistema és el conjunt d’éssers vius i de factors ambientals que hi ha en una zona determinada, i les relacions que s’estableixen entre ells. • La biocenosi o comunitat és el component biòtic d’un ecosistema. És el conjunt d’éssers vius (bacteris, protoctists, fongs, vegetals i animals) que habiten en un indret determinat i les relacions que s’estableixen entre ells. • El biòtop és el component abiòtic de l’ecosistema. És el lloc o el medi físic d’un ecosistema i les seves característiques fisicoquímiques. Aquestes característiques inclouen factors ambientals com la llum, la temperatura, l’aigua, la salinitat, el pH, la naturalesa del sòl, etc.

2

L’alumne es pot referir a les adaptacions següents: • Adaptacions a la temperatura. La regulació de la temperatura produeix dues grans adaptacions:

162

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 162

10

 

– Animals endoterms, és a dir, amb control intern de la temperatura. Aquesta adaptació independitza l’animal del medi.  

– Animals ectoterms, subjectes a la temperatura ambiental. La seva supervivència es garanteix mitjançant una activitat metabòlica alentida (fred) o accelerada (calor). • Adaptacions a la humitat:   – Cobertes quitinoses d’alguns artròpodes que eviten la pèrdua de l’aigua i els permet viure en ambients molt secs, com ocorre amb els coleòpters que habiten en la sorra dels deserts.   – Transformació de fulles en espines que eviten l’evapotranspiració, present en nombroses plantes, com ara acàcies, cactus i moltes arbustives mediterrànies.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:09:09

D

.

3

a. L’hàbitat d’un organisme és el lloc on viu, és a dir, l’àrea física on el podem trobar. Pot ser molt ampli, com un oceà, o molt limitat, com una bassa o l’estómac d’un rumiant. Cada hàbitat té factors abiòtics i biòtics que el caracteritzen. Podem definir el nínxol ecològic d’una espècie com el paper que aquesta espècie du a terme en l’ecosistema. No correspon només a un espai físic, sinó també a com aquesta espècie «ocupa» aquest espai, al seu mode de vida i la funció que té en l’ecosistema. Per determinar el nínxol ecològic d’una espècie cal conèixer-ne les característiques ecològiques: hàbitat, aliment, llocs de reproducció, resistència a factors del medi, relacions amb els individus de la mateixa espècie o d’una espècie diferent, etc.

7

b. Capacitat de càrrega (K) o capacitat límit del medi. 8

b. Dues o més espècies poden tenir el mateix hàbitat en un ecosistema, però no el mateix nínxol ecològic, ja que això significaria que tindrien exactament les mateixes necessitats i requeriments. Hi ha d’haver una diferència en el nínxol perquè dues espècies puguin coexistir. Si no, una d’elles desplaçarà o eliminarà l’altra. 4

La competència intraespecífica pot afectar qualsevol factor del nínxol: reproducció, relació, alimentació i distribució de l’espai. La competència interespecífica pot afectar tots els factors esmentats tret de la reproducció.

5

Representa una xarxa tròfica marina amb productors (algues), consumidors primaris (mol·luscs), secundaris (cranc, estrella de mar, eriçó de mar) i terciari (gavina). Si desapareguessin les algues, desapareixerien totes les cadenes tròfiques i, conseqüentment, tota la xarxa representada.

6

a.  R. G. 1 xoriguer 10 ocells 100 erugues 2 arbres b.  L’esquema superior correspon a una piràmide de nombres. Hi ha altres tipus de piràmides per representar la biocenosi d’un ecosistema. Las piràmides de biomassa representen la biomassa dels diferents nivells tròfics d’un ecosistema en un moment determinat, expressada en unitats de massa per unitats de superfície. Les piràmides d’energia indiquen l’energia emmagatzemada en un nivell tròfic en un període de temps determinat, i que queda disponible per al nivell tròfic superior. Són les que aporten més informació. Els seus valors s’expressen en unitats d’energia per unitat de superfície o volum i per unitat de temps.

a.  Alguns organismes, com l’anxova, produeixen milions d’ous; no obstant això, la seva població no creix indefinidament, ja que un percentatge elevat d’ous són consumits per depredadors. La depredació és un dels factors principals que frena el creixement d’aquesta població.

a.  El flux d’energia que travessa un ecosistema és unidireccional. La font principal n’és el sol. Els organismes productors autòtrofs, és a dir, les plantes, les algues i els bacteris fotosintètics, transformen mitjançant la fotosíntesi una part de l’energia lluminosa en energia química, que s’acumula en la matèria orgànica que produeixen. Els organismes productors i consumidors utilitzen gran part d’aquesta energia en la respiració, el creixement i els processos metabòlics. El 10 % de l’energia procedent d’un nivell tròfic pot passar als organismes del nivell següent. Una altra part se cedeix al medi en forma de calor i no es reutilitza. La quantitat d’energia en un nivell tròfic determinat és més baixa que la del nivell precedent i més alta que la del nivell següent. b. A diferència del flux d’energia, el flux de matèria en un ecosistema és cíclic. La matèria no es perd, sinó que es recicla contínuament. Una part de la matèria passa d’un nivell al nivell següent. D’altra banda, la matèria orgànica, procedent de fems, excrements, restes orgàniques i cadàvers d’éssers vius, és transformada pels descomponedors en matèria inorgànica. Aquesta és aprofitada després pels organismes autòtrofs, que generen nova matèria orgànica que servirà d’aliment als heteròtrofs. Finalment, quan els autòtrofs i els heteròtrofs moren, el cicle torna a començar.

9

a.  Totes dues figures representen el procés d’evolució d’un ecosistema denominat successió ecològica. En totes dues es parteix d’un estat inicial de nul·la o mínima biodiversitat i a mesura que passa el temps van apareixent noves espècies que colonitzen l’ecosistema i estableixen noves cadenes i xarxes tròfiques. El nombre de nínxols ecològics augmenta. La biodiversitat cada vegada és més gran i tendeix cap a un estat estable on assoleix un valor màxim. Aquest estat estable es denomina clímax. Les relacions interespecífiques arriben al seu màxim desenvolupament. Una de les seves característiques en molts ecosistemes és l’aparició d’espècies vegetals de mida més gran. b. La figura superior representa una successió primària. La fase de partida es genera sobre un biòtop sense biocenosi, en el qual mai no ha existit cap ésser viu, com succeeix quan té lloc una erupció volcànica, o la formació d’un delta. La figura inferior representa una successió secundària. La fase inicial es genera aquí com a conseqüència d’una acció natural (una inundació) o humana (un incendi) que ha eliminat o danyat seriosament la biocenosi preexistent.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 163

163

24/10/2016 9:09:10

4 10

CRITERIS D’AVALUACIÓ I SOLUCIONS

ESTRUCTURA I DINÀMICA DELS ECOSISTEMES

Aquest esquema representa el cicle del carboni. Les línies blaves indiquen emissions de CO2 al reservori atmosfèric d’aquest gas, produïdes per la respiració dels éssers vius i per la combustió de matèria orgànica. Les línies vermelles representen la fixació de C per mitjà de la fotosíntesi i també la incorporació d’aquest element als consumidors i descomponedors a través de les cadenes tròfiques terrestres i marines.

CO2 atmosfèric

Crema de combustibles fòssils Fotosíntesi

Crema de biomassa vegetal

Erupcions volcàniques

Respiració

Fotosíntesi

Respiració

Roca calcària

Sediments marins

164

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 164

Combustibles fòssils

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:09:11

al

.

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 165

24/10/2016 9:09:11

4

AVALUACIÓ PER COMPETÈNCIES

ESTRUCTURA I DINÀMICA DELS ECOSISTEMES

Nom:

Curs:

Data:

En Pere i en Pau són bessons. La seva professora els ha encarregat un treball d’investigació ecològica: desxifrar una senzilla xarxa tròfica d’algun ecosistema proper a casa seva. A prop del poble on viuen n’hi ha uns quants. Un és un petit bosc de roures,i és el que prefereix en Pere. L’altre, un petit estany, és el que s’estima més en Pau. Al final, en Pere cedeix i escullen l’estany. A l’estany hi ha molta vida: algues microscòpiques, plantes aquàtiques (palustres, flotants i submergides), crancs i petits cargols d’aigua que mengen de tot. També hi ha peixos, com la carpa, que s’alimenta d’algues, i altres de més petits, com les gambúsies, que s’alimenten del zooplàncton, que alhora s’alimenta de les algues microscòpiques (fitoplàncton), etc. De vegades, s’hi poden veure aus com el blauet, que s’alimenta dels peixos que viuen allà, i agrons, que de tant en tant visiten l’estany per pescar peixos. Per descomptat, també hi viuen nombrosos bacteris que transformen qualsevol resta orgànica en matèria mineral.

1

Quin és l’objectiu de la investigació que la professora ha proposat a en Pere i en Pau? a. Estudiar com s’alimenten els components d’un ecosistema. b. Estudiar els cicles biogeoquímics d’un ecosistema. c. Estudiar les relacions alimentàries entre els components d’un ecosistema. d. Reconèixer els diferents tipus d’animals i vegetals d’un ecosistema.

2

Quins nivells tròfics identifiques a l’estany? Escriu-ne el nom i situa a cada nivell els diferents éssers vius que s’enumeren en el text. Nivells

Nom

Exemples

Nivell 1 Nivell 2 Nivell 3 Nivell 4

3

En l’ecosistema de l’estany interaccionen diversos factors fins a arribar a un equilibri sostenible que anomenem clímax, en el qual: C/F Cada espècie ocupa diversos nínxols ecològics. Tota la matèria i l’energia d’un determinat nivell passa al següent. L’energia consumida per les seves comunitats és igual a la que li arriba de l’exterior. El nombre d’espècies diferents que hi viuen és màxim.

166

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 166

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:09:13

D

.

4

5

Una de les característiques comunes a tots els ecosistemes és que necessiten una aportació contínua d’energia. Aquesta energia va passant d’uns organismes a uns altres i es va consumint gradualment. D’on prové la major part de l’energia que es consumeix a l’estany? a. Aigua.

c. Sol.

b. Vegetals.

d. Bacteris.

En Pere i en Pau saben que a l’estany hi ha un flux enorme de matèria i energia. En què es consumeix l’energia que circula per l’estany d’un nivell tròfic a un altre? a. A dur a terme les funcions vitals de les diferents espècies que l’habiten. b. A alimentar cada individu de l’estany. c. En la regeneració de l’aigua de l’estany. d. A alimentar els agrons, que són l’animal més gros de l’estany.

6

En Pau, pensatiu, li diu a en Pere que, al final, tots els éssers vius ens descomponem en matèria inorgànica. Quin nom rep el nivell tròfic responsable d’aquesta descomposició? a. Consumidors terciaris. b. Descomponedors. c. Productors. d. Consumidors primaris.

7

De tots els organismes anomenats per descriure els habitants de l’estany, quins són els encarregats de transformar en matèria inorgànica tot el que ha estat matèria orgànica? a. El zooplàncton. b. El fitoplàncton. c. Els agrons. d. Els bacteris.

8

En l’esquema anterior pots veure que en tots els nivells es produeix una pèrdua d’energia en forma de calor. Quina de les frases següents explica com es consumeix l’energia de l’ecosistema? a. Durant el desplaçament i l’activitat física de les espècies. b. Durant la reproducció de les espècies. c. Durant els processos de respiració cel·lular. d. Durant la captura d’aliments i el seu processat posterior.

9

Els crancs que viuen a l’estany que estan estudiant en Pere i en Pau són autòctons, han viscut en aquest ecosistema des dels seus primers temps. Però a la majoria dels rius d’Espanya, aquesta espècie de crancs gairebé hi ha desaparegut a causa d’una malaltia infecciosa que es va propagar durant les dècades de 1960 i 1970, després de la qual van ser substituïts pels crancs americans. Aquesta espècie té els mateixos hàbits alimentaris, però són resistents a aquesta malaltia i molt més agressius ecològicament. En Pau i en Pere es pregunten què passaria si els crancs americans arribessin al seu estany. Indica la resposta correcta. a. Compartirien amb els crancs autòctons el mateix nínxol ecològic. b. S’establiria entre totes dues espècies una relació de competència excloent per ocupar el mateix nínxol. c. S’establiria entre totes dues espècies una relació de cooperació. d. S’encreuarien totes dues espècies i donarien lloc a una nova espècie amb les característiques de totes dues.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 167

167

24/10/2016 9:09:14

4

CRITERIS D’AVALUACIÓ I SOLUCIONS

ESTRUCTURA I DINÀMICA DELS ECOSISTEMES

Competències que s’avaluen Competència matemàtica i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic Competència d’aprendre a aprendre

Criteris d’avaluació Categoritzar els factors ambientals i la seva influència sobre els éssers vius.

Competència social i ciutadana

Activitats

9

Competència d’autonomia, iniciativa personal i emprenedoria Competència matemàtica i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic Competència d’aprendre a aprendre Competència comunicativa, lingüística i audiovisual Competència matemàtica i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic

Reconèixer el concepte de factor limitant i límit de tolerància. Identificar les relacions intra i interespecífiques com a factors de regulació dels ecosistemes.

9

3i9

Competència d’aprendre a aprendre Competència matemàtica i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic Competència d’aprendre a aprendre Competència matemàtica i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic Competència d’aprendre a aprendre

Explicar els conceptes de biòtop, població, comunitat, ecotò, cadenes i xarxes tròfiques. Comparar adaptacions dels éssers vius a diferents medis, per mitjà de l’ús d’exemples.

Competència social i ciutadana

1i6

2, 6 i 7

Competència d’autonomia, iniciativa personal i emprenedoria Competència matemàtica i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic Competència d’aprendre a aprendre Competència social i ciutadana Competència d’autonomia, iniciativa personal i emprenedoria

Competència matemàtica i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic Competència d’aprendre a aprendre

168

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 168

Expressar com es produeix la transferència de matèria i energia al llarg d’una cadena o xarxa tròfica i deduir les conseqüències pràctiques en la gestió sostenible d’alguns recursos per part de l’ésser humà. Relacionar les pèrdues energètiques produïdes en cada nivell tròfic amb l’aprofitament dels recursos alimentaris del planeta des d’un punt de vista sostenible.

4, 5, 6 i 8

8

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

07/11/2016 14:22:11

D

.

1

c. Estudiar les relacions alimentàries entre els components d’un ecosistema.

2



3

Nivells

Nom

Exemples

Nivell 1

Productors

Fitoplàncton, algues, plantes aquàtiques

Nivell 2

Consumidors primaris

Carpa, zooplàncton

Nivell 3

Consumidors secundaris

Cargols, crancs, gambúsies, agró, blauet

Nivell 4

Descomponedors

Bacteris



C/F Cada espècie ocupa diversos nínxols ecològics.

F

Tota la matèria i l’energia d’un determinat nivell passa al següent.

F

L’energia consumida per les seves comunitats és igual a la que li arriba de l’exterior.

C

El nombre d’espècies diferents que hi viuen és màxim.

C

4

c. Del sol.

5

a. A dur a terme les funcions vitals de les diferents espècies que l’habiten.

6

b. Descomponedors.

7

d. Els bacteris.

8

c. Durant els processos de respiració cel·lular.

9

b. S’establiria entre totes dues espècies una relació de competència excloent per ocupar el mateix nínxol tròfic.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 169

169

24/10/2016 9:09:15

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 170

24/10/2016 9:09:16

Solucionari

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 171

24/10/2016 9:09:16

4

SOLUCIONARI

ESTRUCTURA I DINÀMICA DELS ECOSISTEMES

Interpreta la imatge • El linx ibèric (Lynx pardina) viu al bosc mediterrani d’interior, caracteritzat per pluges equinoccials (primavera i tardor) i un període més o menys prolongat de sequera estival. La vegetació dominant és de tipus perennifoli. • R. Ll. Sobre l’extinció cal considerar factors com ara epidèmies dels conills, -la seva base d’alimentació-, la caça furtiva, l’antropització dels espais silvestres, la presència de contaminants, etc.

atès que agafen els nutrients de l’hoste; en canvi, el seu aparell reproductor està hipertrofiat amb la finalitat d’assegurar la supervivència. 9

Els permet evitar la congelació durant l’hivern i regular molt eficaçment la pèrdua d’aigua durant l’estiu.

10

La raó és que els factors abiòtics dels ecosistemes aquàtics, principalment els marins, varien molt poc. Els canvis, quan es produeixen, ho fan de manera lenta i gradual a causa de la inèrcia que presenta l’aigua respecte de les alteracions d’aquests ecosistemes.

11

UTILITZA LES TIC. R. Ll. Cal recordar que aquests animals passen un període de la seva vida al mar i altres en corrents d’aigua dolça. Per tant, la salinitat i la temperatura són factors que s’han d’investigar.

12

Interpreta la imatge. La temperatura òptima per a la gavina argentada es localitza entre -10 °C i 52 °C. Per a l’abella de la mel, entre 25 °C i 38 °C.

13

Interpreta la imatge. Segons la gràfica, les gavines moren als 58 °C. L’abella de la mel mor a temperatures inferiors a 10 °C i superiors a 40 °C.

14

Interpreta la imatge. Gavina: límit de tolerància superior T: 58 °C. Per a l’abella de la mel: límit de tolerància inferior T: 9-10 °C; límit de tolerància superior T: 40-41 °C.

Claus per començar • Un ecosistema és el conjunt format per éssers vius i factors ambientals que hi ha en una zona determinada i les interrelacions que s’estableixen entre ells. • L’àrea física on es localitza un ésser viu determinat es coneix amb el nom d’hàbitat. La manera d'ocupar aquest espai que té una espècie, és a dir, el paper que desenvolupa en un ecosistema, es denomina nínxol ecològic. Molts autors inclouen l’hàbitat com un element del nínxol ecològic. • Els ecosistemes evolucionen al llarg del temps amb una tendència que els porta a aconseguir el màxim de biodiversitat. Aquest estadi s’anomena clímax. També poden fer una involució, i això s’anomena regressió ecològica. • No. Les poblacions no creixen indefinidament perquè hi ha factors com la depredació o l’escassetat d’aliment que provoquen la mort dels individus i en frenen en creixement.

15

Interpreta la imatge. La gavina és més resistent al fred que l’abella de la mel.

S

•

1

Interpreta la imatge. El biòtop d’aquest ecosistema el forma l’aigua del mar i les roques del fons marí.

16

Interpreta la imatge. La gavina argentada és més tolerant a la temperatura que l’abella de la mel.

2

Interpreta la imatge. Els factors abiòtics que caracteritzen aquest biòtop són:

17

Sí. A partir de certa profunditat l’atenuació de la intensitat lluminosa impedeix la realització de la fotosíntesi; per tant, d’aquesta zona cap avall només hi poden viure animals detritívors i els seus depredadors.

18

UTILITZA LES TIC. R. Ll.

19

La corba A correspon a un organisme eurioic, ja que els seus límits de tolerància determinen una zona de tolerància més àmplia que la que correspon a un organisme estenoic, els límits de tolerància del qual, més estrets, vénen donats per la corba B.

20

L’hàbitat de les tres espècies és la sabana. El nínxol ecològic pel que fa a la seva alimentació és:

– A l’aigua del mar: temperatura, salinitat, densitat, llum, presència de gasos i corrents. – Les roques del fons: relleu, composició mineral, textura, estructura i porositat. 3

Interpreta la imatge. La biocenosi d’aquest ecosistema està formada pels bancs de peixos, els coralls i les algues.

4

Interpreta la imatge. Es distingeixen dues poblacions de peixos i s’intueixen diverses poblacions de coralls i algues verdes.

5

Interpreta la imatge. A simple vista s’observa principalment un ecotò, el que separa el camp de conreu del bosc.

6

Components biòtics: papallona i larva d’insecte; components abiòtics: cova, relleu, altitud, aigua i temperatura.

7

UTILITZA LES TIC. R. Ll.

8

Els éssers vius estan adaptats al medi on viuen. La clau del seu èxit biològic radica en el grau d’adaptació que tinguin. Diem que un ésser viu està adaptat al medi on viu quan les seves característiques anatòmiques i fisiològiques responen i funcionen plenament sota les condicions fisicoquímiques i biològiques d’aquest ambient. Un exemple extrem el constitueixen els endoparàsits que no tenen aparell digestiu,

172

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 172

• Les zebres s’alimenten de branques altes i seques. • Els nyus mengen brots laterals de les herbàcies. • Les gaseles de Thomson s’alimenten de tiges curtes i baixes. 21

Interpreta la imatge. L’hàbitat de les tres espècies d’ocells són els arbres del bosc, generalment coníferes.

22

Interpreta la imatge. No, perquè habiten i construeixen els nius en parts diferents dels arbres.

23

Interpreta la imatge. Perquè el seu nínxol ecològic és diferent.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:09:17

D

.

24

Interpreta la imatge. Una d’elles desplaçaria l’altra.

25

En la relació de tipus social els organismes que la integren són independents i estan jerarquitzats, i presenten, generalment, diferències anatòmiques i fisiològiques. En les relacions gregàries els individus, no necessàriament emparentats, viuen en comú temporalment per ajudar-se a l’hora de buscar aliment, defensar-se, reproduir-se o emigrar. En el mutualisme dos o més individus s’associen de manera no permanent ni obligatòria per obtenir un benefici mutu. En la simbiosi la relació entre els individus associats és tan beneficiosa i necessària que no es poden separar l’un de l’altre.

26

En tots s’estableixen relacions de cooperació. Un formiguer, relació social. Un corall, relació colonial. Un estol d’ocells, relació gregària. Una manada de llops, relació familiar.

27

Factors limitadors: escassetat d’aliment, falta d’espai, competència intra i interespecífica, depredació, etc.

28

En condicions ideals en les quals no hi ha cap factor limitant.

34

Interpreta la imatge. El ratolí és un consumidor primari; la serp, secundari, i l’àguila, un consumidor terciari.

35

Procedeix d’un consumidor primari (herbívor). Quan mor un consumidor, una part de les seves restes les fan servir els descomponedors, que les transformen i les tornen al medi.

36

No. La matèria no es destrueix, sinó que una part es transforma quan passa d’una baula a una altra de la cadena tròfica, i una altra part, el rebuig, s’incorpora al medi.

37

Interpreta la imatge. Els productors, com a conseqüència de la fotosíntesi, alliberen oxigen gasós, que s’incorpora a l’atmosfera i que l’utilitzaran els éssers vius de tots els nivells tròfics per a la respiració. Una altra part de l’oxigen es troba a l’atmosfera unit al carboni com a CO2 i és utilitzat pels productors per fabricar matèria orgànica. Aquesta matèria és consumida pels herbívors, i una part és respirada i torna CO2 a l’atmosfera. Quan aquests animals moren o produeixen rebuig, la seva matèria orgànica és processada pels descomponedors. Passa el mateix amb la resta dels consumidors.

38

És el recorregut i la transformació que experimenten els bioelements quan passen del medi ambient als diferents nivells tròfics i són tornats de nou al medi ambient, en un procés cíclic continu. Els elements principals que es mouen per l'ecosistema en forma de cicle són el carboni, el nitrogen, el fòsfor i el sofre.

39

Pels processos de respiració en tots els nivells tròfics i pels processos de descomposició. També a partir de la crema dels combustibles fòssils, els incendis forestals, la crema de llenya, les erupcions volcàniques i diverses activitats industrials.

Saber-ne més

•  Estrategs de la r. 29

Productors: roure, alga vermella i cianobacteri. Consumidors: formiga, conill, elefant, voltor, ésser humà. Descomponedors: bolet i xampinyó.

30

R. Ll. Si en un ecosistema desapareguessin tots els productors, desapareixerien tots els nivells de les cadenes tròfiques, desapareixeria la biocenosi i, finalment, desapareixeria l’ecosistema.

40

31

Els descomponedors se situarien en tots els nivells de consumidors.

La fotosíntesi és el procés fonamental de fixació del carboni atmosfèric i de la seva incorporació a la matèria viva.

41

Els arbres són organismes fotosintètics productors. Les seves parts verdes, principalment les fulles, fan la fotosíntesi. Per tant, descomponen l’aigua que absorbeixen, i donen oxigen, que emeten a l’atmosfera, i hidrogen, que s’integra en el metabolisme.

42

Interpreta la imatge. La cabra és un consumidor primari que adquireix el nitrogen a través dels compostos que agafa de l’herba, i l’incorpora a les seves pròpies proteïnes i àcids nucleics. Quan la cabra elimina els seus excrements o quan mor, els descomponedors transformen la matèria orgànica en amoni, que pot ser absorbit per les plantes. A més, els bacteris nitrificants poden transformar l’amoni en nitrats, que també són absorbits per les plantes.

43

Els bacteris nitrificants transformen l’amoni en nitrats, mentre que els desnitrificants transformen els nitrats alliberant el nitrogen, que torna a l’atmosfera.

44

La relació és molt clara. Quan es llaura la terra es produeixen nombrosos conductes, forats, porus, cavitats, etc., que faciliten l’entrada de l’aire al sòl. L’oxigen impedeix el creixement dels bacteris desnitrificants, ja que aquests actuen en condicions anaeròbies.

32

Perquè l’energia d’un nivell tròfic ha de ser sempre més gran que la del nivell superior.

33

Interpreta la imatge. L’energia solar és capturada pels productors (plantes de blat) per fabricar la seva biomassa. Una part d’aquesta energia es consumeix en la respiració i l’altra part la ingereixen els ratolins, que així adquireixen l’energia química que contenen els grans i la tija del blat, i que els serveix per reparar i construir la seva pròpia biomassa i per respirar. Quan la serp es menja el ratolí, n’adquireix la matèria i, per tant, l’energia química continguda en aquesta matèria. Passa el mateix quan l’àguila es menja la serp. En cada nivell tròfic una part de l’energia es fa servir en la respiració i una altra part se cedeix al medi en forma de calor i ja no es reutilitza. A més, en tots els nivell es perd l’energia que conté la matèria del rebuig que va als descomponedors. Per tot això, la quantitat d’energia que passa d’un nivell al següent va disminuint. Això fa que les cadenes tròfiques no puguin tenir més de 4 o 5 baules.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 173

173

24/10/2016 9:09:17

4 45

46

SOLUCIONARI

ESTRUCTURA I DINÀMICA DELS ECOSISTEMES

En aquestes costes hi ha corrents ascendents d’aigua que arrosseguen una part dels sediments del fons. En aquests sediments s’acumula el fòsfor procedent de restes d’organismes vius i dels detrits de roques terrestres portats al mar pels rius. Els sediments que afloren amb els corrents ascendents tenen un alt contingut en fòsfor, que és un nutrient que permet el creixement de microorganismes, que, alhora, són una font d’alimentació de peixos, consumidors primaris i secundaris, que converteixen la zona en un indret amb una important vida aquàtica. UTILITZA LES TIC. R. Ll. El sofre no té un reservori natural a l’atmosfera com sí que el tenen l’oxigen, el carboni i el nitrogen. El sofre s’incorpora a l’atmosfera pels processos industrials, els motors de combustió, les emissions volcàniques i per la descomposició de la matèria orgànica.

47

Es desenvolupa una successió secundària, ja que, en l’exemple proposat, al camp de blat ja hi havia comunitats que han desaparegut.

48

És l’etapa de màxima estabilitat d’un ecosistema que representa l’estadi final d’una successió. El bosc mediterrani, sobretot a les àrees que tenen protecció, és un ecosistema pròxim al clímax.

49

La diversitat en una successió ecològica va augmentant progressivament, de manera que algunes espècies van sent substituïdes per altres, fet que, en el cas de les plantes, va acompanyat d’augment de pes i de volum. Aquest augment en la biodiversitat s’origina per l’aparició de nous nínxols ecològics, per l’increment de les interrelacions i per l’augment del nombre i la complexitat de les cadenes tròfiques.

50

En les primeres etapes d’una successió predominen les espècies r o oportunistes, ja que acostumen a ser espècies d’estructura senzilla i que es reprodueixen a una gran velocitat.

51

RESUM. R. M. • Un ecosistema comprèn el conjunt d’éssers vius i de factors ambientals que hi ha en una zona determinada, i les relacions que s’estableixen entre ells. Tot ecosistema està constituït per dos components bàsics: el biòtop i la biocenosi. El biòtop és el component abiòtic. És el lloc o medi físic d’un ecosistema i les seves propietats fisicoquímiques. La biocenosi o comunitat és el component biòtic d’un ecosistema. És el conjunt d’éssers vius (bacteris, protoctists, fongs, vegetals i animals) que habiten en un indret determinat i les relacions que s’estableixen entre ells. • Els factors abiòtics són les variables fisicoquímiques del medi que influeixen en els éssers vius d’un ecosistema. Aquests factors determinen les característiques dels organismes que formen la biocenosi. Els principals factors ambientals abiòtics són: la temperatura, la llum, la humitat de l’aire, la pressió i la salinitat. Per a cadascun d’aquests, els organismes presenten diferents adaptacions.

174

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 174

• Els organismes eurioics poden viure entre marges molt amplis dels factors del medi, mentre que els organismes estenoics només poden viure entre un rang estret dels factors del medi. • L’hàbitat d’un organisme és el lloc on viu, és a dir, l’àrea física on el podem trobar. Pot ser molt ampli, com un oceà, o molt limitat, com una bassa o l’estómac d’un rumiant. Cada hàbitat té factors abiòtics i biòtics que el caracteritzen. A diferència de l’hàbitat, el nínxol ecològic d’una espècie no correspon només a un espai físic, sinó també a com l’espècie «ocupa» aquest espai, al seu mode de vida i a la funció que té en l’ecosistema. • Les relacions intraespecífiques són les que s’estableixen entre els individus de la mateixa espècie. Poden ser perjudicials, si provoquen competència, o beneficioses, si creen cooperació, i aquestes últimes poden ser: familiars, colonials, socials i gregàries. Les relacions interespecífiques són les que s’estableixen entre organismes de diferent espècie i són les següents: competència, depredació, mutualisme, inquilinisme i parasitisme. • Una població és el conjunt d’organismes de la mateixa espècie que viuen en una zona determinada i es poden reproduir entre si; per exemple, un banc de peixos o un rusc. El nombre d’individus d’una població varia al llarg del temps en funció de diferents factors, però les poblacions no creixen indefinidament. En un medi natural amb recursos limitats, la població s’estabilitza i creix fins a un límit o valor màxim, a partir del qual el creixement és gairebé zero. Si es representa, s’obté una corba en forma de S. • Segons com obtinguin l’aliment, els organismes d’un ecosistema es classifiquen en nivells tròfics o alimentaris: productors, consumidors i descomponedors. Cada nivell agrupa espècies que tenen el mateix tipus d’alimentació. • Les relacions alimentàries que estableixen els éssers vius d’un ecosistema es representen mitjançant cadenes i xarxes tròfiques. Les cadenes tròfiques són una seqüència simple i lineal d’éssers vius d’un ecosistema que s’uneixen mitjançant fletxes que indiquen qui és menjat per qui. No obstant això, les relacions d’alimentació d’un ecosistema són més complexes, i s’estableixen interconnexions entre diferents cadenes de manera que es forma una xarxa, denominada xarxa tròfica. • Una piràmide tròfica és una representació gràfica de les relacions alimentàries d’un ecosistema en la qual es mostra la variació entre els diferents nivells tròfics per a una característica determinada. Es diferencien tres tipus de piràmides segons la característica estudiada: de nombres, de biomassa i d’energia. Les piràmides de nombres de vegades poden estar invertides, com ara el cas d’un arbre i els seus pobladors o d’un animal i els seus paràsits. En certes ocasions les piràmides de biomassa, com en els ecosistemes marins, poden estar invertides

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:09:18

D

.

temporalment, ja que la biomassa dels productors pot ser inferior a la dels consumidors primaris. • El flux d’energia que travessa un ecosistema és unidireccional i obert. A diferència del flux d’energia, el flux de matèria en un ecosistema és cíclic. La matèria no es perd, sinó que es recicla contínuament. • Els bioelements passen d’uns organismes a altres fins que tornen de nou al medi. El recorregut i la transformació que pateix cadascun en l’ecosistema rep el nom de cicle biogeoquímic. • Els canvis que experimenten els ecosistemes al llarg del temps com a conseqüència de les variacions que es produeixen en el biòtop i en les poblacions que l’integren reben el nom de successió ecològica. Es diferencien dos tipus de successions: primària i secundària. • La successió comença amb l’establiment d’espècies pioneres o oportunistes en una zona desproveïda de sòl; organismes d’estructura senzilla i que es reprodueixen a gran velocitat, com líquens, molsa, fongs i algues. A mesura que es va formant el sòl, hi apareixen successivament les plantes herbàcies, els arbustos i els arbres i noves espècies d’animals. El biòtop es va modificant. Apareixen espècies animals i vegetals més complexes i en desapareixen algunes de les ja existents. Es desenvolupen espècies especialistes, les que tenen un nínxol ecològic molt restringit i amb taxes baixes de reproducció. Es produeixen unes condicions estables i d’equilibri entre tots els components de l’ecosistema. La biodiversitat és màxima. S’assoleix el clímax o estat teòric de màxima estabilitat i eficiència ecològica. L’ecosistema es fa més estable i més resistent als canvis. 52

• Ecosfera és l’ecosistema que abasta totes les zones del planeta Terra on es localitzen éssers vius que interactuen entre si i amb el medi.

coixinets i plomes li permeten resistir la duresa mecànica de la carrera. 54 a)  És

un cas de parasitisme, ja que el cucut s’estalvia la feina de fer el niu, i les seves cries, que són més vigoroses i precoces, treuen fora del niu els ous de l’espècie que parasiten.

b) És un cas d’inquilinisme. c) És un cas d’inquilinisme. 55

56

57

58

Espècie B

Depredació

Depredador (+)

Presa (-)

Parasitisme

Paràsit (+)

Hoste (-)

Comensalisme

Comensal (+)

Hoste (0)

Inquilinisme

Inquilí (+)

Hoste (0)

Mutualisme

Espècie A (+)

Espècie B (+)

Simbiosi

Espècie A (+)

Espècie B (+)

Espècies r: llagostes, mosques i llagosts.

Productors: diatomees. Consumidors primaris: el musclo, les anemones i les llagostes. Consumidors secundaris: les tortugues mores i el vell marí.

59 a)  És

una piràmide de nombres.

b) Cada barra representa un nivell tròfic. Verd, productors; groc, consumidors primaris; taronja, consumidors secundaris, i vermell, consumidors terciaris.

• Espècie pionera o oportunista és la que colonitza una zona desproveïda d’altres éssers vius. Acostuma a ser un organisme d’estructura senzilla i que es reprodueix a una gran velocitat. 53

Espècie A

Espècies K: l’ésser humà, l’àguila reial i les alzines sureres, ja que aquests últims produeixen una llavor per flor, que és gruixuda i amb una gran quantitat de reserves energètiques.

• Adaptació és el conjunt de característiques anatòmiques, fisiològiques o de comportament que els éssers vius han desenvolupat al llarg de l’evolució i que els permeten sobreviure en el medi en el qual habiten. • Factor limitant és el factor biòtic o abiòtic que regula el creixement i l’expansió d’una espècie.

El depredador s’alimenta de la presa a qui causa la mort amb rapidesa. En el parasitisme, el paràsit viu a costa de les substàncies nutritives de l’hoste, a qui pot perjudicar fins i tot greument, però sense provocar-li la mort, perquè la supervivència del paràsit depèn de la de l’hoste.

c) Sí, un gran arbre, que és un sol individu, pot sustentar un elevat nombre de consumidors.

La primera imatge representa les potes d’una au palmípeda. La seva forma s’adapta a la sustentació sobre el fang i al desplaçament mitjançant la natació a l’aigua.

60

La segona imatge correspon a les potes d’una au rapinyaire de tendons forts i urpes esmolades, adaptacions necessàries per ferir, matar i subjectar les seves víctimes. També els permeten subjectar-se eficaçment a les branques i les roques des de les quals observen les preses.

Pesarien més els herbívors. En qualsevol ecosistema, el nivell que en segueix un altre té menys biomassa, atès que el flux d’energia va disminuint a mesura que recorre la cadena tròfica.

61

Per la respiració dels éssers vius i els processos de descomposició, a més de la crema de combustibles fòssils i de fusta.

62

Consisteix en la transformació química dels nitrats del sòl en nitrogen, que torna a l’atmosfera. La duen a terme els

La tercera imatge correspon a les potes i els peus d’una au corredora. La seva robustesa i el fet d’estar protegides amb

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 175

175

24/10/2016 9:09:19

4

SOLUCIONARI

ESTRUCTURA I DINÀMICA DELS ECOSISTEMES

bacteris i els fongs desnitrificants. La seva activitat empobreix els sòls. 63

es poden alimentar adequadament i incrementar la seva població.

Tant en una successió primària com en una successió secundària, si bé és cert que unes espècies apareixen i altres desapareixen, el nombre d’espècies que van poblant el medi s’eleva. Això es tradueix en un augment de la biodiversitat i de la complexitat de l’ecosistema.

64 a)  Productors: roure

i matollar. Consumidors primaris: larva de papallona, rata i boscarla de canyar (au). Consumidors secundaris: rata, aranya, boscarla de canyar i escarabat. Consumidors terciaris: musaranya. Consumidor quaternari: xoriguer.

b) El dels descomponedors.

70

La caça indiscriminada de qualsevol de les dues espècies i l’aparició de plagues que afectin qualsevol de les dues.

71

Augmentaria la població de llebres fins a esgotar la capacitat de càrrega de l’ecosistema, perquè ja no tindrien depredadors naturals.

72

Entre els dos depredadors, els linx i els llops, s'establiria una relació de competència perquè les dues espècies s'alimenten de les mateixes preses.

Saber fer 73

La terbolesa limita la profunditat a la qual penetra la llum en un ecosistema aquàtic, la qual cosa fa que disminueixi l’espessor de la zona il·luminada o zona fòtica. Els productors en un ecosistema aquàtic només poden viure i desenvolupar-se en aquesta zona. Per consegüent, com més terbolesa hi hagi, menys nombre de productors hi haurà, és a dir, menys productivitat.

74

R. Ll. Per al corrent superficial es pot fer servir un objecte que suri (per exemple, una ampolla de plàstic buida, un suro, etc.) unit a un fil de pescar.

75

Àguila imperial

La temperatura de l’aigua influeix directament en la quantitat d’oxigen que conté. Com més alta sigui la temperatura, menys quantitat d’oxigen en dissolució i a l’inrevés. Això explica la riquesa d’alguns caladors de pesca circumpolars.

Mallerenga

Altres factors abiòtics es veuen afectats per la temperatura. Les aigües fredes són més denses que les aigües calentes (màxima densitat al voltant de 4 °C). També varia la quantitat de substàncies dissoltes, que generalment augmenta amb la temperatura.

c) 1. Roure i boscarla de canyar. 2. Larva de papallona, aranya, musaranya i xoriguer. d) En aquesta xarxa tròfica, les rates i la boscarla de canyar. 65

Cadena 1: Alzina " conill " linx Cadena 2: Alzina surera " llagost " musaranya " " àguila reial. Xarxa tròfica:

Porc senglar Conill

Alzina surera

Llagost Alzina surera

Linx

Musaranya Pugó 76

66 a)  Per

a l’organisme A, entre el 40 % i el 60 %, i per al B, entre el 30 % i el 80 % d’humitat.

b) Punt òptim de A, 50 % d’humitat, i punt òptim de B, 55 % d’humitat. c) L’espècie A és estenoica davant la humitat, respecte de la B.

En plantes i en animals pot produir estrès hídric en forçar l’evapotranspiració. Com a conseqüència d’això, pot baixar la temperatura superficial d’aquests éssers vius. En les plantes, sobretot en el cas de vents constants i d’una certa intensitat, es produeix una limitació del creixement en la direcció que bufa el vent.

67 a)  1. Fixació

del CO2 per fotosíntesi. 2. Expulsió del CO2 per la respiració. 3. Transformació de la matèria orgànica per l’activitat dels organismes descomponedors. 4. Producció de CO2 a partir dels combustibles fòssils.

b) R. M. Les activitats humanes, com la crema de combustibles fòssils i altres processos, són una de les causes principals de l’augment de la concentració de CO2 a l’atmosfera. Les centrals elèctriques, les plantes industrials, sistemes domèstics de calefacció, els automòbils, etc. Maneres de pensar. Anàlisi científica 68

La llebre és un consumidor primari i el linx és un consumidor secundari.

69

Perquè els linxs s’alimenten de llebres. Només quan la població de llebres és nombrosa, els linxs

176

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 176

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:09:19

.

ES0000000051237 785237_UNITAT 4_58288.indd 177

24/10/2016 9:09:20

5. L’ACTIVITAT HUMANA I EL MEDI AMBIENT

Introducció i recursos Introducció i continguts de la unitat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 Previsió de dificultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 Esquema conceptual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 Et recomanem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184

Ensenyament individualitzat Reforç i suport • Continguts fonamentals Fitxa 1. Resum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 • Esquemes muts Fitxa 2. Recursos naturals renovables i no renovables . . . . . . . . . . . . . . 187 Fitxa 3. Impactes negatius sobre l’atmosfera. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 Fitxa 4. El desenvolupament sostenible i els residus. Tipus de residus . . . 189 • Consolida les competències Fitxa 5. Què pots fer per millorar el futur ambiental Fitxa 2. del planeta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190 • Fitxes multilingües Fitxa 6. Recursos naturals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 Fitxa 7. Tipus de residus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194

Aprofundiment • Projectes d’investigació Fitxa 8. La captura de l’assassí silenciós. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 • Treballs d’aula Fitxa 9. La regla de les «tres erres» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 Fitxa 10. La revolució verda i l’agricultura biològica . . . . . . . . . . . . . . . . 199

178

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 178

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:14

D

.

Recursos per a l’avaluació Autoavaluació . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203 Avaluació de continguts • Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 • Criteris d’avaluació i solucions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206

Avaluació per competències • Prova . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 • Criteris d’avaluació i solucions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210

Solucionari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 179

179

24/10/2016 9:08:14

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 180

24/10/2016 9:08:15

Introducció i recursos

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 181

24/10/2016 9:08:15

5

INTRODUCCIÓ I RECURSOS

L’ACTIVITAT HUMANA I EL MEDI AMBIENT

INTRODUCCIÓ DE LA UNITAT

P

En aquesta unitat es tracten els principals problemes ambientals que hi ha actualment. Comença amb l'exposició dels recursos naturals que el medi ambient proporciona a l’ésser humà i que aquest necessita per desenvolupar totes les seves activitats. Aquests recursos, entre els quals hi ha les fonts d’energia, es classifiquen en renovables i no renovables en funció de la capacitat de regeneració que tenen i del ritme del seu consum. Els efectes de les activitats humanes sobre el medi ambient originen un impacte ambiental, un dels més greus dels quals és la contaminació, ja que no tan sols afecten el medi i els éssers vius, sinó també la nostra qualitat de vida. Es presenten de manera breu però rigorosa els principals problemes o impactes negatius sobre el medi ambient (sobre l’atmosfera, sobre la hidrosfera, sobre el sòl i sobre la biosfera) que l’home genera com a conseqüència d’activitats com ara la indústria, el transport, la calefacció, l’agricultura i la

ramaderia intensives, la tala d’arbres, la sobreexplotació d’espècies, la mineria, etc. A continuació, també es tracta el greu problema ambiental produït per l’elevat increment any rere any de la població humana, que cada vegada necessita més recursos i genera més contaminació i residus. El tema dels residus i el seu reciclatge, d’actualitat al carrer i als mitjans, també es tracta amb rigor, amb un èmfasi especial en una gestió adequada d’aquests i en les accions bàsiques que tots hem de dur a terme diàriament: reduir la quantitat de residus, reutilitzar i reciclar. Per últim, es destaca la importància d’un desenvolupament sostenible, al qual tots hem de contribuir, de tal manera que puguem satisfer les necessitats presents i, alhora, assegurar les de les generacions següents. Això suposa comprometre’s a reduir el consum de recursos i generar menys residus.

E d f i d

C a s a e e

E

CONTINGUTS SABER

• Els recursos naturals. • Impactes i activitats humanes sobre els ecosistemes. • Impactes negatius sobre l’atmosfera. • Impactes negatius sobre la hidrosfera. • Impactes negatius sobre el sòl. • Impactes negatius sobre la biosfera. • La superpoblació i les seves conseqüències. • El desenvolupament sostenible. • Els residus. • La gestió dels residus. • El reciclatge. • Fonts d’energia renovables.

SABER FER

• Aprendre a separar residus. • Mesurar la petjada ecològica.

SABER SER

• Valorar la necessitat per a la societat actual i futura d’un desenvolupament sostenible. • Promoure actituds favorables a la conservació i la millora del medi ambient.

182

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 182

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:16

D

.

PREVISIÓ DE DIFICULTATS El desenvolupament d’aquesta unitat no presenta cap dificultat especial, ja que la problemàtica ambiental, els fòrums de debat i els plantejaments de diversos organismes internacionals es divulguen amb freqüència als mitjans de comunicació.

habitualment els reconeixem i abasta camps del coneixement propis de l’economia, la sociologia i l’activitat política. Cal vèncer la frustració que l’alumnat més amoïnat pels valors ambientals pot arribar a sentir atesa la magnitud i la complexitat de les situacions que es plategen diàriament sota el paraigua del medi ambient. Una solució viable que parteix del saber ser i del saber fer però que entra plenament dins del camp del saber ser (valors) és aplicar l’aforisme, que continua tenint plena validesa, de «pensar globalment i actuar localment».

Certament, a diferència d’altres continguts d’aquesta assignatura, els problemes ambientals no presenten una solució òbvia i immediata. Això es deu al fet que el medi ambient és un sistema complex i el nivell d’organització en el qual ens movem és el més alt que es pot abordar en les ciències naturals. De fet, excedeix l’àmbit que

ESQUEMA CONCEPTUAL Fonts d’energia: solar, eòlica, biomassa, hidroelèctrica, mareomotriu, geotèrmica, etc. Renovables Hídrics, sòls, forestals, agrícoles, ramaders i pesquers

Recursos naturals del medi ambient

Minerals

Activitats humanes

Desenvolupament sostenible

No renovables Energètics: combustibles fòssils i fissió nuclear

Superpoblació

Impactes ambientals

Negatius sobre l’atmosfera

• Escalfament global • Pluja àcida • Destrucció de la capa d’ozó • Contaminació urbana

Negatius sobre la hidrosfera

• Canvis en les propietats de l’aigua • Canvis en la seva dinàmica • Canvis en la seva distribució

Negatius sobre el sòl

Afavoreixen l’erosió, la pèrdua de fertilitat i l’eliminació del sòl

Negatius sobre la biosfera

• Fragmentació i destrucció de l’hàbitat • Introducció d’espècies exòtiques • Sobreexplotació d’espècies

Desertificació

Pèrdua de biodiversitat

Sanitaris, agrícoles i ramaders, industrials, radioactius i sòlids urbans Producció de residus

Gestió Regla de les «tres erres»

Recollida, emmagatzematge, transport i tractament Reduir, reutilitzar i reciclar

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 183

183

24/10/2016 9:08:17

5

INTRODUCCIÓ I RECURSOS

ET RECOMANEM

A LA XARXA

LLIBRES I REVISTES

PAGINES WEB

L’aigua de tots Emili Piera, Àlex Milian. Editorial Bromera, 2005.

L’efecte hivernacle i el canvi climàtic. Reportatge realitzat per TV3 sobre el canvi climàtic i quines seran les seves conseqüències al món i Catalunya. Paraules clau: efecte hivernacle, canvi climàtic, canal TV3, youtube. El Mediterrani: un sistema vulnerable. Vídeo produït per l’Obra Social La Caixa que explica com el mar Mediterrani, d’una gran biodiversitat i riquesa cultural, està amenaçat per l’activitat humana. Es plantegen diferents sistemes per pal·liar els efectes dels impactes antròpics. Paraules clau: mediterrani, sistema vulnerable, educaixa La Posidònia, una espècie amenaçada. Vídeo produït per l’Obra Social La Caixa en el qual es presenten les praderies de Posidonia oceanica com a ecosistema marí propi del Mediterrani; també s’exposa les característiques d’aquesta espècie i els beneficis que aporta a l’ecosistema litoral. Es determinen les causes de la seva regressió per l’acció de l’activitat de l’home. Paraules clau: posidònia, contaminació, ecosistema marí, educaixa. El canvi climàtic a Catalunya. Web del Departament de Medi Ambient de la Generalitat de Catalunya i de la fundació Ersilia que recull diversos recursos educatius sobre el canvi climàtic: què és el canvi climàtic, els efectes que provoca a Catalunya, l’efecte hivernacle, el cicle del carboni, etc. Paraules clau: canvi climàtic, ersilia, canvi climàtic. V GAS: energía, estilos de vida y clima Joc de realitat virtual en castellà que simula l’impacte que tenen les nostres decisions quotidianes sobre el clima. Ha estat elaborat per la Comissió Europea. L’aplicació requereix connector Flash. Paraules clau: rescompass, jugar, gas, energy. Climatologia de Catalunya. Web del Servei Meteorològic de Catalunya que permet accedir a l’Atles climàtic, a les climatologies comarcals i a diverses sèries climàtiques. Paraules clau: climatologia, comarcal, meteocat, clima ahir.

APPS PER A TAULETES I TELÈFONS INTEL·LIGENTS Eco Explorer. L’aplicació en anglès que utilitza una imatge interactiva de la Terra per viatjar de forma virtual utilitzant vídeos, jocs, tenint accés al banc de dades del món, etc. Es mostren diferents situacions quotidianes que afecten la sostenibilitat del planeta. (iTunes).

Els efectes dels usos de l’aigua per l’activitat humana, els embassaments i la contaminació d’un recurs escàs com és el cas de l’aigua, especialment a la costa mediterrània, és el fil conductor d’aquest llibre sobre l’aigua i els impactes que produeix l’acció de l’home. Ecologia per a tothom. Com actuar a favor del medi ambient en la nostra vida diària José Luis Gallego. Columna edicions, 2004. Es proposen canvis d’hàbits per incorporar-ne d’altres que poden disminuir problemes ambientals com el canvi climàtic, desforestació, extinció d’espècies, esgotament dels recursos naturals, o la contaminació del planeta. Contra Natura Arcadi Navarro. Editorial Bromera, 2006. Reflexió sobre el estereotips creats sobre la natura i els efectes de l’acció de l’ésser humà sobre el seu entorn. La venganza de la Tierra. La Teoría de Gaia y el futuro de la humanidad James Lovelock. Editorial Planeta, 2007. Aquest científic, conegut per la seva hipòtesi Gaia, tracta sobre els problemes mediambientals que afecten el planeta i les seves possibles solucions.

DOCUMENTALS I PEL·LÍCULES Una verdad incómoda. Director: Davis Guggenheim. 2006 Documental protagonitzat per Al Gore en el qual s’evidencien les conseqüències de l’escalfament global produït per les diferents activitats de l’home, posant en relleu la importància del comportament humà en la conservació del medi ambient. Un lugar llamado milagro. Director: Robert Redford 1988 Pel·lícula que tracta sobre el problema de la sequera i la utilització de l’aigua davant la utilització del territori per desenvolupar activitats d’oci que produiran un gran impacte sobre el medi. Mañana. Karma Films, 2015. Documental que planteja la necessitat de nous models de desenvolupament per evitar el que seria una futura catàstrofe per a l’espècie humana.

TangibleCarbon. App en anglès en la qual es visualitzen les emissions de gasos de l’efecte hivernacle i dades relacionades amb el canvi climàtic, en diferents països que els alumnes poden seleccionar i comparar. Es mostren els efectes de la reducció de emissions de CO2 quan s’utilitzen energies renovables. (iTunes).

184

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 184

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:17

Ensenyament individualitzat Reforç i suport Aprofundiment

e r

.

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 185

24/10/2016 9:08:18

5

REFORÇ I SUPORT

FITXA 1

Continguts fonamentals

RESUM Els recursos naturals

Un recurs natural és tot allò que l’ésser humà pren de la natura per obtenir-ne un benefici. Segons la capacitat de regeneració que tenen i el seu ritme de consum, es classifiquen en dues categories: recursos renovables i recursos no renovables.

Impactes i activitats humanes sobre els ecosistemes

Qualsevol alteració o modificació, beneficiosa o perjudicial, que pateix el medi ambient com a conseqüència de les activitats humanes rep el nom d’impacte ambiental. Segons l’efecte que ocasionen, n’hi ha de dos tipus: impactes positius, que produeixen una millora en el medi ambient, i impactes negatius, que produeixen un deteriorament del medi ambient.

Impactes negatius

R

• Sobre l’atmosfera. Produïts per l’emissió de substàncies a l’atmosfera. Poden ser globals o regionals. En destaquen l’escalfament global, la pluja àcida, la destrucció de la capa d’ozó i la contaminació urbana. • Sobre la hidrosfera. Produïts per canvis en les propietats de l’aigua, en la seva dinàmica i en la seva distribució. • Sobre el sòl. Desertificació o pèrdua del sòl produïda per l’ésser humà. • Sobre la biosfera. Pèrdua de biodiversitat.

La superpoblació i les seves conseqüències

Les conseqüències principals de la superpoblació són: creixement de la demanda d’aliments, exhauriment de recursos, augment de la pobresa i dels conflictes pels recursos, increment dels impactes ambientals, disminució de la qualitat de vida de les persones, elevació del nombre de malalties relacionades amb l’augment de residus, escassetat d’aigua i increment de l’escalfament global.

Desenvolupament sostenible

El desenvolupament sostenible és el que és capaç de satisfer les necessitats de la generació present sense comprometre la capacitat de les generacions futures per satisfer les seves pròpies necessitats.

Els residus

Un residu és qualsevol objecte, material o substància que es considera un rebuig i que és necessari eliminar per la regla de les «tres erres»: reduir, reutilitzar i reciclar. Mitjançant aquesta regla, es promouen tres accions bàsiques per disminuir la producció de residus i contribuir a la protecció i la conservació del medi ambient.

Fonts d’energia renovables

Les fonts d’energia renovables són aquelles de què podem disposar sense que s’exhaureixin, ja que es generen contínuament. En destaquen la solar (tèrmica i fotovoltaica), l’eòlica, la biomassa, la mareomotriu, la hidràulica i l’energia geotèrmica.

Desenvolupament social

Desenvolupament econòmic

Equitatiu Desenvolupament sostenible

Vivible

Viable

Medi ambient

ACTIVITATS 1

2

Indica mesures per prevenir els impactes ambientals negatius produïts per les activitats humanes. Quines són les conseqüències principals de la superpoblació humana sobre el planeta Terra?

186

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 186

3

Explica com s’ha de dur a terme la gestió dels residus.

4

Quins són els objectius del desenvolupament sostenible?

5

Representa en una taula els principals recursos renovables i no renovables.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:24

D

.

5

REFORÇ I SUPORT

FITXA 2

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

RECURSOS NATURALS RENOVABLES I NO RENOVABLES

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 187

187

24/10/2016 9:08:31

5

REFORÇ I SUPORT

FITXA 3

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

IMPACTES NEGATIUS SOBRE L'ATMOSFERA A

E

B

C

D

B

A

D G E

F

T

C

R H

E

F

G

H

R

188

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 188

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:35

D

.

5

REFORÇ I SUPORT

FITXA 4

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

EL DESENVOLUPAMENT SOSTENIBLE I ELS RESIDUS

TIPUS DE RESIDUS Residus

Residus

Residus

Residus

Residus

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 189

189

24/10/2016 9:08:40

5

REFORÇ I SUPORT

Consolida les competències

Què pots fer per millorar el futur ambiental del planeta El setembre de l’any 2000, a la ciutat de Nova York, es va celebrar la Cimera del Mil·lenni, i representants de 189 països van signar una declaració que constava de vuit objectius de desenvolupament del mil·lenni (ODM) contra la pobresa, elaborats per un grup d’experts i que s’adreçaven principalment als països en vies de desenvolupament. El setè objectiu era «garantir la sostenibilitat del medi ambient». El setembre del 2015, 193 líders mundials es van comprometre amb 17 objectius nous denominats objectius de desenvolupament sostenible (ODS). La seva finalitat era aconseguir eradicar durant els 15 anys vinents la pobresa extrema, combatre la desigualtat i la injustícia i solucionar el canvi climàtic. Entre aquests objectius podem destacar: • Objectiu 11. Aconseguir que les ciutats i els assentaments humans siguin inclusius, segurs, resilients i sostenibles. • Objectiu 12. Garantir modalitats de consum i producció sostenibles. • Objectiu 13. Adoptar mesures urgents per combatre el canvi climàtic i els seus efectes. • Objectiu 14. Conservar i utilitzar de manera sostenible els oceans, els mars i els recursos marins per al desenvolupament sostenible. • Objectiu 15. Protegir, restablir i promoure l’ús sostenible dels ecosistemes terrestres, gestionar els boscos de manera sostenible, lluitar contra la desertificació, aturar i invertir la degradació de les terres i posar fre a la pèrdua de la diversitat biològica.

El 2015 es va celebrar a París la Cimera contra el Canvi Climàtic i el mes de desembre els 195 països que hi van participar van arribar a un acord contra l’escalfament global. Tots van acordar reduir les seves emissions de diòxid de carboni (CO2). Tot i que la presa de decisions en aquestes reunions ha estat difícil i fins i tot quan s’adopten mesures costa concretar-les, a escala global hi ha consciència del fet que el planeta ha de solucionar necessàriament uns aspectes ambientals determinats i que molts dels problemes amb què ens enfrontem són els més durs que s’han plantejat mai a la humanitat. Un reflex d’aquesta preocupació és que el plantejament de les reunions, la coordinació de les conclusions, l’emissió d’informes, etc., és responsabilitat del màxim òrgan de representació mundial, l’ONU.

190

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 190

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:41

D

.

FITXA 5

ACTIVITATS 1

UTILITZA LES TIC. Dels problemes ambientals següents, indica quins estan en vies de solució, quin s’estan agreujant i quins tendeixen a estabilitzar-se:

planeta i la biodiversitat essencial per a la producció d’aliments saludables. Per al 2050 s’estima que viuran a la Terra 2.000 milions de persones més. Això implica que la producció ha d’augmentar en un 60 %.

• Forat de la capa d’ozó. • Desforestació.

Alimentar una població creixent que passarà de 7.000 a més de 9.000 milions de persones el 2050 és un dels desafiaments més urgents amb els quals s’enfronta avui el món. Aquest desafiament es veu agreujat per les amenaces addicionals del canvi climàtic, la creixent escassetat d’aigua i terres, la degradació del sòl i de les terres i el deteriorament dels recursos naturals. Aquestes amenaces afectaran principalment els més pobres i vulnerables del món, especialment els que viuen a les zones rurals, que representen la gran majoria de les, almenys, 800 milions de persones que pateixen fam cada dia.»

• Emissió de gasos d’efecte d’hivernacle. • Sobreexplotació pesquera. • Pèrdua de biodiversitat. • Agricultura i ramaderia insostenibles. • Escassetat d’aigua. • Desertificació. 2

3

4

UTILITZA LES TIC. Quines accions s’estan duent a terme a les ciutats per fer-les més sostenibles? La teva ciutat és sostenible? Esbrina quines ciutats lideren la sostenibilitat urbana i quines mesures estan prenent per aconseguir-ho. UTILITZA LES TIC. Busca informació sobre dissenys innovadors per fer les ciutats més sostenibles, com ara les noves envolupants dels edificis que capten CO2, els paviments per a voreres i calçades que també capten CO2, les cobertes i les façanes verdes (també anomenades sostres verds o green roofs), etc. COMPRENSIÓ LECTORA. Llegeix atentament el text i contesta les preguntes.

«Segons un informe de la FAO, moltes de les pràctiques actuals danyen els ecosistemes del

a. T’ha cridat l’atenció alguna dada numèrica? Per què? b. Quins factors dificulten l’alimentació d’una població creixent de 7.000 a més de 9.000 milions? c. A quin sector de la població afectaran més seriosament aquests factors? 5

UTILITZA LES TIC. Busca informació sobre els objectius de desenvolupament sostenible. a. Quins d’aquests objectius et semblen més difícils d’aconseguir? b. Quin t’afecta més directament des del punt de vista personal?

TREBALL COOPERATIU

Fer un cinefòrum sobre el documental «Demà» Aquest documental francès, que va guanyar el premi César 2015 al millor documental, es va fer després de la publicació d’un informe que parlava de la possible desaparició de part de la humanitat el 2100 i planteja la necessitat de fer canvis urgents per a la supervivència del planeta. Està rodat a deu països diferents i presenta nous projectes que s’estan duent a terme amb relació a: l’agricultura, les energies, l’economia, la democràcia i l’educació. Després de veure el documental es pot organitzar un debat per intercanviar opinions i solucionar dubtes sobre el que s’ha vist.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 191

191

24/10/2016 9:08:43

5

REFORÇ I SUPORT

Fitxes multilingües RECURSOS NATURALS RESURSE NATURALE

‫الموارد الطبيعية‬

1. Recursos energètics renovables

2. Recursos energètics no renovables 3. Solar

4. Eòlica

5. Mareomotriu

6. Geotèrmica

9. Gas natural

10. Carbó

11. Petroli 7. Hidràulica

8. Biomassa

Romanès  1. Resurse energetice renovabile  2. Resurse energetice nerenovabile  3. Solară  4. Eoliană  5. Maremotrică  6. Geotermică  7. Hidraulică  8. Biomasă  9. Gaz natural 10. Cărbune 11. Petrol

192

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 192

Xinès

Àrab

‫موارد طاقت متجددة‬ ‫موارد طاقت غير متجددة‬ ‫طاقت شمسيت‬ ‫طاقت الرياح‬ ‫طاقت المد والجسر‬ ‫طاقت حراريت أرضيت‬ ‫طاقت مائيت‬ ‫كتلت حيويت‬ ‫غاز طبيعي‬ ‫كربون‬ ‫بترول‬

1

 1.

2

 2.

3

 3.

4

 4.

5

 5.

6

 6.

7

 7.

8

 8.

9

 9.

10

10.

11

11.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:45

D

.

FITXA 6

RECURSOS NATURALS NATURAL RESOURCES RESSOURCES NATURELLES NATÜRLICHE RESSOURCEN 1. Recursos energètics renovables

2. Recursos energètics no renovables 3. Solar

4. Eòlica

5. Mareomotriu

6. Geotèrmica

9. Gas natural

10. Carbó

11. Petroli 7. Hidràulica

Anglès

8. Biomassa

Alemany

Francès

 1. Renewable energy resources

 1. Ressources énergétiques renouvelables

 1. Erneuerbare natürliche Ressourcen

 2. Non-renewable energy resources

 2. Ressources énergétiques non renouvelables

 2. Nicht erneuerbare natürliche Ressourcen

 3. Solar energy

 3. Énergie solaire

 3. Sonnenenergie

 4. Wind energy

 4. Énergie éolienne

 4. Windenergie

 5. Tidal energy

 5. Énergie marémotrice

 5. Meeresenergie

 6. Geothermal energy

 6. Énergie géothermique

 6. Geothermie

 7. Hydraulic energy

 7. Énergie hydraulique

 7. Wasserkraft

 8. Biomass

 8. Biomasse

 8. Biomasse

 9. Natural gas

 9. Gaz naturel

 9. Erdgas

10. Coal

10. Charbon

10. Kohle

11. Oil

11. Pétrole

11. Erdöl

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 193

193

24/10/2016 9:08:46

5

REFORÇ I SUPORT

Fitxes multilingües TIPUS DE RESIDUS TIPURI DE REZIDUURI

1. Orgànics

2. Reciclables

3. Inerts

4. Tòxics

5. Bioactius

6. Radioactius

Romanès

Àrab

Xinès

1. Organice

1

1.

2. Reciclabile

2

2.

3. Inerte

3

3.

4. Toxice

4

4.

5. Bioactive

5

5.

6. Radioactive

6

6.

194

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 194

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:58

D

.

FITXA 7

TIPUS DE RESIDUS TYPES OF WASTE TYPES DE DÉCHETS VERSCHIEDENE ABFALLPRODUKTE

1. Orgànics

2. Reciclables

3. Inerts

4. Tòxics

5. Bioactius

6. Radioactius

Anglès

Francès

Alemany

1. Organic waste

1. Organiques

1. Biomüll

2. Recycable waste

2. Recyclables

3. Solid waste

3. Inertes

2. Wiederverwendbarer Abfall

4. Toxic waste

4. Toxiques

5. Bioactive waste

5. Bioactifs

6. Radioactive waste

6. Radioactifs

3. Innerter Abfall 4. Giftmüll 5. Rückstände 6. Nuklearabfall

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 195

195

24/10/2016 9:09:01

5

APROFUNDIMENT

PROJECTES D’INVESTIGACIÓ

La captura de l’assassí silenciós L’escalfament de l’atmosfera és probablement el problema ambiental més greu amb el qual s’enfronta el nostre planeta. Aquest escalfament és conseqüència de l’efecte d’hivernacle, produït per determinats gasos, entre els quals destaquen el diòxid de carboni (CO2) i el metà (CH4), que atrapen part de la radiació del Sol i de la reflectida per la terra, els mars i els núvols, i la redistribueixen per l’atmosfera, fet que en causa l’escalfament. Aquests gasos es generen en processos naturals com la respiració, les fermentacions i en les erupcions volcàniques. No obstant això, des de la revolució industrial, la quantitat de CO2 emesa a l’atmosfera s’ha

anat incrementant progressivament per la combustió de carbó i derivats del petroli. També el metà ha augmentat les seves emissions amb el desenvolupament de la ramaderia, ja que els remugants en produeixen com a conseqüència de la fermentació dels aliments ingerits en què intervenen bacteris metanògens. La captació i el segrest del CO2 sembla una via prometedora per tallar aquest problema urgent. Se n’han proposat diversos mecanismes, però de moment sembla que no s’ha arribat a una solució definitiva. Respecte al metà, la inhibició bioquímica de les reaccions que el produeixen sembla que es troba en vies molt avançades.

FULL DE RUTA Objectiu: investigar els mecanismes proposats per retirar de l’atmosfera i evitar l’emissió dels gasos d’efecte d’hivernacle diòxid de carboni i metà.

• «Almacenamiento del dióxido de carbono bajo tierra». Socolow, R. H. Investigación y Ciencia, setembre del 2005.

Investigacions suggerides:

• «El CO2 como materia prima». Javier Rico, El País Sociedad, 4 d’abril de 2014.

• Quines són les principals solucions proposades per captar CO2? • Avantatges i inconvenients de l’enterrament de CO2 en capes profundes de l’escorça.

• Usos del CO2: un camino hacia la sostenibilidad. Plataforma tecnológica española del CO2, 2013 (es pot descarregar en PDF gratuïtament).

• L’absorció del CO2 atmosfèric per filtres químics.

• «Baldosas que reducen la contaminación urbana». Patxi Arostegui, El Mundo. País Basc, 12 de desembre de 2011.

• Utilització del CO2 com a matèria primera per a la indústria.

• 7 diseños innovadores para ciudades sostenibles. Miguel A. Pérez. Blogthinkbig.com, 2 de juliol de 2013.

• La inhibició de les reaccions productores de metà en els remugants.

• Consiguen reducir la producción de metano en rumiantes. SYNC, 3 de maig de 2016.

• Propostes arquitectòniques innovadores (envolupants d’edificis, llosetes, mobiliari urbà, etc.) que absorbeixen CO2. • La contribució del CO2 i del CH4 generat per activitats humanes a l’escalfament global. Fonts d’investigació: • «La falacia de la captura de carbono». D. Biello, Investigación y Ciencia, març del 2016. • «El petróleo barato dificulta la captura de carbono». D. Biello, Investigación y Ciencia (Apuntes), març del 2016. • «Una solución integral al carbono». Steven L. Bryant, Investigación y Ciencia, gener del 2014.

196

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 196

• «Las emisiones de metano de las vacas ya no serán una amenaza para el clima». Abc, 21 d’agost de 2015. Presentació: exposició en gran grup amb presentació digital i debat. Un moderador i un relator de la sessió que redacti conclusions. Prèviament a la realització de la investigació, el professorat ha de fer la recollida d’informació sobre el que l’alumnat sap del problema. Durada de l’elaboració: 3 setmanes. Realització: cal formar equips de 5 membres que han de recopilar, classificar i extractar la informació. Un membre de cada equip ha d’estar a la taula de presentació i, a banda, cal seleccionar el relator.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:09:03

D

.

FITXA 8

TINGUES EN COMPTE QUE

• Hi ha un efecte d’hivernacle natural al nostre planeta, que és beneficiós, ja que en manté la temperatura mitjana dins d’uns límits compatibles amb la vida. El gas responsable d’aquest efecte d’hivernacle és fonamentalment el vapor d'aigua. Malgrat això, l’augment d’altres gasos d’efecte d’hivernacle (CO2 i CH4) generats en les activitats humanes està produint un escalfament global. • La conseqüència fonamental de l’escalfament global és el canvi climàtic, que afecta principalment la biosfera. Una altra conseqüència d’aquest escalfament és l’elevació del nivell del mar a causa de la fusió de masses continentals de gel i la dilatació tèrmica de l’aigua del mar. Aquesta elevació podria inundar les zones més poblades i fèrtils del planeta. El risc social i econòmic és dels més grans amb què s’ha enfrontat la humanitat al llarg de la seva història. • L’emissió de CO2 està íntimament relacionada amb la producció industrial d’un país. D’aquí ve la forta resistència d’alguns països, com ara els Estats Units i les economies emergents, a reduir les seves taxes d’emissió. Per això, són més fàcils d’aplicar les solucions d’eliminació del CO2 que comporten menys despesa o que fins i tot puguin suposar un benefici econòmic addicional, com ara l’ús del CO2 mateix com a matèria primera. • Per poder segrestar el CO2 per procediments químics cal captar-lo en els seus punts d’emissió. Quan ja s’ha incorporat a l’atmosfera, aquests procediments són molt cars. Els organismes fotosintètics, malgrat això, poden fixar fàcilment el CO2 atmosfèric per mitjà de la fotosíntesi.

EL QUE HAS DE SABER • Gasos d’efecte d’hivernacle. Són aquells com l’H2O (aigua), el CO2 (diòxid de carboni) i el CH4 (metà) les molècules dels quals poden absorbir energia lluminosa i reemetre-la com a energia infraroja (calorífica). L’augment espectacular i progressiu de la concentració de CO2 en l’atmosfera està correlacionat amb l’ús massiu i creixent del carbó i els derivats del petroli (gasolina, gasoli, etc.), produït a partir de la revolució industrial. • Enterrament del CO2. Injecció d’aquest gas a gran profunditat (pous de petroli, dipòsits de salmorra, etc.), fet que el segresta d’aquells punts en els quals es produeix. • Fixació del CO2 atmosfèric. Procés dut a terme pels organismes fotosintètics que incorporen el CO2 atmosfèric o dissolt en l’aigua a la seva biomassa. Tot i que aquests organismes també produeixen CO2 quan respiren, el balanç gasós és favorable a la captació de CO2. S’està investigant la fixació del CO2 atmosfèric mitjançant filtres compostos per substàncies alcalines que hi haurien de reaccionar per donar lloc a carbonats i bicarbonats. • Bacteris metanògens. Organismes procariòtics capaços de generar metà com un producte del seu metabolisme fermentatiu. Viuen a l’estómac dels remugants i són essencials per a la digestió química dels aliments que ingereixen. Són els responsables de la producció del metà que emeten aquests animals. Recentment s’ha trobat la manera de disminuir considerablement la producció de metà per aquests bacteris sense danyar els animals que els hostatgen.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 197

197

24/10/2016 9:09:04

5

APROFUNDIMENT

FITXA 9

TREBALLS D’AULA

La regla de les «tres erres»

L

Quan s’és conscient de la necessitat de protegir el medi ambient, cada persona es planteja com pot col·laborar en aquesta tasca. De vegades, pot semblar que la implicació personal en tasques mediambientals no té importància, però això és la base principal de la defensa dels ecosistemes i els éssers vius que els habiten. La teva contribució hi és bàsica! Per començar, fes un llistat d’accions que pots fer i en les quals et pots comprometre. La «regla de les tres erres» són tres accions que cal convertir en quotidianes: reduir, reutilitzar i reciclar. REDUIR • No compris productes excessivament embalats. Pensa, per exemple, en alguns «menjars ràpids» que tenen embalatges complicats i excessius, per a la poca quantitat de menjar que contenen. Per diverses raons, és millor seleccionar aliments amb embalatges senzills i reciclables. • No utilitzis productes d’un sol ús (plats i gots de plàstic, mocadors i tovallons de paper, etc.). Substitueix-los pels productes tradicionals, reutilitzables. • Fes servir piles recarregables, així evitaràs comprar multitud de piles, que són molt contaminants. En l’actualitat, al mercat hi ha nombroses varietats de piles recarregables, que aporten energia suficient per a aparells amb uns requeriments energètics importants. Però no t’oblidis que, per descomptat, aquestes bateries recarregables també contaminen.

REUTILITZAR • Compra quaderns de recanvis: els podràs utilitzar diversos cursos, simplement afegint-hi pàgines. Així evitaràs llençar una bona quantitat de plàstic i paper a les escombraries. • Converteix els pots de vidre o alumini en objectes reutilitzables (motlles, portallapis). A més de fer un bé a la natura, pots millorar les teves qualitats artístiques. • En general, arregla les coses en lloc de llençar-les a les escombraries. Hi ha molts «trastos» el lloc natural dels quals és el cubell de les escombraries, però investiga abans a veure si hi pots donar un ús que et convingui. Si no és així, ja saps que s’han de llençar als contenidors adequats.

RECICLAR Consisteix a tornar a utilitzar el material amb què estan fabricats els objectes o productes que ja no pots fer servir. Després d’un procés de recuperació i fabricació, aquests materials poden ser convertits en un nou producte d’ús similar a l’anterior o amb noves utilitats. Però, perquè el reciclatge funcioni, hem de col·laborar dipositant residus amb contenidors corresponents: • No barregis els diferents residus que generis i separa’ls en recipients independents. El reciclatge comença a casa. • Diposita els residus classificats als contenidors corresponents més propers (paper, vidre, llaunes, etc.). • No llencis els cartutxos de tinta de la impressora a les escombraries, porta’ls al teu proveïdor per canviar-los. En molts casos, es poden recarregar a la indústria, de manera que s’evita llençar a les escombraries una bona quantitat de plàstic contaminant.

ACTIVITATS 1

De les tres accions bàsiques n’hi ha una que, sense detriment de les altres dues, té una importància fonamental. Quina és i per què?

198

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 198

2

Quin paper tenen la imaginació i la creativitat en la reutilització de determinats objectes considerats residus?

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:09:06

D

.

5

APROFUNDIMENT

FITXA 10

TREBALLS D’AULA

La revolució verda i l’agricultura biològica Els aliments que consumim són el resultat d’un profund canvi en les tècniques agrícoles i ramaderes, que es va desenvolupar durant la segona meitat del segle xx, i que va rebre el nom de «revolució verda». Aquestes tècniques van augmentar enormement la producció, però també han estat causa de greus impactes ambientals: • La fertilitat del sòl s’aconsegueix amb adobs químics, que es fan servir en gran quantitat i en cada temporada. • L’elevada producció s’aconsegueix amb:   – Tècniques de conreu, com ara agricultura extensiva (grans extensions de terreny dedicades al conreu), monocultiu (es conrea una única espècie vegetal en àrees extenses) i llavors especials (s’utilitzen llavors manipulades genèticament, resistents a condicions adverses).   – Tècniques de reg, com el reg per aspersió, que capta l’aigua de pous mitjançant bombament.   – Utilització de maquinària, com tractors i segadores, i processos de treball industrial, com ara les cadenes de tractament i envasat dels productes. • El control de plagues s’aconsegueix amb:   – Pesticides químics. Es fan servir en gran quantitat i en cada temporada.   – Llavors especials. S’utilitzen llavors manipulades genèticament (transgèniques), resistents a plagues determinades. Com a reacció a aquest tipus de producció agrícola, basada en una tecnologia industrialitzada destinada a extreure la màxima rendibilitat del sòl, va sorgir el concepte de l’agricultura biològica, que es basa en el respecte per les condicions naturals dels ecosistemes. Aquest model de producció agrícola es basa en els principis següents: • La fertilitat del sòl s’aconsegueix amb:   – Adobs naturals, com ara fems (restes orgàniques del bestiar), compost (obtingut per trituració i fermentació de residus orgànics) i humus de cuc (obtingut criant cucs amb residus orgànics).   – Tècniques de conreu, com ara rotació (no sembrar dues vegades seguides el mateix vegetal), guaret (deixar sense sembrar el sòl un any cada dos o tres anys de conreu) i barreja de conreus (se sembren a prop espècies vegetals que s’afavoreixen mútuament per produir nutrients o per allunyar plagues).   – Tècniques de reg, com ara reg per degoteig i reg per mànega porosa. • El control de plagues s’aconsegueix amb:   – Tècniques de conreu, com per exemple conreus protegits (es conrea en hivernacles tancats amb els vegetals aïllats de l’exterior), alternança de conreus (s’evita el monocultiu de grans àrees, fet que dificulta l’expansió de plagues) i ús puntual d’insecticides (es fan servir en petites dosis i només alguns d’origen natural, com ara les piretrines).   – Lluita biològica, amb introducció de depredadors (s’introdueixen insectes carnívors, com ara les marietes o certes vespes, que s’alimenten de l’animal que causa la plaga) i introducció de mascles estèrils (s’introdueixen mascles estèrils de l’animal plaga, que competeixen amb els mascles fèrtils, de manera que es redueix l’eficàcia reproductora de la plaga). ACTIVITATS 1

Quins problemes ambientals es deriven de l’ús d’adobs i pesticides en les tècniques actuals de conreu?

2

En què consisteix la lluita biològica contra les plagues?

3

Quin efecte pot tenir sobre els aqüífers el canvi de les tècniques de reg actuals per les que es fan servir en l’agricultura biològica?

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 199

199

24/10/2016 9:09:09

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 200

24/10/2016 9:09:09

Recursos per a l’avaluació Autoavaluació Avaluació de continguts Avaluació per competències

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 201

24/10/2016 9:09:09

D

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 202

24/10/2016 9:09:10

5

AUTOAVALUACIÓ

L’ACTIVITAT HUMANA I EL MEDI AMBIENT

Nom:

1

Són recursos renovables:

Curs:

7

Els compostos clorofluorocarbonats (CFC) produeixen:

a. La pesca, l’aigua i els combustibles fòssils.

a. Pluja àcida.

b. Els minerals, l’aigua i l’energia eòlica.

b. Destrucció de la capa d’ozó.

c. La pesca, l’energia nuclear i l’aigua.

c. Boirum.

d. L’aigua, els aliments d’origen animal i vegetal, la pesca i els productes forestals.

d. Contaminació acústica. 8

2

El tractament final dels residus sòlids es fa:

L’escalfament global del planeta es deu:

a. Per incineració.

a. A l’augment de l’activitat solar.

b. Per vessaments controlats.

b. A l’augment del CO2 i altres gasos a l’atmosfera.

c. Pel seu reciclatge. d. Per tots els mètodes anteriors.

c. A la pluja àcida. d. A les centrals nuclears. 3

Data:

9

Entre les energies alternatives hi ha: a. L’energia hidràulica, l’energia eòlica, l’energia de la biomassa i l’energia geotèrmica.

L’eutrofització: a. Consisteix en l’enriquiment de l’aigua amb nutrients, fet que produeix la proliferació d’algues.

b. L’energia solar, l’energia de la biomassa, l’energia nuclear i l’energia hidràulica.

b. Produeix un augment de la biodiversitat.

c. L’energia de la biomassa, l’energia eòlica, l’energia solar i els combustibles fòssils.

c. Consisteix en l’enriquiment del medi terrestre amb nutrients procedents dels adobs.

d. Totes les energies esmentades en els tres casos anteriors.

d. És conseqüència de la marea negra. 10 4

La pluja àcida afecta directament:

El desenvolupament sostenible té com a objectiu: a. Fomentar el consum actual.

a. Els arbres.

b. Satisfer les necessitats presents.

b. Els peixos dels llacs i els arbres.

c. Satisfer les necessitats presents i del futur.

c. Els peixos dels llacs.

d. Reduir el consum actual.

d. Cap organisme. 5

La desertificació es deu a: a. Activitats humanes. b. Factors climàtics. c. Incendis forestals. d. La suma de les causes anteriors.

6

El boirum és un tipus de contaminació: a. Aquàtica. b. Del sòl. c. Atmosfèrica. d. De l’aigua potable.

1 d; 2 b; 3 a; 4 b; 5 d; 6 c; 7 b; 8 d; 9 a; 10 c. SOLUCIONS DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 203

203

24/10/2016 9:09:11

5

AVALUACIÓ DE CONTINGUTS

L’ACTIVITAT HUMANA I EL MEDI AMBIENT

Nom:

1

Curs:

Data:

Què és un recurs natural? Diferencia entre recursos renovables i no renovables i classifica els recursos següents: ferro, fusta, plàstic, poma, ovella, cartró, vent, paper, camp de conreu i riu.    

2

Què són els impactes ambientals? Són tots perjudicials per al medi ambient? Explica-ho i cita’n exemples.    

3

Interpreta l’esquema ajudant-te de les lletres que l’il·lustren. B

 A



G E

 

D F

C

 H

    4

Explica quina relació hi ha entre llençar restes de menjar i aliments líquids caducats pel lavabo amb el terme eutrofització.    

5

Quines conseqüències pot tenir per als aliments que consumirem en el futur desfer-se de les piles llençant-les al cubell de les escombraries?   

204

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 204

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:09:11

D

.

6

Algunes persones compren cotorres com a mascotes, ja que són ocells amb un plomatge molt bonic. El problema és que són terriblement sorolloses durant gran part del dia, i fins i tot de la nit. Hi ha gent que no ho pot suportar i les deixa en llibertat. Opina sobre aquesta acció de manera raonada i indica’n els impactes, positius o negatius.   

7

En l’actualitat poblem la Terra més de 7.300 milions de persones. Si es manté aquesta taxa de natalitat, l’any 2050 la Terra tindrà una població de 9.600 milions d’habitants. Explica raonadament si aquesta circumstància millorarà o empitjorarà la situació respecte a les variables següents: demanda d’aliments, disponibilitat d’aigua i escalfament global.        

8

Què és el desenvolupament sostenible?   

9

Aplica la regla de les «tres erres» als objectes i residus següents: fruita podrida, sabates velles, cartutx de tinta d’impressora usat, bombeta fosa, pot de vidre de melmelada i roba vella.    

10

Escriu a la taula un avantatge i un inconvenient de les fonts d’energia següents. Tipus d’energia

Avantatges

Inconvenients

Solar Eòlica Hidràulica

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 205

205

24/10/2016 9:09:12

5

CRITERIS D’AVALUACIÓ I SOLUCIONS

L’ACTIVITAT HUMANA I EL MEDI AMBIENT Criteris d’avaluació

ACTIVITATS

Contrastar algunes actuacions humanes sobre diferents ecosistemes, valorar-ne la influència i argumentar les raons de certes actuacions individuals i col·lectives per evitar-ne el deteriorament.

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 i 10

Concretar diferents processos de tractament de residus.

5i8

Contrastar arguments a favor de la recollida selectiva de residus i la seva repercussió des del punt de vista familiar i social.

9

Associar la importància que té l’ús de les energies renovables per al desenvolupament sostenible.

1

8 i 10

part és absorbida (C) i escalfa els continents, els oceans i l’aire de la superfície, i una altra de molt petita es reflecteix a l’espai (D). Alhora, les masses continentals i els oceans emeten radiacions tèrmiques cap a l’atmosfera (E). La major part d’aquesta radiació tèrmica és retinguda pels gasos de l’atmosfera, que la torna a irradiar cap a la superfície terrestre (F), escalfant-la. És el que es denomina efecte d’hivernacle. L’acumulació de gasos en l’atmosfera per la combustió, incineració… (G), augmenta l’efecte d’hivernacle i provoca un escalfament global, que és responsable d’alterar les zones climàtiques, els règims de pluja, els fenòmens meteorològics, la descongelació, etc. Les conseqüències (H) d’aquests canvis són la reducció de les collites, l’expansió de malalties determinades, com ara la malària, la desaparició d’espècies, etc.

Un recurs natural és tot aquell que l’ésser humà pren de la natura per obtenir-ne un benefici. Segons la capacitat de regeneració i el ritme de consum que tinguin, es classifiquen en dues categories: recursos renovables (es poden generar a la mateixa velocitat que es consumeixen, de manera que si es gestionen adequadament poden ser inesgotables) i recursos no renovables (els que es produeixen a una velocitat molt menor que la del seu consum, per la qual cosa el seu ús els pot exhaurir). • Renovables: fusta, plàstic, poma, ovella, vent, paper, camp de conreu i riu. • No renovables: ferro i carbó.

2

3

Impacte ambiental és qualsevol alteració o modificació, beneficiosa o perjudicial, que pateix el medi ambient com a conseqüència de les activitats humanes. Segons l’efecte que ocasionen, se’n distingeixen de dos tipus: impactes positius, que produeixen una millora en el medi ambient, com ara la repoblació forestal i la regeneració de pedreres abandonades, i impactes negatius, que produeixen un deteriorament del medi ambient, com ara els incendis forestals i les marees negres. Aquestes alteracions es poden classificar segons el component o subsistema terrestre que afecten. No tota la radiació solar arriba a la superfície de la Terra perquè l’atmosfera n’absorbeix una part (A) i en reflecteix una altra a l’espai (B). De la radiació solar que arriba, una

206

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 206

4

Les restes de menjar són molt riques en nutrients bàsics: glúcids, lípids, proteïnes i sals minerals. Si aquestes restes es vessen a la xarxa de clavegueram, tard o d’hora arribaran a un corrent d’aigua superficial. Aquesta aportació extra de nutrients pot ocasionar una proliferació de bacteris i algues. La biomassa d’aquests organismes dificulta el pas de la llum, amb la qual cosa molts organismes fotosintètics deixaran de produir oxigen, moriran i s’acumularan al fons. En descompondre’s consumiran el poc oxigen que queda i així proliferaran bacteris anaerobis que desprenen mala olor. Tot aquest

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:09:13

D

.

procés que altera les condicions fisicoquímiques del riu i produeix una pèrdua de biodiversitat es coneix amb el nom d’eutrofització. 5

6

7

Si les piles no se separen en origen de la resta dels residus domèstics, els poden contaminar i quan aquests es dipositin en abocadors, els líquids procedents de la descomposició de les escombraries (lixiviats) podrien contaminar el sòl i incorporar-se a les cadenes tròfiques en el nivell dels productes i passar d’aquests a la resta de la cadena tròfica, que inclou les persones. Així, el mercuri d’una pila eliminada inadequadament podria aparèixer en un bistec o en una fruita al nostre plat. Segons que s’ha pogut comprovar amb diverses espècies de cotorres, aquests ocells tenen una gran capacitat reproductiva i són molt competitius en l’ocupació de l’hàbitat i a l’hora d’aconseguir aliments. Això posa en desavantatge les espècies autòctones, adaptades als ecosistemes al llarg de milions d’anys d’evolució, que de sobte pateixen la pressió d’una espècie estranya. Si es produeix un cavalcament de nínxols ecològics, com és aquest cas, les espècies autòctones es desplacen a altres hàbitats, el seu nombre disminueix i poden arribar a desaparèixer. Augmentarà la demanda d’aliments, atès que per atendre aquest increment de població la producció ha d’augmentar més o menys un 60 %. Ja amb la població actual la disponibilitat d’aigua potable està molt compromesa, i per tant l’augment de població no ajudaria a solucionar el problema. L’escalfament global podria augmentar com a conseqüència de l’ús de combustibles fòssils i de l’ús de boscos i superfícies verdes per a la construcció d’habitatges i vies de comunicació. Com a conseqüència de tot això, la qualitat de vida es podria deteriorar molt substancialment.

8

El desenvolupament sostenible és el que és capaç de satisfer les necessitats de la generació present sense comprometre la capacitat de les generacions futures per satisfer les seves pròpies necessitats, fomentant una activitat econòmica que subministri els béns necessaris a tota la població, amb una atenció prioritària als més pobres, reduint el consum de recursos i generant residus que siguin suportables per les pròximes generacions.

9



Reduir Fruita podrida

Reutilitzar

+

Tipus d’energia

Solar

Avantatges Inexhaurible, barata i neta, ja que no produeix soroll, gasos ni contaminants.

La intensitat no és constant, depèn de la durada del dia i la nit, les estacions i la meteorologia.

Els aerogeneradors tenen un cost baix d’instal·lació i manteniment.

Depèn de factors meteorològics. Els aerogeneradors són perillosos per a les aus, produeixen alteracions visuals en el paisatge i necessiten grans extensions de terreny.

La construcció d’embassaments ajuda a controlar les inundacions i subministrar aigua per a l’agricultura i el consum humà.

La construcció d’embassaments implica la modificació del terreny i hi ha el risc de ruptura de la presa, i això produeix grans inundacions en les poblacions properes.

Eòlica

Hidràulica

Reciclar

++

Cartutx de tinta

+

Bombeta fosa

+

Pot de vidre

+

++ ++

+

++

+ ++

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 207

Inconvenients

++

Sabates velles

Roba vella

10

207

24/10/2016 9:09:14

5

AVALUACIÓ PER COMPETÈNCIES

L’ACTIVITAT HUMANA I EL MEDI AMBIENT

Nom:

Curs:

Data:

L’Adela és molt conscient que la Terra és sotmesa a un deteriorament irreversible per culpa de les activitats humanes, amb l’exhauriment dels recursos naturals, la contaminació dels oceans i l’atmosfera, el consum excessiu d’energia… No pot entendre com la humanitat no pren mesures urgents per reduir-ne l’impacte al màxim possible. Fa poc va llegir un article que la va deixar impactada. Tractava sobre l’existència d’una gran acumulació d’escombraries, especialment de plàstic, que s’ha format al Pacífic nord com a resultat de l’acumulació de residus vessats al mar, i que a causa dels moviments circulars dels corrents marins s’han concentrat en aquesta zona. S’estima que aquesta «illa» està formada per prop de 100 milions de tones de rebuig i que ocupa una superfície que oscil·la entre els 700.000 km² i fins a més de 15 milions de km² (del 0,41 % al 8,1 % de la mida de l’oceà Pacífic).

1

2

3

A partir de quin tipus de matèria primera s’elabora el plàstic? a. Mineral.

c. Vegetal.

b. Animal.

d. Mixta.

Quina de les causes següents és la principal de l’acumulació de plàstics als oceans? a. La majoria no es poden reciclar.

c. Tenen una densitat molt baixa i suren en l’aigua.

b. La majoria no són biodegradables.

d. Són molt barats i la gent els llença.

Des que es va assabentar d’això, l’Adela no pot deixar d’imaginar-se què es podria fer per, d’una banda, eliminar aquesta illa i, de l’altra, evitar que es tornin a repetir situacions semblants. Pensa i descriu tres accions que es podrien fer per eliminar l’illa de plàstics i evitar que es formi de nou.  

4

Per què seria molt millor obtenir els biocarburants a partir de microalgues que de plantes com el gira-sol o el blat? a. Perquè l’ús d’aquestes plantes per obtenir biocarburants significaria un augment del seu preu que portaria més fam a la Terra. b. Perquè el mar és una font inexhaurible d’energia i les microalgues es conrearien al mar. c. Tenen una densitat molt baixa i suren en l’aigua. d. Són molt barats i la gent els llença a qualsevol lloc.

5

L’Adela ha estudiat que les algues microscòpiques necessiten CO2 per créixer i es demana: què passaria si augmentéssim la concentració de CO2 en les aigües on es conreen aquestes microalgues canalitzant directament el procedent de les indústries cap als estanys on creixen? a. Les microalgues es podrien morir per un excés de CO2. b. Augmentaria la producció de biocarburants i, a més, es contribuiria a la lluita contra l’escalfament global. c. No serviria de res perquè les microalgues emeten CO2 durant la fotosíntesi i no en necessiten cap aportació extra. d. Seria una solució ideal perquè, a més d’estimular el creixement de les microalgues, lluitaríem contra la destrucció de l’ozó estratosfèric.

208

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 208

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:09:15

D

.

6

També ha estudiat sobre un fenomen denominat «mal de la pedra», que afecta especialment monuments i estàtues construïts amb marbre o pedra calcària localitzats a l’aire lliure. Això es deu, sens dubte, a un dels impactes més importants produïts per l’activitat industrial. Quin impacte és el causant del deteriorament de roques com la pedra calcària i el marbre? a. La destrucció de la capa de l’ozó estratosfèric. b. L’escalfament global produït pel canvi climàtic. c. La contaminació de l’aire a les grans ciutats. d. La pluja àcida.

7

En geologia, ella ha estudiat l’origen i la composició de nombroses roques, entre les quals la pedra calcària i el marbre. Ara mira de recordar la composició i l’origen de totes dues roques: quines frases són certes i quines són falses quan ens referim a la pedra calcària i el marbre? C/F Totes dues estan formades gairebé exclusivament per carbonat de calci (CaCO3). La pedra calcària és d’origen sedimentari i el marbre és d’origen metamòrfic. En deixar caure unes gotes d’àcid sobre la pedra calcària o sobre el marbre, es desprenen bombolles de vapor d’aigua. Si sotmetem un tros de marbre a grans pressions i altes temperatures, es transforma en pedra calcària.

8

L’Adela observa que als mitjans de comunicació i al carrer es parla molt sovint del canvi climàtic. Quina de les frases següents no està relacionada amb el canvi climàtic accelerat per l’activitat humana? a. Els gasos del carboni i del nitrogen que formen part de l’atmosfera retenen la calor que hauria de sortir cap a l’espai. b. El vapor d’aigua que forma part de l’atmosfera també contribueix a l’escalfament global de la Terra. c. Una conseqüència del sobreescalfament global seria l’alteració de les zones climàtiques tal com les coneixem avui. d. La destrucció de la capa d’ozó estratosfèric provocada pels gasos clorofluorocarbonats contribueix decisivament al canvi climàtic, que sembla inevitable.

9

La majoria dels cotxes d’avui dia consumeixen combustibles com la gasolina o el gasoil, obtinguts a partir del petroli. Per què considerem que el petroli és un recurs energètic no renovable? a. Perquè la quantitat de petroli que hi ha a la Terra és molt limitada. b. Perquè un cop consumit no es pot reciclar. c. Perquè per produir-lo fan falta milions d’anys. d. Perquè és un mineral d’origen orgànic.

10

Quines frases són certes o falses quan ens referim a la contaminació de l’atmosfera urbana? C/F És una espècie de boira que rep el nom de boirum. Segons el seu origen, pot ser de dos tipus: àcida i bàsica. La llum solar reacciona amb els gasos que desprenen els automòbils i produeixen gasos que destrueixen l’ozó atmosfèric.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 209

209

07/11/2016 14:08:10

5

CRITERIS D’AVALUACIÓ I SOLUCIONS

L’ACTIVITAT HUMANA I EL MEDI AMBIENT Competències que s’avaluen Competència comunicativa, lingüística i audiovisual Competència matemàtica i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic Competència d’aprendre a aprendre Competència social i ciutadana Competència d’autonomia, iniciativa personal i emprenedoria

Criteris d’avaluació Contrastar algunes actuacions humanes sobre diferents ecosistemes, valorar-ne la influència i argumentar les raons de certes actuacions individuals i col·lectives per evitar-ne el deteriorament. Concretar diferents processos de tractament de residus. Associar la importància que tenen per al desenvolupament sostenible l’ús d’energies renovables.

Activitats 1, 2, 6, 7, 8, 9, i 10

3, 4 i 5

3

4, 5 i 9

1

a. Mineral.

6

d. La pluja àcida.

2

b. La majoria no són biodegradables.

7

C; C; F; F.

3

R. Ll.

8

4

a. Perquè l’ús d’aquestes plantes per obtenir biocarburants significaria un augment del seu preu que portaria més fam a la Terra.

d. La destrucció de la capa d’ozó estratosfèric provocada pels gasos clorofluorocarbonats contribueix decisivament al canvi climàtic, que sembla inevitable.

5

b. Augmentaria la producció de biocarburants i, a més, es contribuiria a la lluita contra l’escalfament global.

9

c. Perquè per produir-lo fan falta milions d’anys.

210

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 210

10

C; F; F.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:09:17

Solucionari

.

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 211

24/10/2016 9:09:18

5

SOLUCIONARI

L’ACTIVITAT HUMANA I EL MEDI AMBIENT

Interpreta la imatge For the planet (Pel planeta) va ser el lema de la reunió de París durant la Cimera sobre el Clima el 2015 i representa la importància que tenen per a tota la Terra les qüestions que s’hi van debatre. La importància dels afers tractats radica en el fet que l’escalfament global és probablement el pitjor problema que ha afectat la humanitat des del seu origen. La solució, doncs, interessa tots els països de la Terra.

als oceans i els llacs, on era reflectida i absorbida per les capes superficials d’aigua. 6

PREN LA INICIATIVA. R. Ll. Entre les mesures que l’alumne té a l’abast hem d’esmentar: l’ús del transport públic i de bicicletes respecte a l’ús de vehicles de motor, l’estalvi energètic a casa seva, a l’escola i a les zones de lleure, el consum raonable per evitar el malbaratament, el reciclatge i la recollida selectiva d’escombraries, etc.

7

La fotografia mostra força clarament la dissolució d’una roca, molt probablement pedra calcària, per efecte de la pluja àcida.

Claus per començar • R. M. L’escalfament global és el principal problema ambiental i en gran part és causat per la contaminació per gasos d’efecte d’hivernacle; és a dir, és d’origen antropogènic. Altres problemes associats a la contaminació i d’importància global són la destrucció de la capa d’ozó, la contaminació dels rius i els oceans i la superpoblació humana.

Saber-ne més • UTILITZA LES TIC. R. Ll. 8

L’aigua es contamina per: a) activitats industrials que alliberen substàncies inorgàniques que contenen metalls pesants, com el plom, el mercuri i el cadmi, i també substàncies orgàniques, com ara dissolvents orgànics, plàstics i hidrocarburs. La indústria nuclear produeix contaminació tèrmica pel vessament d’aigua calenta i contaminació. b) activitats agrícoles que alliberen substàncies inorgàniques, com ara nitrats i sulfats, i també substàncies orgàniques, com ara restes vegetals i animals, i plàstics. c) transport marítim i fluvial que produeixen vessaments de petroli i els seus derivats, com plàstics, i emissió d’ultrasons que alteren els ecosistemes aquàtics. d) activitats sanitàries i d’investigació que poden alliberar éssers vius patògens, substàncies radioactives i medicamentoses.

9

El petroli que es vessa en les marees negres afecta d’una manera dramàtica els ecosistemes, ja que forma una capa superficial que impedeix l’intercanvi de gasos en algues, aus, peixos, mol·luscs, mamífers i altres animals marins. Altera les característiques físiques de grans zones marines, fet que dificulta la penetració de la llum i l’equilibri tèrmic aigua/atmosfera. El petroli vessat en aquestes marees, en ser ingerit, provoca la mort de nombrosos animals.

• Els residus són subproductes de les activitats extractives, com la pesca, l’agricultura, la mineria, etc., industrials, constructives, etc., l’acumulació dels quals és causa de contaminació i d’altres impactes. El seu reciclatge té un doble vessant: d’una banda s’evita l’efecte que poden causar sobre el medi ambient i, de l’altra, se’n poden obtenir beneficis econòmics. 1

R. M. • Vambes (sola) - Derivat del petroli - No renovable. • Vambes (cordons) - Cotó - Renovable. • Llibres - Paper - Renovable. • Bateria del mòbil - Metalls - No renovable. • Pantalla de l’ordinador - Derivats del petroli - No renovable.

2

Interpreta la imatge. Impactes sobre l’atmosfera: fàbriques i calderes de calefacció. Impactes sobre la hidrosfera: vessaments de contaminants domèstics, agrícoles i ramaders. Impactes sobre el sòl: asfaltat, construcció d’infraestructures i habitatges. Impactes sobre la biosfera: marees negres, introducció d’espècies exòtiques, ús de plaguicides, etc.

3

Algunes accions humanes que afavoreixen el medi ambient són: la repoblació, el condicionament de mines i pedreres exhaurides i la delimitació de terreny sotmesos a figures de protecció ambiental.

4

5

Entenem per escalfament global l’elevació de la temperatura mitjana de les capes fluides del planeta, sobretot l’atmosfera. Les conseqüències estan en funció de la magnitud d’aquest escalfament, però en qualsevol cas són greus. En podem destacar les següents: alteració de les zones climàtiques, alteració de la intensitat i la freqüència dels fenòmens meteorològics, alteració de la distribució de plantes i animals, expansió de plagues i malalties, desaparició d’espècies i elevació del nivell del mar. Abans que existís una capa d’ozó la radiació ultraviolada procedent del sol arribava amb molta intensitat a la superfície terrestre, sense que hi hagués cap filtre que l’aturés o la disminuís. La vida era impossible, però no

212

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 212

10

Desertificació.

11

La sobreexplotació i l’exhauriment en nutrients d’un terreny.

12

Les espècies exòtiques invasores tenen una taxa de reproducció i d’increment de la seva biomassa molt superior a la de les espècies autòctones. De vegades, fins i tot arriben a bloquejar-ne els processos reproductius. Tot això es tradueix en una alteració de l’equilibri de les cadenes tròfiques que pot portar a la desaparició de les espècies autòctones.

13

Per diverses vies: contaminació del medi aquàtic, aeri i terrestre, sobreexplotació de terrenys i d’aqüífers, ocupació del sòl per a usos no agrícoles, sobreexplotació biològica, caça, pesca i agricultura intensiva i alteració de cursos fluvials.

14

Els espais naturals protegits s’estableixen per eliminar o minimitzar els impactes que generen les activitats

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

07/11/2016 14:08:10

D

.

humanes. Es tracta de mantenir l’equilibri ecològic que tenen els ecosistemes naturals. 15

16

17

18

19

20

21

PREN LA INICIATIVA. R. Ll.

22

EDUCACIÓ CÍVICA.

Interpreta la imatge. La informació que proporciona el mapa ens presenta dos tipus de països amb una població superior a 250 milions d’habitants. D’una banda, els països d’economia emergent com la Xina i l’Índia, amb una densitat de població alta. En segon lloc, els Estats Units d’Amèrica i el Japó, amb una població consolidada i una activitat industrialment i tecnològicament avançada. També presenten una elevada població absoluta els països amb una gran extensió territorial, com Rússia i el Brasil. Les conseqüències de la superpoblació són: elevada demanda d’aliments i recursos energètics, exhauriment de recursos, augment de la pobresa i dels conflictes pels recursos, increment dels impactes ambientals, disminució de la qualitat de vida de les persones, elevació de la freqüència d’algunes malalties… Perquè no hi ha cap planificació familiar i l’educació sexual és molt deficient o inexistent. En algun d’aquests països tenir una progènie nombrosa és una manera de tenir mà d’obra que garanteixi la supervivència del clan familiar. PREN LA INICIATIVA. R. Ll. L’alumne ha de considerar la necessitat de reduir la taxa actual de creixement de l’espècie humana. Entre les solucions, ha de considerar les que passen per les polítiques educatives en edats primerenques dels ciutadans dels països amb una taxa de creixement més elevada. La quantitat de recursos disponibles i la seva taxa de renovació són factors que determinen la capacitat de càrrega d’un ecosistema urbà o rural referit a l’ésser humà. La màxima població que es pot assolir coincideix amb la capacitat de càrrega. En aquestes condicions l’efectiu de la població es manté constant. Quan la quantitat de recursos o la seva taxa de renovació disminueix, també ho fa l’efectiu de la població. Interpreta la imatge. Es tracta d’un diagrama en el qual de la interacció desenvolupament social i desenvolupament econòmic sorgeix el desenvolupament equitatiu com a condició necessària per al desenvolupament sostenible. De la intersecció entre medi ambient i desenvolupament econòmic sorgeix el desenvolupament viable, i de la intersecció entre medi ambient i desenvolupament social sorgeix la condició vivible. L’espai comú entre les tres condicions necessàries, desenvolupament equitatiu, viable i vivible defineix el desenvolupament sostenible. Les conseqüències que es deriven d’un desenvolupament sostenible són: satisfer les necessitats presents mitjançant una activitat econòmica que subministri els béns necessaris a tota la població i que atengui especialment els més necessitats, i prendre mesures serioses i eficaces perquè les necessitats del futur no es vegin compromeses per la manca de recursos o l’excés de residus.

Residu Matèria orgànica (restes de menjar)

Reduir, reutilitzar i reciclar

Paper i cartró

Reduir, reutilitzar i reciclar

Metall (llaunes)

Reduir (utilitzar envasos de vidre) i reciclar

Plàstics

Reduir i reciclar

Piles

Reutilitzar (recarregar), reduir i reciclar

Vidre

Reciclar

Saber-ne més • R. Ll. 23

Alguns dels problemes que produeix la incineració de RSU són: l’emissió de CO2 a l’atmosfera, l’emissió de partícules sòlides, l’emissió de dioxines per combustió de plàstics, la producció d’olors desagradables, etc.

24

La reducció de residus en origen evita el transport que s’ha de dur a terme quan es pretén reduir-los lluny de l’origen mateix. Així s’evita despesa de combustible fòssil, emissió de CO2 i producció de soroll, i alhora generem estalvi.

25

Saber fer. • Punt verd: bombeta de baix consum, cartutx de tinta, microones, sabates i oli usat. • Contenidor groc: envàs de xampú i paper d’alumini. • Contenidor marró o gris: paper tacat de greix i tap de suro. • Contenidor blau: diari i ouera de cartró. • Contenidor verd: pot de vidre.

26

La despesa d’aigua (16 L/g de xip), la despesa de combustible fòssil (800 g/g de xip) i la despesa de productes químics, alguns de molt tòxics, com el plom, el mercuri i el cadmi, o de molt cars, com l’or i la plata.

27

Energia solar fotovoltaica: tots els usos domèstics. Solar tèrmica de baixa temperatura: per a aigua calenta i calefacció.

28

UTILITZA LES TIC. R. Ll.

29

RESUM. •  Un recurs natural és tot allò que l’ésser humà pren de la natura per obtenir-ne un benefici. Segons la capacitat de regeneració i el ritme de consum que tinguin, es classifiquen en dues categories:

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 213

Acció reductora

213

24/10/2016 9:09:19

5

SOLUCIONARI

L’ACTIVITAT HUMANA I EL MEDI AMBIENT

  – Recursos renovables. Es poden generar a la mateixa velocitat que es consumeixen, de manera que si es gestionen adequadament poden ser inesgotables.   – Recursos no renovables. Es produeixen a una velocitat molt més baixa que la del seu consum, per la qual cosa el seu ús els pot exhaurir. Són recursos limitats. • Qualsevol alteració o modificació, beneficiosa o perjudicial, que pateix el medi ambient com a conseqüència de les activitats humanes rep el nom d’impacte ambiental. Segons l’efecte que ocasionen, se’n distingeixen de dos tipus:   – Impactes positius. Produeixen una millora en el medi ambient.   – Impactes negatius. Produeixen un deteriorament del medi ambient. • Els impactes negatius sobre l’atmosfera es produeixen per activitats humanes com la indústria, el transport, la calefacció i la mineria, que produeixen l’emissió de substàncies a l’atmosfera. Pot ser global o regional. Entre aquests hi ha: l’escalfament global, la pluja àcida, la destrucció de la capa d’ozó i la contaminació urbana (boirum).   – L’acumulació de gasos a l’atmosfera per la combustió, la incineració, etc. augmenta l’efecte d’hivernacle, que provoca un escalfament global. Aquest és responsable d’alterar les zones climàtiques, els règims de pluja, els fenòmens meteorològics, la descongelació, etc. D’aquests gasos d’efecte d’hivernacle, els més significatius són el metà, el diòxid de carboni, els òxids de nitrogen i el vapor d’aigua.   – La combustió deguda a l’activitat industrial, els automòbils i les centrals tèrmiques allibera a l’atmosfera grans quantitats de gasos, com ara òxids de sofre i de nitrogen. Aquests, quan es combinen amb l’aigua de l’atmosfera, es transformen en àcids corrosius, com l’àcid sulfúric i l’àcid nítric. La precipitació amb altes concentracions d’aquests àcids produeix una pluja àcida, que penetra als aqüífers i els sòls.   – L’alliberament a l’atmosfera de certs gasos, com els CFC (clorofluorocarbonats), augmenta la destrucció natural de la capa d’ozó. Aquests gasos desprenen clor actiu per acció de la llum, que reacciona amb l’ozó i el descompon.

• Els impactes negatius sobre el sòl condueixen a la desertificació, és a dir, a la pèrdua de sòl produïda per l’ésser humà. Entre les seves conseqüències hi ha la pèrdua de biodiversitat, l’alteració del cicle hidrològic, l’increment de l’escalfament global, etc. • La pèrdua de biodiversitat és conseqüència dels impactes negatius sobre la biosfera que produeixen les activitats de l’ésser humà i que afecten de manera negativa el conjunt d’éssers vius de la Terra. • Les conseqüències principals de la superpoblació són: creixement de la demanda d’aliments, exhauriment de recursos, augment de la pobresa i dels conflictes pels recursos, increment dels impactes ambientals, disminució de la qualitat de vida de les persones, elevació del nombre de malalties relacionades amb l’augment de residus, escassetat d’aigua i increment de l’escalfament global. • El desenvolupament sostenible té com a objectius: a) Satisfer les necessitats presents, fomentant una activitat econòmica que subministri els béns necessaris a tota la població, amb una atenció prioritària als més pobres. b) Satisfer les necessitats del futur, reduint el consum de recursos i generant residus que siguin suportables per les pròximes generacions. • Un residu és tot objecte, material o substància que es considera un rebuig i que cal eliminar. L’eliminació de residus té com a objectiu evitar problemes ambientals i sanitaris. A més, suposen un malbaratament de recursos, ja que molts es podrien tornar a fer servir. La gestió adequada dels residus contribueix a l’estalvi de matèries primeres, a la conservació dels recursos naturals i, en definitiva, al desenvolupament sostenible. La regla de les «tres erres», reduir, reutilitzar i reciclar, promou tres accions bàsiques per disminuir la producció de residus i contribuir, amb això, a la protecció i la conservació del medi ambient.

•  Els residus sòlids poden reciclar-se i tornar a ser utilitzats si se separen convenientment en origen. Això comporta molts avantatges:   – Redueix la contaminació i els materials que van a l’abocador.   – Evita l’extracció de noves matèries primeres, estalvia energia i aigua.   – Genera materials que es poden utilitzar per fer nous productes.

  – El trànsit, les calefaccions i les indústries generen contaminants que produeixen una boira baixa, el boirum.

  – Protegeix els recursos naturals renovables i no renovables.

• Les causes de la contaminació de l’aigua són molt diverses, ja que pot ser deguda a: substàncies inorgàniques (com ara metalls pesants, per exemple el mercuri, el plom, el coure o el cadmi), substàncies orgàniques (com ara dissolvents orgànics i hidrocarburs), energies contaminants (com ara ultrasons i diversos tipus de radiacions) i contaminants biològics (per virus, bacteris i protozous presents en els vessaments d’aigües residuals).

• Les fonts d’energia renovables són aquelles de les quals podem disposar sense que s’exhaureixin, ja que es generen contínuament. Els avantatges que tenen són: a) Inesgotables. b) Energies netes, que o no produeixen residus ni contaminants o en produeixen molt pocs. c) La majoria produeixen energia barata. Els inconvenients són: a) En alguns casos, la seva producció o intensitat no és constant. b) Acostumen a ser difícils d’emmagatzemar. c) Solen necessitar grans

214

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 214

  – Crea llocs de treball «verds».

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:09:20

D

.

extensions de terreny. d) Algunes produeixen alteracions visuals en el paisatge i altres requereixen modificacions del terreny. 30

CONCEPTES CLAU

nitrogen té un abast regional, perquè la seva reactivitat química, que és més elevada, els permet difondre’s per una zona àmplia, però la seva difusió és limitada. 37

Els arbres són organismes productors l’eliminació dels quals altera seriosament les cadenes tròfiques i disminueix la biodiversitat. També contribueix a aquesta disminució el fet de ser l’hàbitat de nombroses espècies. La disminució de boscos produeix un escalfament directe del sòl que no tenia lloc quan els arbres absorbien la radiació. D’altra banda, està comprovat que en les proximitats de les masses arbòries l’evapotranspiració disminueix la temperatura, augmenta la humitat relativa i s’afavoreixen les precipitacions. Tots aquests efectes desapareixen amb la desforestació, s’incrementa la temperatura i disminueix la humitat i les precipitacions, la qual cosa contribueix a l’escalfament atmosfèric i, per consegüent, afavoreix el canvi climàtic.

38

Perquè com més alta és la temperatura de l’aigua menys quantitat d’oxigen pot contenir. Molts organismes es veuen perjudicats per aquesta situació, en detriment d’uns pocs més resistents que poden sobreviure. Un altre efecte degut a l’augment de la temperatura consisteix en el fet que l’aigua més calenta pot dissoldre més sals minerals de les roques que formen el cabal del riu. Això pot tenir conseqüències negatives sobre la fauna en afavorir la proliferació d’algues a la zona superficial, fet que també dificulta l’intercanvi gasós entre l’aire i l’aigua del riu.

39

L’agricultura extensiva i intensiva, l’ocupació del territori pel desenvolupament urbà, la introducció d’espècies exòtiques, la sobreexplotació d’espècies i la fragmentació d’hàbitat per la construcció d’infraestructures (carreteres, ports, embassaments, etc.).

40

L’acció personal o de petits col·lectius sempre té un àmbit local però ha d’estar dirigida per un pensament que consideri els fenòmens a escala global. La suma de les nostres accions individuals és un tot que té importància a escala planetària.

41

UTILITZA LES TIC. R. Ll.

42

Classificació en origen: punt verd. Reciclatge: planta de compostatge. Ús com a energia: incineradora.

43

UTILITZA LES TIC. R. Ll.

• Recurs natural és tot allò que l’ésser humà pren de la natura per obtenir-ne un benefici. • Impacte ambiental és qualsevol alteració o modificació, beneficiosa o perjudicial, que pateix el medi ambient com a conseqüència de les activitats humanes. • Biodiversitat és la varietat de formes que hi ha en una àrea determinada o a tot el planeta. • Desenvolupament sostenible és el que és capaç de satisfer les necessitats de la generació present sense comprometre la capacitat de les generacions futures per satisfer les seves pròpies necessitats. • Residu és tot objecte, material o substància que es considera un rebuig i que cal eliminar. • Energia renovable és aquella de la qual podem disposar sense que s’exhaureixi, ja que es genera contínuament. 31

Renovables: fusta, vent, tomàtigues, animals, aigua i sòl fèrtil. No renovables: petroli, alumini i carbó.

32

R. G. Suggerim un dibuix similar al de la pàgina 90, en el qual figuren vehicles de motor, fàbriques, capa atmosfèrica de contaminants, absorció de la radiació infraroja i collites fetes malbé.

33 a)  Es

tracta d’una capa d’acumulació de contaminants el nom propi de la qual és boirum àcid.

b) Procedeix de les emissions de fums i òxids generats per la combustió de carbó i altres combustibles. S’acumula en una capa pel procés d’inversió tèrmica atmosfèrica que ocorre quan les capes inferiors de l’atmosfera estan més fredes que les que tenen a sobre. c) És més freqüent veure-la a l’hivern en dies sense vent, clars i amb temperatura baixa. 34

35

36

És un estudi prescrit per la llei que estableix la conveniència o no de fer determinades activitats, i determina quines han de ser les mesures que cal prendre per protegir el medi ambient. És preceptiu fer-lo en la realització d’obres públiques (carreteres, embassaments, canals…). UTILITZA LES TIC. R. Ll. L’alumne ha de valorar en la seva investigació els aspectes d’aquest comerç relacionats amb el desenvolupament social, el desenvolupament econòmic i el medi ambient. Diòxid de carboni i metà – Efecte d’hivernacle. CFC – Destrucció de la capa d’ozó. Ozó – Boirum fotoquímic. Òxids de sofre – Pluja àcida. Els dos primers impactes tenen un abast global, ja que els gasos que els produeixen són molt estables i es difonen per tota l’atmosfera. El boirum fotoquímic és un fenomen força local perquè la reactivitat de l’ozó és molt elevada i es combina en zones molt properes a la seva zona d’emissió, sense arribar a difondre’s a altres zones. La pluja àcida produïda per òxids de sofre i de

44 a)  La

gràfica indica que a partir d’un màxim entre els anys 1972 i 1974 la densitat de la població de tonyina d’aleta blava va disminuir a la cinquena part, aproximadament. La causa principal d’aquesta disminució va ser la pesca intensiva i indiscriminada a la qual es va sotmetre aquesta espècie, motivada per l’elevat preu a què va cotitzar en alguns mercats i, concretament, al del Japó.

b) Reduir la quota de captures per flota pesquera i prohibir les captures dels espècimens que no arribin a una mida determinada.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 215

215

24/10/2016 9:09:20

5

SOLUCIONARI

L’ACTIVITAT HUMANA I EL MEDI AMBIENT Saber fer

45

Reducir

Reutilitzar

Paper

Limitar la producció de fotocòpies, guardar els documents en format digital, etc.

Utilitzar el paper per totes dues cares i ferlo servir en embalatges.

Llauna de refrescos

Substituir-les per ampolles de vidre.

Envasos de plàstics

Fer servir envasos grossos en lloc de petits.

Reciclar

50

R. Ll.

51

PREN LA INICIATIVA. R. Ll.

Per a la fabricació de nou paper i cartró.

Per obtenir els metalls, de vegades molt cars, com l’alumini, dels quals estan fetes. Per a altres usos: regar plantes, recipients de diversos productes...

Per fabricar nous envasos.

46 a)  La

font més consumida és el petroli, els derivats del qual es fan servir com a combustible d’automòbils, en calefacció, indústria, etc. Els seus avantatges són l’alta quantitat d’energia que conté per unitat de massa i la facilitat d’obtenció per simple combustió. Els inconvenients són la producció de CO2 que implica el seu ús i la condició que té de recurs no renovable.

b) Aïllant tèrmicament l’habitatge, utilitzant llums i electrodomèstics de baix consum, controlant el temps de funcionament dels aparells que consumeixen energia elèctrica, conciliant en la mesura en què sigui possible les hores de descans amb les hores nocturnes per aprofitar millor les hores de llum solar, etc. Maneres de pensar. Anàlisi científica 47

EXPRESSIÓ ESCRITA. L’O3 de l’estratosfera es produeix a partir de l’O2 de l’aire i és un procés reversible equilibrat, és a dir, que es produeix la mateixa quantitat i al mateix ritme que es descompon.

48

COMPRENSIÓ LECTORA. A l’estiu els dies són més llargs i, per tant, la superfície està més temps exposada a la radiació solar.

49

UTILITZA LES TIC. R. Ll. La resposta ha d’incloure la relació positiva que hi ha entre el fred i l’acció descomponedora de l’ozó dels CFC. L’Antàrtida no tan sols és la zona més freda del planeta, sinó que té unes condicions climàtiques, especialment a finals de l’hivern, que n’acceleren encara més el procés.

216

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 216

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:09:21

.

ES0000000051237 785237_UNITAT 5_58289.indd 217

24/10/2016 9:09:21

6. L’ORGANITZACIÓ CEL·LULAR DELS ÉSSERS VIUS

Introducció i recursos Introducció i continguts de la unitat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 Previsió de dificultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 Esquema conceptual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 Et recomanem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224

Ensenyament individualitzat Reforç i suport • Continguts fonamentals Fitxa 1. Resum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 • Esquemes muts Fitxa 2. La cèl·lula procariota. L’origen de la cèl·lula eucariota . . . . . . . . . 227 Fitxa 3. La cèl·lula eucariota animal. La cèl·lula eucariota vegetal. . . . . . . 228 Fitxa 4. El nucli cel·lular. El cicle cel·lular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229 Fitxa 5. Els cromosomes. Els cromosomes homòlegs. Fitxa 5. Els tipus de cromosomes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 Fitxa 6. La mitosi. La citocinesi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 Fitxa 7. La meiosi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 • Consolida les competències Fitxa 8. Diversitat cel·lular. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 • Fitxes multilingües Fitxa 9. Mitosi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 Fitxa 10. Components del nucli i condensació de l’ADN . . . . . . . . . . . . . 238

Aprofundiment • Projectes d’investigació Fitxa 11. Col·laborar per triomfar!. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 • Treballs d’aula Fitxa 12. Mitosi i meiosi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 Fitxa 13. Comparativa entre el microscopi òptic Fitxa 13. i el microscopi electrònic de transmissió . . . . . . . . . . . . . . . . . 243

218

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 218

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:07:22

D

.

Recursos per a l’avaluació Autoavaluació . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247 Avaluació de continguts • Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248 • Criteris d’avaluació i solucions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250

Avaluació per competències • Prova . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252 • Criteris d’avaluació i solucions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254

Solucionari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 219

219

24/10/2016 9:07:23

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 220

24/10/2016 9:07:23

Introducció i recursos

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 221

24/10/2016 9:07:24

6

INTRODUCCIÓ I RECURSOS

L’ORGANITZACIÓ CEL·LULAR DELS ÉSSERS VIUS

INTRODUCCIÓ DE LA UNITAT

P

Aquesta unitat aborda la realitat del fet que tots els éssers vius estan constituïts per cèl·lules. El cert és que aquesta veritat evidentíssima en la biologia actual es va començar a esbossar en el segle xvii quan Hooke i Leeuwenhoek van aplicar els seus primitius microscopis a l’estudi de la matèria viva. En el segle xix va quedar definitivament establerta quan Schleiden i Schwann van enunciar la teoria cel·lular. El desenvolupament progressiu de la microscòpia està relacionat amb els descobriments de l’estructura cel·lular. Els dos grans tipus cel·lulars coneguts, procariotes i eucariotes, estan relacionats evolutivament: aquests provenen d’aquells per endosimbiosi, tal com va proposar en l’últim terç del segle xx Lynn Margulis. La cèl·lula eucariota sobre la qual se centra aquesta unitat presenta totes les funcions de la vida: nutrició, relació

i reproducció. El principi general de repartiment del treball biològic es plasma en l’existència dels orgànuls cel·lulars que solen desenvolupar processos relacionats amb aquelles funcions, per bé que alguns d’aquests, com ara la membrana, per la seva extensió i complexitat, fan diverses funcions. La funció d’autoperpetuació cel·lular comporta un interès especial per la seva importància així com pels canvis morfològics. La reproducció asexual és un procés general en la base del qual hi ha la mitosi i la citocinesi. En organismes unicel·lulars és el procés reproductor per excel·lència, mentre que en els pluricel·lulars està associat al creixement i a la reparació. La meiosi és un altre procés de reproducció cel·lular necessari en tots els organismes que presenten reproducció sexual. És, per consegüent, un element sustentador de la biodiversitat.

Q l q a e e C c r

U i u i

E CONTINGUTS SABER

• La teoria cel·lular. • Els tipus cel·lulars i la seva relació evolutiva. • La cèl·lula eucariota. • El nucli cel·lular. • El cicle cel·lular. • Els cromosomes. • La divisió cel·lular. • La meiosi.

SABER FER

• Observar les fases de la mitosi. • Fer i interpretar cariotips.

SABER SER

• Reconèixer la importància de la teoria cel·lular com a teoria unificadora de la biologia. • Valorar la sinergia entre el desenvolupament de la tècnica i el coneixement de la cèl·lula. • Ser conscients de la relació entre el coneixement de l’estructura i la funció cel·lular i l’avenç de les ciències de la salut.

222

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 222

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:07:25

D

i

.

PREVISIÓ DE DIFICULTATS Quan es treballa la cèl·lula eucariota a aquest nivell, crida l’atenció la sorprenent diversitat dels seus orgànuls i el fet que molts d’ells siguin relativament independents pel que fa a la seva reproducció, i que hi hagi alguns orgànuls específics en cèl·lules animals i vegetals. La teoria endosimbiòtica aporta elements clarificadors que resolen aquestes aparents paradoxes. Com que és la primera vegada que es presenta als alumnes, convé dedicar-li una certa atenció, atès que així s’explica la riquesa estructural i fisiològica de la cèl·lula i dels seus tipus. Un interès especial és el que té la distinció morfològica, i sobretot funcional, entre la mitosi i la meiosi. La mitosi és un procés reproductiu obert i conservatiu, que produeix indefinidament dues cèl·lules filla idèntiques a la progenitora.

Aquest procés, que té lloc tant en cèl·lules haploides com diploides, requereix que les cèl·lules filla sintetitzin materials dins un cicle cel·lular que els permeti tornar a dividir-se. La meiosi és un procés reproductiu que només es produeix una vegada (en una o en moltes cèl·lules) en un moment determinat del cicle vital dels organismes amb reproducció sexual. Una altra diferència amb la mitosi que cal remarcar és el caràcter reduccional de la meiosi: una cèl·lula diploide produeix quatre cèl·lules haploides. En alguns casos, com en l’ésser humà, condueix directament a la formació de gàmetes haploides i, en altres casos, a formes de vida haploide que acabaran produint gàmetes haploides.

ESQUEMA CONCEPTUAL

•  Paret cel·lular •  Nucleoide

Procariota

•  Ribosomes •  Pili i flagels

Membrana plasmàtica

•  RER i REL

Citoplasma

• Ribosomes

Material genètic

•  Aparell de Golgi • Mitocondris • Citosquelet • Centrosoma

Eucariota

•  Cilis i flagels • Lisosomes •  Cloroplasts (vegetals)

Cèl·lula

•  Paret cel·lular (vegetals) • Vacúols

•  Embolcall nuclear • Nucleoplasma

Interfase

Nucli

• Nuclèol • Cromatina

Cicle cel·lular

Mitosi Divisió cel·lular

  – Cromosomes

Citocinesi Meiosi

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 223

223

24/10/2016 9:07:26

6

INTRODUCCIÓ I RECURSOS

ET RECOMANEM

A LA XARXA

LLIBRES I REVISTES

PÀGINES WEB

Òrgans a la carta. Cèl·lules mare, clonatge terapèutic i medicina regenerativa David Bueno. Editorial Omnis Cellula, 2005.

Virtual Cell Animation Colletion. Arxiu en anglès molt complet d’animacions sobre els processos moleculars, cel·lulars i l’obtenció i conversió d’energia de la cèl·lula. Necessita connector Flash. Paraules clau: virtual cell, animation, collection. BioEd Online. Recursos en anglès per al professorat i alumnes per l’estudi de la cèl·lula entre altres temes del curriculum de biologia que inclouen vídeos, diapositives, lliçons, noticies, etc. Paraules clau: bioed, online Recursos interactius sobre la cèl·lula. Activitats interactives, animacions i vídeos en anglès sobre la dinàmica i complexitat cel·lular, així com la comunicació i evolució de la cèl·lula. Tots aquests recursos han estat creats per la Universitat de Utah. Paraules clau: learn, genetics, amazing cells, utah. Recurs multimèdia sobre la cèl·lula procariota i eucariota. Recurs en català sobre la diferència de la cèl·lula procariota i eucariota i els orgànuls cel·lulars amb informació específica i imatges del microscopi electrònic. Paraules clau: cèl·lula, xtec. Célula. Hipertextos del Área de la Biología. Pàgina de la Universitat del Nord-est de l’Argentina. Textos i animacions sobre morfologia i orgànuls de les cèl·lules eucariotes i procariòtiques, cicle cel·lular, mitosi i meiosi. Amb nombrosos enllaços a pàgines relacionades. Possibilitat d’imprimir els textos en PDF. Paraules clau: hipertextos, área, biología. La cèl·lula. Pàgina del doctor Pérez Márquez de la UAH que conté fotografies de gran qualitat al microscopi electrònic dels diferents orgànuls de cèl·lules eucariotes animals, acompanyades d’un breu text explicatiu. Paraules clau: célula, pérez, márquez, uah, biología. APPS PER A TAULETES I TELÈFONS INTEL·LIGENTS Cell Parts: Cellular Biology Basics. Aplicació amb els conceptes i il·lustracions fonamentals sobre la cèl·lula amb jocs i activitats interactives. És una aplicació en anglès i de pagament oferta per iTunes. Virtual Cell Animations. Aquesta aplicació inclou animacions, fotografies i activitats interactives sobre la meiosi i mitosi, la respiració cel·lular entre altres temes. És una aplicació en anglès oferta per iTunes. FCS Biology Mitosis & Meiosis. App amb il·lustracions, text animat, activitats interactives i avaluació final sobre la meiosis, mitosi, els cromosomes i el cariotip. És una aplicació en anglès oferta per iTunes i per Google Play.

224

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 224

Llibre de divulgació on es parla del concepte i la recerca en el camp de les cèl·lules mare embrionàries humanes i la seva aplicació en medicina, especialment per la curació de la diabetis o de malalties neurodegeneratives com el Parkinson i l’Alzheimer. Biología Curtis, Barnes, Schnek, Massarini. Editorial Médica Panamericana, 2008. Llibre que continua la ja llarga tradició de Curtis, molt ben presentat. Amb recursos per al professor i l’alumne. Esquemes d’una claredat excepcional amb textos que il·luminen les il·lustracions. Moltes figures són mixtes, fotografia i il·lustració, fet que contribueix a aclarir, per exemple, l’estructura cel·lular. El text duu intercalades amb precisió les crides que referencien les figures. Cómo vivimos, por qué morimos: la vida secreta de las células. Lewis Wolpert. Tusquets editores, 2011. És una guia excel·lent dedicada a la cèl·lula. El nostre cos es compon de milers de milions de cèl·lules, i la seva estructura, d’extraordinària complexitat, governa fenòmens tan crucials per a l’existència dels organismes com ara el creixement, la reproducció i l’envelliment. De las células a las civilizaciones. Enrico Coen. Editorial Crítica, 2013. Exposa, d’una manera atractiva, com s’ha anat transformant la vida a la Terra, com van poder sorgir els primers organismes unicel·lulars i després associar-se formant estructures pluricel·lulars complexes que van donar lloc a les plantes, els animals i l’ésser humà. Microcosmos. Lynn Margulis, Dorion Sagan. Tusquets editores, 2013. Interessant anàlisi basada en la investigació sobre com els microorganismes han protagonitzat l’evolució en el nostre planeta. Captando genomas: una teoría sobre el origen de las especies Lynn Margulis, Dorion Sagan. Kairós, 2003. En aquest llibre es remarca la importància de l’adquisició de nous genomes per fusió simbiòtica per al desenvolupament de la variabilitat biològica en l’evolució de les espècies.

DOCUMENTALS I PEL·LÍCULES Estallido (Director: Wolfgang Petersen, 1995) Pel·lícula que permet plantejar la diferència entre els organismes cel·lulars i els virus, així com les seves formes de propagació i el concepte d'epidèmia.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:07:26

Ensenyament individualitzat Reforç i suport Aprofundiment

.

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 225

24/10/2016 9:07:27

6

REFORÇ I SUPORT

FITXA 1

Continguts fonamentals

RESUM Teoria cel·lular

Tipus de cèl·lules

• La cèl·lula és la unitat estructural dels éssers vius.

L

• La cèl·lula és la unitat fisiològica dels éssers vius. • Totes les cèl·lules provenen, per divisió, d’altres de preexistents. • Procariota: el material genètic no està separat per una membrana de la resta del citoplasma. Són els bacteris. • Eucariota: el material genètic es troba envoltat d’un embolcall, que constitueix el nucli. Són les cèl·lules dels animals, vegetals, fongs i protoctists (protozous i algues). Posseeix membrana plasmàtica, citoplasma i nucli. Hi ha dos tipus de cèl·lules eucariotes: animal i vegetal.

La cèl·lula eucariota

El nucli cel·lular

El citoplasma conté el citosquelet i diversos orgànuls, tant amb membranes com sense: reticle endoplasmàtic, aparell de Golgi, ribosomes, mitocondris, lisosomes, centrosoma (exclusiu de les cèl·lules animals), vacúols, cilis i flagels i cloroplasts (exclusius de les cèl·lules vegetals). Les cèl·lules vegetals tenen, a més, una gruixuda paret cel·lular. • Quan la cèl·lula no està en divisió, es visualitza un nucli en el qual es distingeixen diversos components: l’embolcall nuclear, el nucleoplasma, el nuclèol i la cromatina (ADN amb proteïnes). • Quan la cèl·lula es divideix, s’observen els cromosomes.

Cicle cel·lular

Els cromosomes

La divisió cel·lular

• Interfase. És l’etapa de més durada, en què la cèl·lula passa la major part de la vida. La cèl·lula creix i es duplica l’ADN. • Divisió cel·lular (fase M). És l’etapa final, curta, en què la cèl·lula mare dóna lloc a dues cèl·lules filla mitjançant la divisió mitòtica. Contenen la informació genètica d’un individu i la transfereixen de la cèl·lula mare a les cèl·lules filla. Presenten les parts següents: cromàtides germanes, centròmer i braços. El seu nombre és fix per a una espècie determinada.

L

La majoria de les cèl·lules dels organismes són diploides, ja que tenen dos jocs de cromosomes idèntics. Algunes espècies d’algues, fongs i microorganismes, així com els gàmetes d’una espècie, són cèl·lules haploides. Consisteix en dos processos: la mitosi o divisió del nucli i la citocinesi o divisió del citoplasma. La mitosi és un procés mitjançant el qual es reparteix de forma equitativa el material genètic entre les dues cèl·lules filla. Es divideix en quatre fases: profase, metafase, anafase i telofase. • Primera divisió meiòtica. Es produeix intercanvi d’informació entre cromosomes homòlegs. S’originen dues cèl·lules haploides.

La meiosi

• Segona divisió meiòtica. Es formen quatre cèl·lules filla haploides denominades gàmetes.

ACTIVITATS 1

Assenyala les diferències entre les cèl·lules procariotes i les eucariotes.

2

Assenyala les diferències entre les cèl·lules eucariotes animals i les vegetals.

226

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 226

3

Assenyala les diferències entre la mitosi i la meiosi.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:07:33

D

.

6

REFORÇ I SUPORT

FITXA 2

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

LA CÈL·LULA PROCARIOTA

L’ORIGEN DE LA CÈL·LULA EUCARIOTA

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 227

227

24/10/2016 9:07:35

6

REFORÇ I SUPORT

FITXA 3

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

LA CÈL·LULA EUCARIOTA ANIMAL

E

Mitocondria

E

LA CÈL·LULA EUCARIOTA VEGETAL

228

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 228

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:07:37

D

.

6

REFORÇ I SUPORT

FITXA 4

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

EL NUCLI CEL·LULAR

EL CICLE CEL·LULAR

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 229

229

24/10/2016 9:07:39

6

REFORÇ I SUPORT

FITXA 5

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

ELS CROMOSOMES

L

ELS CROMOSOMES HOMÒLEGS

L

ELS TIPUS DE CROMOSOMES

230

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 230

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:07:42

D

.

6

REFORÇ I SUPORT

FITXA 6

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

LA MITOSI

LA CITOCINESI

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 231

231

24/10/2016 9:07:46

6

REFORÇ I SUPORT

FITXA 7

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

LA MEIOSI

232

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 232

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:07:48

.

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 233

24/10/2016 9:07:49

6

REFORÇ I SUPORT

Consolida les competències

Diversitat cel·lular La forma de les cèl·lules és extraordinàriament variable i per això és difícil assignar-ne una forma general. Es podria parlar d’una forma rodona primitiva que s’ha anat modificant a mesura que les cèl·lules s’han especialitzat en unes funcions determinades. Hi ha molts tipus diferents de cèl·lules. En el cos humà hi ha més de 200 tipus diferents de cèl·lules especialitzades. En una cullereta de cafè amb aigua d’un estany es poden trobar bastants organismes unicel·lulars diferents, i a tot l’estany és probable que n’hi hagi centenars de diferents. Els vegetals estan formats per cèl·lules que superficialment són bastant diferents a les dels animals; els insectes tenen moltes classes de cèl·lules que no es troben en els vegetals ni en els vertebrats. Per tant, una característica de les cèl·lules és la seva diversitat. En general, les cèl·lules de vida lliure són esfèriques a causa de la tensió superficial. En els teixits cel·lulars, quan es modifiquen les seves membranes, adquireixen formes polièdriques. També n’hi ha

d’estrellades (cèl·lules nervioses), fibril·lars (musculars), planes (epitelis), etc. A causa de la seva mida, la majoria de les cèl·lules són microscòpiques i mesuren mil·lèsimes de mil·límetre de diàmetre. Hi ha algunes excepcions, però, com ara els ous de les aus o les cèl·lules d’algunes algues que són visibles a simple vista. Un altre cas és el de les neurones o cèl·lules nervioses, que tenen una mida semblant a la de la majoria de les cèl·lules normals, però que presenten fines prolongacions que poden arribar a mesurar més d’un metre. Pel que fa a la quantitat de cèl·lules que hi ha en un organisme pluricel·lular, es pot dir que és variable en general, tot i que hi ha algunes excepcions, com el cas del rotífer Epiphanos senta, que té 959 cèl·lules, nombre constant per a tots els adults de l’espècie. Com a curiositat, cal destacar que en l’ésser humà el nombre de cèl·lules varia entre 1013 i 1014, sense tenir en compte les cèl·lules sanguínies.

Cèl·lules vegetals.

Glòbuls vermells.

Cèl·lules epitelials.

Cèl·lula nerviosa.

234

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 234

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:07:53

D

.

FITXA 8

ACTIVITATS 1

En les figures anteriors es mostra una petita representació de la diversitat de mides i formes cel·lulars. Quins avantatges presenta aquesta diversitat?

2

C  OMPETÈNCIES MATEMÀTIQUES. Quan un objecte creix, el seu volum i la superfície augmenten, però no en la mateixa proporció. Calcula quina és la relació superfície/volum de: a. Un cub d'1 mm de costat.

intervals es troben els diàmetres de la majoria de les cèl·lules? Amb quins microscopis es poden veure els diferents tipus de cèl·lules? 7

Dos organismes de mida diferent, com per exemple un insecte i una girafa, es diferencien pel nombre de cèl·lules que tenen o per la mida?

8

Es pot dir que, en general, hi ha relació entre el nombre de cèl·lules i la mida de l’individu?

9

UTILITZA LES TIC. El maig de 2010 científics de l’equip de Venter van anunciar a la revista Science la creació de la primera cèl·lula sintètica. Recentment, el març de 2016, científics del mateix equip han comunicat la creació d’una cèl·lula sintètica amb el nombre mínim de gens necessaris per viure. Busca informació sobre aquestes dues investigacions i respon a les qüestions següents:

b. Un cub de 2 mm de costat. c. Un cub de 4 mm de costat. Per què a mesura que un objecte creix, la seva relació superfície/volum disminueix? 3

Si el volum de la cèl·lula influeix en la seva activitat metabòlica i a través de la superfície de la seva membrana es realitza l’intercanvi de substàncies necessari per mantenir-ne l’activitat, explica per què les cèl·lules són petites.

a. S’ha creat vida artificial des de zero? Explica què és en realitat el que s’ha aconseguit. Té la cèl·lula sintètica capacitat d’autoduplicar-se?

4

UTILITZA LES TIC. Descriu les característiques morfològiques de cadascuna de les cèl·lules de la imatge de la pàgina anterior i busca informació sobre la funció en què estan especialitzades.

b. La creació d’una cèl·lula mínima amb només els gens necessaris per mantenir la vida en la seva forma més simple podria ajudar a comprendre la funció dels gens essencials de la cèl·lula. Quines altres aplicacions s’esperen d’aquestes investigacions?

5

UTILITZA LES TIC. Què és la tensió superficial? Busca informació i explica per què les cèl·lules de vida lliure són esfèriques.

c. Quin organisme s’ha utilitzat com a base per a aquestes investigacions?

6

Llevat d’excepcions, la majoria de les cèl·lules només es poden veure a través d’un microscopi. Entre quins

d. Expressa la teva opinió sobre aquest tipus d’investigacions bàsiques i les seves possibles aplicacions en la biotecnologia per al disseny d’organismes.

TREBALL COOPERATIU

Tasca: elaborar cartells de diferents tipus de cèl·lules i exposar-los a classe. Feu grups de 5 persones i repartiu la feina.

Grup D: presentarà la diversitat de cèl·lules d’un organisme pluricel·lular vegetal com, per exemple, una planta angiosperma.

Grup A: presentarà la diversitat de cèl·lules procariotes.

Cada grup indicarà:

Grup B: presentarà la diversitat dels organismes unicel·lulars.

• La mida.

Grup C: presentarà la diversitat de cèl·lules en un organisme pluricel·lular com l’ésser humà.

• El nom de les cèl·lules. • La relació entre la forma de les cèl·lules i la funció que duen a terme. • Les estructures que presenten i que les caracteritzen.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 235

235

24/10/2016 9:07:55

ală

6

REFORÇ I SUPORT

Fitxes multilingües MITOSI MITOZĂ

MITOZĂ

᳝ϱߚ㺖

1. Profază

1. Profază

2.᳝ϱߚ㺖 Cromozom 1.

2. Cromozom

1. Profase

3. Metafază

2.

1.

1

1. ࠡᳳ

2.

2

2.3.ᶧ㡆ԧ Metafase

3.

3

1.

Metafază 1. 3.ࠡᳳ

2.

4. Fus3. Fus acromatic 2. 4.ᶧ㡆ԧ acromàtic

3. Ёᳳ

4.

4

4. ⍜㡆Џ䕈

5.

5

5. 䌸䘧䴶

6.

6

6. ৢᳳ

7.

7

8.

8

2. Cromosoma

4. Fus acromatic

3.

4. Placă ecuatorială 3. 5.Ёᳳ

5. Placă ecuatorială

4.

Anafază 4. 6.⍜㡆Џ䕈

5.

6. Anafază

5.

5. Placa equatorial 6. 7. Telofază 5. 䌸䘧䴶

7. Telofază

6.

Citocineză 6. 8.ৢᳳ

7.

7. ᳿ᳳ

7.

7. ᳿ᳳ

8.

8. ㌄㚲䊾ߚ㺖

8.

8. ㌄㚲䊾ߚ㺖

8. Citocineză 6. Anafase

7. Telofase

8. Citocinesi

MITOZĂ Romanès

᳝ϱߚ㺖 Xinès

Àrab

 1. Profază 1. Profază

1.1

1. ࠡᳳ 1.

 2. Cromozom 2. Cromozom

2.2

2. ᶧ㡆ԧ 2.

 3. Metafază 3. Metafază

3.3

3. Ёᳳ 3.

 4. Fus acromatic 4. Fus acromatic

4.4

4. ⍜㡆Џ䕈 4.

 5. Placă ecuatorială 5. Placă ecuatorială

5.5

5. 䌸䘧䴶 5.

 6. Anafază 6. Anafază

6.6

6. ৢᳳ 6.

 7. Telofază 7. Telofază

7.7

7. ᳿ᳳ 7.

 8. Citocineză 8. Citocineză

8.8

8. ㌄㚲䊾ߚ㺖 8.

236

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 236

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:07:57

D

.

FITXA 9

MITOSI MITOSI MITOSE MITOSE (ZELLKERNTEILUNG) 1. Profase

3. Metafase

2. Cromosoma

4. Fus acromàtic

5. Placa equatorial

6. Anafase

7. Telofase

8. Citocinesi

Anglès

Francès

Alemany

1. Prophase

1. Prophase

1. Prophase

2. Chromosome

2. Chromosome

2. Chromosom

3. Metaphase

3. Métaphase

3. Metaphase

4. Spindle fibres

4. Faisceau achromatique

4. Spindelapparat

5. Equatorial plate

5. Plaque équatoriale

5. Äquatorialebene

6. Anaphase

6. Anaphase

6. Anaphase

7. Telophase

7. Télophase

7. Telophase

8. Cytokinesis

8. Cytocynèse

8. Zytokinese

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 237

237

24/10/2016 9:07:58

6

REFORÇ I SUPORT

Fitxes multilingües COMPONENTS DE NUCLI I CONDENSACIÓ DE L’ADN

1. Reticle endoplasmàtic rugós

2. Membrana nuclear interna 3. Membrana nuclear externa

11. Cromosoma 10. Filament de cromatina 9. Proteïnes

8. ADN 4. Nuclèol

6. Porus nuclear 7. Cromatina

5. Nucleoplasma

Romanès

Xinès

Àrab

 1. Reticul endoplasmatic rugos

1

 1.

 2. Membrană nucleară externă

2

 2.

 3. Membrană nucleară internă

3

 3.

 4. Nucleol

4

 4.

 5. Nucleoplasmă

5

 5.

 6. Por nuclear

6

 6.

 7. Cromatină

7

 7.

 8. ADN

8

 8.

 9. Proteine 10. Filament de cromatină 11. Cromozom

 9. 9 10

10. 11.

11

238

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 238

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:00

D

.

FITXA 10

COMPONENTS DEL NUCLI I CONDENSACIÓ DE L’ADN NUCLEUS COMPONENTS AND DNA CONDENSATION COMPOSANTS DU NOYAU ET CONDENSATION DE L’ADN ZELLKERNAUFBAU UND DNAKONDENSATION

1. Reticle endoplasmàtic rugós

2. Membrana nuclear interna 3. Membrana nuclear externa

11. Cromosoma 10. Filament de cromatina 9. Proteïnes

8. ADN 6. Porus nuclear 7. Cromatina

4. Nuclèol

5. Nucleoplasma

Anglès  1. Rough endoplasmic reticulum  2. Outer nuclear membrane  3. Inner nuclear membrane  4. Nucleolus  5. Nucleoplasm  6. Nuclear pore  7. Chromatin  8. DNA  9. Proteins 10. Chromatin filament 11. Chromosome

Alemany

Francès  1. Réticulum endoplasmique rugueux

 1. Raues endoplasmatisches Retikulum

 2. Membrane nucléaire externe

 2. Äussere Kernmembran

 3. Membrane nucléaire interne

 3. Innere Kernmembran

 4. Nucléole

 4. Nukleolus (Kernkörperchen)

 5. Nucléoplasme

 5. Karyoplasma

 6. Pore nucléaire

 6. Kernpore

 7. Chromatine

 7. Chromatin

 8. ADN

 8. DNA

 9. Protéines

 9. Proteine

10. Filament de chromatine

10. Chromatinfäden

11. Chromosome

11. Chromosom

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 239

239

24/10/2016 9:08:02

6

APROFUNDIMENT

PROJECTES D’INVESTIGACIÓ

Col·laborar per triomfar!

Mitocondris.

Cloroplasts.

FULL DE RUTA Objectiu: investigar l’origen de les cèl·lules eucariotes segons l’explicació de la teoria endosimbiòtica. Investigacions suggerides: • Com eren els primers éssers vius que van aparèixer al planeta Terra. • Característiques ambientals que regnaven al nostre planeta en les fases prebiòtiques i en els primers temps de la vida. • Organismes primitius capaços d’aprofitar l’energia química i lluminosa del medi. • Paper dels éssers vius primigenis en l’aparició de l’oxigen i en el subsegüent enriquiment d’aquest gas de l’atmosfera primitiva. • Els punts principals de la teoria simbiòtica. Quins d’aquests apareixen confirmats per la investigació científica i quins no. • Processos endosimbiòtics que es produeixen en l’actualitat. Conseqüències per a les cèl·lules dels éssers vius que els experimenten. Fonts d’investigació: • «¿Por qué las mitocondrias cuentan con su propio ADN?» Investigación y Ciencia. Notícies, 25 de febrer de 2016. Cell Systems. Paraules clau: investigación y ciencia, noticias, mitocondrias, propio ADN. • «Sobre el origen de las mitocondrias», Investigación y Ciencia. Notícies, 5 de febrer de 2015. PLoS One.

240

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 240

Paraules clau: investigación y ciencia noticias, origen, mitocondrias, wu. •  «El origen de las células eucariotas». C. De Duve. Investigación y Ciencia, juny 1996. • «Residuos mitocondriales. Ventana abierta hacia el pasado». Investigación y Ciencia, novembre 2006. • «La genómica da la razón a Lynn Margulis». J. Sampedro. El País. Materia, 20 d’agost de 2015. Paraules clau: genómica, razón, Lynn, Margulis, Sampedro. •  «El esqueleto de algunas esponjas procede de bacterias». Sinc. CSIC, 15 de juny de 2012. Paraules clau: SINC, esponjas, esqueleto, bacterias. •  El origen de la célula. L. Margulis, Editorial Reverte, 1996. •  Microcosmos, L. Margulis i D. Sagan. Tusquets editores, 2013. Presentació: exposició per part de tres ponents que faran servir una presentació digital. Debat posterior sobre la importància d’aquesta teoria en la història de la vida. El debat hauria d’incloure un breu homenatge a Lynn Margulis, vinculat amb propostes de valoració del paper de les dones en la investigació científica actual. Durada de l’elaboració: de 2 a 3 setmanes. Realització: de 3 a 6 alumnes que es repartiran l’exposició oral, l’elaboració de la presentació i la preparació de les propostes per al debat.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:04

D

.

FITXA 11

TINGUES EN COMPTE QUE

• La teoria simbiòtica es va presentar en els anys seixanta del segle passat. Des d’aleshores ha anat guanyant adeptes en la comunitat científica i en l’actualitat s'accepta de manera general. • Els experiments de genòmica donen suport clarament a l’origen endosimbiòtic dels mitocondris i dels cloroplasts. Això no obstant, les dades experimentals no donen suport a aquest origen per als cilis i els flagels. • La importància d’aquesta teoria rau en el fet que no tan sols explica la formació de les cèl·lules eucariota animal i vegetal, sinó també molts altres processos que juntament amb els anteriors reforcen la teoria de l’evolució biològica. • L’endosimbiosi no és quelcom que hagi succeït en el passat una sola vegada, a l’inici de la vida. Probablement es va produir moltes vegades, amb un èxit diferent. En l’actualitat es continuen descrivint processos endosimbiòtics recents que es poden seguir en temps real.

ALLÒ QUE HAS DE SABER • Arqueus: organismes procariòtics el nom dels quals fa referència al seu origen situat a l’inici de la vida. Actualment es troben en quasi tots els ambients terrestres, fins i tot en aquells que tenen característiques fisicoquímiques extremes. Uns arqueus sense paret i amb plecs membranosos interns podrien haver estat hostes dels organismes ancestrals dels mitocondris i dels cloroplasts. • Extremòfil: organisme procariota capaç de viure en condicions extremes de temperatura, salinitat, acidesa, en presència d’altes concentracions de determinats productes químics com, per exemple, metà. • Mitocondri: orgànul citoplasmàtic present en cèl·lules eucariotes animals i vegetals que produeix energia mitjançant la respiració. És un dels orgànuls hoste proposat per la teoria endosimbiòtica. • Cloroplast: orgànul citoplasmàtic present en cèl·lules eucariotes vegetals que produeix energia i oxigen durant la fotosíntesi. Juntament amb els mitocondris, són els puntals més ferms de la teoria endosimbiòtica. • Genoma: conjunt de gens d’un individu o d’un orgànul codificats en el seu ADN. • Endosimbiosi: model extrem de simbiosi en què un organisme o el seu genoma s’integren a l’interior de les cèl·lules d’un altre.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 241

241

24/10/2016 9:08:06

6

APROFUNDIMENT

FITXA 12

TREBALLS D’AULA

Mitosi i meiosi

C i

Classifica en els requadres les característiques següents segons corresponguin al procés de mitosi o al de meiosi. • Està relacionat amb la reproducció sexual. • Té lloc en la reproducció dels organismes unicel·lulars.

• Les cèl·lules filla posseeixen la meitat de cromosomes que la cèl·lula mare.

• Mitjançant aquesta divisió s’originen els gàmetes.

• S’originen dues cèl·lules.

• És un procés de divisió cel·lular que té lloc en organismes

• Les cèl·lules filla són idèntiques entre si i idèntiques a la

pluricel·lulars en les fases de creixement.

cèl·lula mare.

• S’originen quatre cèl·lules filla.

• Es produeix variabilitat genètica.

• Divisió cel·lular conservadora.

• Té lloc només en cèl·lules diploides.

P l s l p

E d p m 2 r m

Cèl·lula original 2n = 4 MITOSI

2n

E c v n r i f

L q i b a e d

2n

Cèl·lules filla

Cèl·lula original 2n = 4 MEIOSI

n

n

n

n Cèl·lules filla

242

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 242

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:07

D

.

6

APROFUNDIMENT

FITXA 13

TREBALLS D’AULA

Comparativa entre el microscopi òptic i el microscopi electrònic de transmissió El microscopi òptic (MO) està format per tres conjunts de lents: condensador, objectiu i ocular. En les millors condicions pot augmentar els objectes unes 1.000 vegades. El seu límit de resolució, o distància a la qual pot separar visualment dos objectes molt junts, és, en el millor dels casos, de 0,2 μm. Aquest límit de resolució ve imposat per la naturalesa de la llum i és directament proporcional a la longitud d’ona de la llum. Hem de tenir clar que un límit de resolució petit (per exemple, 0,2 μm) comporta més poder de resolució, i viceversa. El MO permet fer observacions in vivo, tot i que freqüentment les mostres que cal observar se sotmeten a una sèrie de manipulacions (tincions, fixacions, inclusions, etc.), que les maten. Per aconseguir límits de resolució més petits cal recórrer al microscopi electrònic de transmissió (MET), en el qual la llum se substitueix per un feix d’electrons la longitud d’ona del qual és molt més petita. Els electrons no poden ser desviats per lents de vidre, tal com passa amb la llum. Per això s’utilitzen potents imants en forma d’anell, per l’interior dels quals discorren els electrons que són concentrats o dispersats. Finalment, els electrons arriben a una pantalla fluorescent i, en xocar-hi, produeixen una imatge que es pot observar. El MET assoleix 1.000.000 d’augments, per bé que el límit pràctic de resolució d’un ME amb mostres biològiques és d’uns 2 nm. Per tant, el seu poder de resolució és unes 100 vegades més gran que el del MO.

Ocular

Font d’electrons Lents

Preparació

L’energia del feix d’electrons quan travessa una mostra és incompatible amb la vida. D’altra banda, les mostres se sotmeten a tractaments físics i químics molt extrems per mantenir i fixar les diferents estructures.

Electroimants

Ocular Preparació

Font de llum

Microscopi òptic (MO)

Microscopi electrònic (ME)

ACTIVITATS 1

2

3

4

Assenyala les parts del MET que es corresponen amb les del MO següents: font de llum, lent condensador, lent de l’objectiu i lent de l’ocular.

5

Indica quin tipus de microscopi utilitzaries per fer les observacions següents: a. El moviment d’una ameba. b. Un ribosoma.

Observa atentament la figura i explica per què es diu que el microscopi electrònic està invertit respecte del microscopi òptic.

c. Un virus.

Quina diferència hi ha entre com s’observa visualment en el MO i en el ME?

f. Un mitocondri.

Si amb un límit de resolució de 0,2 μm s’assoleixen 1.000 augments, quants augments es poden aconseguir amb un límit de resolució de 2 nm (recorda que 1 μm = 1.000 nm).

d. Les cèl·lules de la sang humana quan es fa una anàlisi. e. La ingestió d’aliment que fa un parameci. g. Un cloroplast. h. Un cromosoma. i. La circulació de la sang a les aletes d’un peix. j. Una cèl·lula del fetge durant una intervenció quirúrgica. k. El moviment dels cloroplasts.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 243

243

24/10/2016 9:08:08

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 244

24/10/2016 9:08:09

Recursos per a l’avaluació Autoavaluació Avaluació de continguts Avaluació per competències

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 245

24/10/2016 9:08:09

D

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 246

24/10/2016 9:08:10

6

AUTOAVALUACIÓ

L’ORGANITZACIÓ CEL·LULAR DELS ÉSSERS VIUS

Nom:

1

El citosol és:

Curs:

6

La interfase és l’etapa del cicle cel·lular en què:

a. L’espai intern on tenen lloc els processos metabòlics de la cèl·lula.

a. La cèl·lula creix i es duplica l’ADN.

b. El medi aquós cel·lular que conté abundants substàncies orgàniques.

c. La cèl·lula duplica l’ADN, però ja no creix.

b. La cèl·lula es divideix. d. Les tres respostes anteriors són falses.

c. Un orgànul cel·lular present en totes les cèl·lules. d. El conjunt format pel citoplasma i el citosquelet de la cèl·lula. 2

7

Les cèl·lules diploides: a. Són les cèl·lules reproductores o gàmetes. b. No tenen cromosomes homòlegs.

Segons la teoria endosimbiòtica: a. Els mitocondris actuals de les cèl·lules eucariotes eren bacteris aerobis primitius.

c. Tenen dos jocs de cromosomes idèntics en forma i mida.

b. Els cloroplasts actuals de les cèl·lules vegetals eren bacteris fotosintètics primitius.

d. El seu nombre de cromosomes es representa per n.

c. Les cèl·lules eucariotes provenen d’una cèl·lula procariota primitiva que va perdre la paret cel·lular.

8

La metafase és una fase de la mitosi en què: a. Se separen les cromàtides germanes de cada cromosoma i es dirigeixen als pols de la cèl·lula.

d. Les tres respostes anteriors són certes. 3

b. Els cromosomes se situen al centre de la cèl·lula i formen la placa equatorial.

La funció de l’aparell de Golgi és:

c. Es trenca l’embolcall de la cèl·lula i es forma el fus acromàtic.

a. La formació de ribosomes. b. La modificació de substàncies sintetitzades en els mitocondris. c. La modificació de substàncies sintetitzades pel RE. d. La secreció de substàncies de rebuig a l’exterior cel·lular. 4

d. Es forma l’embolcall nuclear i reapareix el nuclèol. 9

La mitosi és un procés de divisió cel·lular on: a. Una cèl·lula haploide origina dues cèl·lules haploides genèticament diferents. b. Una cèl·lula diploide origina dues cèl·lules haploides diferents.

El centrosoma es troba: a. Al centre de la cèl·lula i, per tant, a l’interior del nucli cel·lular.

c. Una cèl·lula diploide origina dues cèl·lules diploides idèntiques.

b. En totes les cèl·lules, en una regió propera al nucli. c. En les cèl·lules vegetals, en una regió propera al nucli. d. En les cèl·lules animals, en una regió propera al nucli. 5

Data:

La cromatina està formada per: a. Llargs filaments d’ADN associats a proteïnes denominades histones. b. Llargues molècules d’ARN associades als ribosomes. c. Molècules d’ADN no associades a proteïnes.

d. Una cèl·lula diploide origina quatre cèl·lules haploides idèntiques. 10

La meiosi és un procés de divisió d’una cèl·lula diploide: a. Necessari en els organismes amb reproducció sexual. b. Exclusiu de cèl·lules procariotes, que té lloc en les cèl·lules reproductores o sexuals. c. Mitjançant el qual es formen 4 cèl·lules haploides genèticament idèntiques entre si. d. Que consta de quatre fases: profase, metafase, anafase i telofase.

d. Els cromosomes presents al nuclèol. 1 b; 2 d; 3 c; 4 d; 5 a; 6 a; 7 c; 8 b; 9 c; 10 a. SOLUCIONS DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 247

247

24/10/2016 9:08:11

6

AVALUACIÓ DE CONTINGUTS

L’ORGANITZACIÓ CEL·LULAR DELS ÉSSERS VIUS

Nom:

1

Curs:

Data:

Escriu els tres postulats en què es resumeix la teoria cel·lular. Quins són els components estructurals comuns que tenen tots els tipus de cèl·lules? 

2

Completa l’esquema d’una cèl·lula procariota.

3

Completa amb dibuixos l’esquema adjunt. Quin procés representa? 

Antecessor procariota

La cèl·lula va replegar la membrana i s’hi formaren membranes internes.

La cèl·lula procariota primitiva va perdre la paret cel·lular 4

Alguns procariotes també ingereixen bacteris fotosintètics Cèl·lula vegetal

La cèl·lula hoste ingereix bacteris aerobis

Cèl·lula animal

Què representa aquesta imatge? Posa nom als diferents orgànuls.  1. 

13

14 1

2.  12

3.  4.  5. 

11

2

10

6.  9

7.  8.  9. 

3

8

10.  11. 

7

4

12.  13.  14.  248

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 248

6 5

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:12

D

5

Explica l’estructura i la funció dels diferents components del nucli cel·lular.   

6

Què és el cicle cel·lular? Quines són les seves fases? Què passa en cadascuna?   

7

Ordena les imatges següents, digues quin procés representen i quina importància té. A

B

C

D

  8

Què són els cromosomes? Quan es poden observar? Per què?  

9

Una cèl·lula amb 46 cromosomes inicia un procés de mitosi. a. Quantes cromàtides té en total en aquest moment?  b. Quan acaba la mitosi, quantes cèl·lules filla s’han originat?  c. Quants cromosomes té cada cèl·lula filla?  d. Quantes cromàtides té en total cada cèl·lula filla? 

3

.

10

Una cèl·lula amb 46 cromosomes inicia un procés de meiosi. a. Quantes cromàtides té en total en aquest moment?  b. Quan acaba la meiosi, quantes cèl·lules filla s’han originat?  c. Quants cromosomes té cada cèl·lula filla?  d. Quantes cromàtides té en total cada cèl·lula filla? 

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 249

249

24/10/2016 9:08:14

6

CRITERIS D’AVALUACIÓ I SOLUCIONS

L’ORGANITZACIÓ CEL·LULAR DELS ÉSSERS VIUS Criteris d’avaluació

Activitats

Determinar les analogies i les diferències en l’estructura de les cèl·lules procariotes i eucariotes, interpretant les relacions evolutives entre elles.

1

1, 2, 3 i 4

Identificar el nucli cel·lular i la seva organització segons les fases del cicle cel·lular a través de l’observació directa o indirecta.

4, 5 i 6

Comparar l’estructura dels cromosomes i de la cromatina.

8, 9 i 10

Formular els principals processos que tenen lloc en la mitosi i la meiosi i revisar-ne el significat i la importància biològica.

7, 9 i 10

Actualment la teoria cel·lular es resumeix en els punts següents:

3

La cèl·lula és la unitat estructural dels éssers vius. Tots els éssers vius estan constituïts per una cèl·lula o més. • La cèl·lula és la unitat fisiològica dels éssers vius. Du a terme les tres funcions vitals: nutrició, relació i reproducció.

L’esquema resumeix el procés de formació de les cèl·lules eucariotes animals i vegetals, segons la teoria simbiòtica formulada per Lynn Margulis. Aquesta teoria estableix que molts orgànuls d’aquestes cèl·lules van ser, a l’inici de la vida, organismes independents captats per un hoste primigeni. La cèl·lula hoste ingereix Antecessor bacteris procariota aerobis.

• Totes les cèl·lules provenen, per divisió, d’altres de preexistents. Totes les cèl·lules, de qualsevol tipus, posseeixen: • Membrana plasmàtica.

Alguns Cloroplasts procariotes també ingereixen Mitocondris bacteris fotosintètics.

• Citoplasma amb citosol i ribosomes. • Material genètic en forma d’ADN. 2



Nucleoide

Cèl·lula eucariota vegetal

Pili

Ribosomes Càpsula La cèl·lula va replegar la La cèl·lula procariota primitiva membrana i s’hi formaren membranes internes. va perdre la paret cel·lular.

Paret cel·lular

Membrana plasmàtica

250

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 250

Citoplasma

Mitocondris Cèl·lula eucariota animal

Flagel

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:17

D

4

La interfase, al seu torn, es divideix en diverses etapes seqüenciades:

L’esquema representa una cèl·lula eucariòtica animal, en secció, per mostrar els orgànuls.

• G1, etapa de creixement i diferenciació cel·lular.

1. Centrosoma format per dos centríols. 2. Lisosoma. 3. Membrana plasmàtica. 4. Aparell de Golgi. 5. Citosquelet. 6. Mitocondri. 7. Citoplasma. 8. Reticle endoplasmàtic llis. 9. Ribosomes. 10. Reticle endoplasmàtic rugós. 11. Nucleoplasma. 12. Nuclèol. 13. Embolcall nuclear. 14. Porus de l’embolcall nuclear. 5

Embolcall nuclear. Format per dues membranes, una d’interna i una altra d’externa que té ribosomes adherits i continua amb les membranes del reticle endoplasmàtic rugós. Aquestes membranes estan perforades per porus nuclears que permeten l’intercanvi de substàncies entre el nucli i el citoplasma.

• S és l’etapa en què es replica l’ADN i, per consegüent, els cromosomes dupliquen el seu material genètic. • G2 és una etapa de creixement i de preparació per a la divisió cel·lular. La divisió cel·lular comprèn la mitosi o divisió del nucli (profase, metafase, anafase i telofase) i citocinesi o separació de les cèl·lules filla. 7

B (profase) " D (metafase) " C (anafase) " " A (telofase). L’esquema representa una mitosi d’una cèl·lula amb quatre cromosomes. La mitosi és el procés mitjançant el qual el nucli de les cèl·lules es divideix repartint-se de manera estrictament equitativa la informació genètica entre les dues cèl·lules filla. És la base dels processos de creixement i reparació dels teixits en els animals.

Nucleoplasma. Medi intern aquós del nucli, en què hi ha la resta de components del nucli. Nuclèol. Corpuscle esfèric no membranós. La seva funció principal és la formació de ribosomes. Hi pot haver més d’un nuclèol, segons l’espècie d’ésser viu i l’estat de la cèl·lula.

8

Els cromosomes són filaments de cromatina condensats. La cromatina és un material format per ADN i histones, una classe de proteïnes. Cada cromosoma eucariota consta d’una o dues cromàtides exactament iguals. Una cromàtide està formada per una molècula única d’ADN lineal molt llarga. L’únic moment en què es poden observar els cromosomes és durant els processos de divisió cel·lular, mitosi i meiosi, ja que estan molt condensats. Al final de la divisió cel·lular, es descondensen i no es poden individualitzar, formant masses de cromatina.

9

a. 46 ◊ 2 = 92

Cromatina. Material format per llargs filaments embolicats d’ADN associats a proteïnes denominades histones. Quan els filaments de cromatina es condensen, es fan més gruixuts i curts i formen els cromosomes. Cada cromosoma eucariota conté una molècula única d’ADN lineal molt llarga. Hi ha tants de filaments de cromatina com cromosomes té una cèl·lula. 6

Es coneix amb aquest nom el conjunt de processos que experimenta una cèl·lula que acaba de néixer (creixement, síntesi de noves substàncies, fabricació d’orgànuls, etc.) fins que, per divisió, produeix dues noves cèl·lules filla.

10

c. 46

b. 2

d. 46

a.  46 ◊ 2 = 92

c. 23

b. 4

d. 23

a a l

.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 251

251

07/11/2016 14:08:31

6

AVALUACIÓ PER COMPETÈNCIES

L’ORGANITZACIÓ CEL·LULAR DELS ÉSSERS VIUS

Nom:

Curs:

Data:

A la classe de 4t ESO estudien dues noies molt interessades en les ciències de la salut. Són la Berenice i la Leonor. Acaben d’estudiar la teoria cel·lular i s’han adonat que la vida no va fent salts, sinó que és una contínua fluència, que les grans estructures es formen a partir d’altres de més petites. L’exemple definitiu el van obtenir en saber l’origen de les cèl·lules eucariotes.

1

2

Quin nom rep la teoria més admesa avui dia per explicar l’origen de les cèl·lules eucariotes i qui la va enunciar? a. Teoria cel·lular d’Schwann.

c. Teoria endosimbiòtica de Lynn Margulis.

b. Teoria endosimbiòtica d’Schwann.

d. Teoria cel·lular de Lynn Margulis.

La Berenice no ho té gaire clar i es pregunta quina de les frases següents és correcta quan parlem de mitocondris en relació amb la teoria anterior. a. Són procariotes fotosintètics. b. Duen una vida totalment independent de la cèl·lula en què es troben.

3

c. Viuen en simbiosi amb altres orgànuls formant les cèl·lules eucariotes. d. Són procariotes que fan la respiració cel·lular.

La Berenice li explica a la Leonor les diferències entre eucariotes i procariotes i li proposa que completi aquesta taula. Orgànul

Procariota

Eucariota animal

Eucariota vegetal

Paret cel·lular Mitocondris Cloroplasts Pili Càpsula Ribosomes ADN Nucli Centríols Nuclèol 4

I ara la Leonor li demana a la seva amiga que relacioni una sèrie d’orgànuls amb la seva funció biològica més important. Orgànul Membrana plasmàtica  • Ribosomes • Reticle endoplasmàtic rugós  • Reticle endoplasmàtic llis  • Centríols • Lisosomes • Mitocondris • Cloroplasts • Aparell de Golgi  •

252

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 252

Funció • Digestió intracel·lular. • Síntesi i transport de proteïnes. • Síntesi de proteïnes. • Síntesi de lípids. • Fotosíntesi. • Organització de microtúbuls. • Control de l’entrada i la sortida de molècules. • Respiració cel·lular. • Finalització de la síntesi de certes proteïnes.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:20

D

.

5

Al laboratori han tenyit i observat al microscopi cèl·lules en mitosi de radicel·les de ceba. Ara han d’identificar les diferents fases que, assenyalades amb lletres, apareixen en aquest dibuix.

A

B

C

D

A. B.



C. D. 6

7

8

Quin és l’ordre cronològic en què se succeeixen les fases assenyalades amb lletres en el dibuix? a. A B C D

c. C A B D

b. D C B A

d. D B A C

Durant el procés de la mitosi es formen noves estructures, se’n destrueixen d’altres, els cromosomes s’han de desplaçar, cal formar nous fragments de membrana plasmàtica, etc., i tot plegat consumeix una gran quantitat d’energia. La Berenice i la Leonor es pregunten d’on obté la cèl·lula la major part d’aquesta energia. a. De l’activitat del nucli.

c. De l’activitat del fus acromàtic.

b. De l’activitat dels mitocondris.

d. De l’activitat dels cromosomes.

A la classe de Biologia han escoltat atentament tot el que fa referència a la mitosi i a la meiosi. Però tenen un embolic enorme amb les diferents anafases: la mitòtica i les dues de la meiosi. En totes se separen i emigren cap a pols oposats les cromàtides que formaven part dels cromosomes de metafase i, en canvi, entre les tres hi ha diferències fonamentals. Per trobar la solució definitiva van fer un esquema en què s’aprecien les tres anafases d’una cèl·lula 2n = 6. Completa la taula reconeixent quines frases són certes i quines són falses. A

B

Frases

C/F

La A té lloc en la 1a divisió meiòtica. La C té lloc en la mitosi. La B té lloc en la 2a divisió meiòtica.

C

Les cromàtides que s’estan separant a A són idèntiques. Les cromàtides que s’estan separant a C són idèntiques. Les cromàtides que s’estan separant a B són idèntiques.

9

En l’espècie humana tenim una dotació cromosòmica 2n = 46; amb tot, algunes de les nostres cèl·lules només tenen n cromosomes, és a dir, 23. Quin tipus de cèl·lules són aquestes? a. Neurones.

c. Reproductores.

b. Musculars.

d. Adiposes.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 253

253

24/10/2016 9:08:23

6

CRITERIS D’AVALUACIÓ I SOLUCIONS

L’ORGANITZACIÓ CEL·LULAR DELS ÉSSERS VIUS

Competències que s’avaluen

Competència matemàtica) i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic Competència d’aprendre a aprendre

Determinar les analogies i diferències en l’estructura de les cèl·lules procariotes i eucariotes, interpretant les relacions evolutives entre elles.

Competència matemàtica i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic

Comparar l’estructura dels cromosomes i de la cromatina.

Competència matemàtica i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic

Formular els processos principals que tenen lloc en la mitosi i en la meiosi i revisar-ne el significat i la importància biològica.

Competència d’aprendre a aprendre

1

c. Teoria endosimbiòtica de Lynn Margulis.

2

c. Viuen en simbiosi amb altres orgànuls formant les cèl·lules eucariotes.

3



Orgànul

Procariota

Paret cel·lular

✗

Eucariota animal

Activitats

1, 2, 3 i 4

8i9

5, 6, 7 i 8

• Mitocondris – respiració cel·lular. • Cloroplasts – fotosíntesi. • Aparell de Golgi – compleció de la síntesi de certes proteïnes. Eucariota vegetal

5

A. Metafase B. Anafase

✗

Mitocondris

✗

Cloroplasts

4

Criteris d’avaluació

C. Profase

✗ ✗

D. Telofase 6

c. C A B D b. De l’activitat dels mitocondris.

Pili

✗

7

Càpsula

✗

8

Ribosomes

✗

✗

✗

ADN

✗

✗

✗

Nucli

✗

Centríols Nuclèol

Frases

C/F

La A té lloc en la 1a divisió meiòtica.

C

✗

La C té lloc en la mitosi.

F

✗

✗

La B té lloc en la 2a divisió meiòtica.

F

✗

✗

Les cromàtides que s’estan separant a A són idèntiques.

F

Les cromàtides que s’estan separant a C són idèntiques.

C

Les cromàtides que s’estan separant a B són idèntiques.

C

• Membrana plasmàtica – control de l’entrada i la sortida de molècules. • Ribosomes – síntesi de proteïnes. • Reticle endoplasmàtic rugós – síntesi i transport de proteïnes. • Reticle endoplasmàtic llis – síntesi de lípids. • Centríols – organització de microtúbuls. • Lisosomes – digestió intracel·lular.

254

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 254

9

c. Reproductores.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

07/11/2016 14:08:32

.

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 255

24/10/2016 9:08:25

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 256

24/10/2016 9:08:25

Solucionari

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 257

24/10/2016 9:08:26

6

SOLUCIONARI

L’ORGANITZACIÓ CEL·LULAR DELS ÉSSERS VIUS

Interpreta la imatge

replegar la membrana i es van formar membranes internes que van donar lloc als primers orgànuls membranosos (nucli RE, etc.). Posteriorment, aquesta cèl·lula, que era anaeròbica, va ingerir bacteris, amb els quals va establir una relació simbiòtica permanent, que va donar lloc als actuals mitocondris de les cèl·lules eucariotes. A partir d’aquesta cèl·lula primitiva es va formar la cèl·lula eucariota animal.

• A la imatge de portada s’observa, parcialment, un microscopi electrònic de transmissió. A la part superior de la imatge, a la zona on s’interromp el tub, hi ha un mecanisme per introduir la mostra. El tub superior conté el canó d’electrons i el sistema de condensador. A l’interior del tub que apareix a la part central de la imatge, hi ha dos imants equivalents a l’objectiu i l’ocular d’un microscopi òptic. A la part inferior de la imatge es mostra la pantalla fluorescent i el binocular, que permet observar la imatge. • A la imatge de la cèl·lula es reconeix el nucli i diferents orgànuls citoplasmàtics, entre ells el reticle endoplasmàtic rugós, ribosomes lliures i els mitocondris. En el nucli es distingeixen l’embolcall nuclear, el nuclèol, el nucleoplasma i la cromatina.

Alguna d’aquestes cèl·lules, que ja tenia mitocondris, va ingerir bacteris fotosintètics, amb els quals també va establir una relació simbiòtica, i es van formar els actuals cloroplasts. Aquesta cèl·lula primitiva va donar lloc a la cèl·lula eucariota vegetal. 5

Estructuralment, tant el RE com l’aparell de Golgi són orgànuls membranosos que formen sacs aplanats, i del RE es desprenen vesícules que es fusionen amb l’aparell de Golgi. Quant a la seva funció, en el RE se sintetitzen i transporten proteïnes i lípids, que després s’empaqueten en vesícules i passen a l’aparell de Golgi, on són modificats químicament i poden ser segregats a l’exterior cel·lular.

6

Els centríols, que formen part del centrosoma, són exclusius de les cèl·lules eucariotes animals.

7

Els orgànuls membranosos són: nucli, RE, aparell de Golgi, lisosomes, vacúols, mitocondris i cloroplasts.

Claus per començar • La cèl·lula és la unitat estructural i funcional dels éssers vius, ja que tots els éssers vius estan constituïts per cèl·lules i, a més, aquestes fan totes les funcions vitals: nutrició, relació i reproducció.   Les principals diferències entre les cèl·lules animals i les vegetals són: la cèl·lula animal té centrosoma amb centríols i els vacúols, quan n’hi ha, són petits. Les cèl·lules vegetals, en canvi, tenen cloroplasts, una paret cel·lular gruixuda que envolta la membrana plasmàtica, i vacúols, generalment un que ocupa bona part del contingut cel·lular. • La informació genètica es troba al nucli, concretament en els cromosomes, que estan formats per ADN. • Un cromosoma està format per una molècula d’ADN, que conté la informació genètica, associat a proteïnes denominades histones. Són visibles quan es condensen, durant la mitosi.

Els orgànuls no membranosos són: ribosomes i centrosoma. 8

Els orgànuls productors d’energia són els mitocondris i els cloroplasts.

9

Interpreta la imatge. R. G.

10

Interpreta la imatge. La microfotografia s’ha obtingut amb un microscopi electrònic, ja que s’hi poden observar les diferents parts del nucli, embolcall nuclear, nuclèol i cromatina, que no s’observen amb el microscopi òptic. El color és afegit.

11

UTILITZA LES TIC. R. L.

12

Els porus de l’embolcall nuclear permeten l’intercanvi de substàncies entre el nucli i el citoplasma. Així, les proteïnes nuclears, com per exemple les histones, se sintetitzen en els ribosomes del citoplasma i després passen al nucli a través d’aquests porus. En el nuclèol es formen els ribosomes i, un cop formats, passen, a través dels porus, de l’embolcall nuclear al citoplasma.

13

Interpreta la imatge. A la fase G1 els cromosomes estan formats per una sola cromàtide. A la fase S, els cromosomes es dupliquen; i a la fase G2, els cromosomes són dobles i cadascun està format per dues cromàtides germanes idèntiques.

14

Els cromosomes homòlegs no tenen el mateix missatge genètic, ja que, de cada parella de cromosomes homòlegs, un d’ells prové del pare i l’altre de la mare. Amb tot, les cromàtides germanes d’un cromosoma sí que tenen el mateix missatge genètic, ja que es formen per duplicació de l’ADN durant la fase S de la interfase del cicle cel·lular.

• La informació genètica emmagatzemada al nucli, l’ADN, es duplica abans de començar la divisió i durant la divisió es reparteix uniformement entre les cèl·lules filla. 1

Interpreta la imatge. UTILITZA LES TIC. R. M. A Robert Hooke (1665) li devem la denominació de cèl·lula. Leeuwenhoek (1674) va observar cèl·lules animals i vegetals i va descobrir el món dels microorganismes. Brown (1831) va descobrir el nucli. Purkinje (1839) va denominar protoplasma el líquid de l’interior de la cèl·lula. Schleiden (1838) i Schwann (1839) van enunciar la teoria cel·lular. Virchow (1865) va ampliar la teoria cel·lular amb el principi «qualsevol cèl·lula prové d’una altra de preexistent».

2

Interpreta la imatge. UTILITZA LES TIC. R. Ll.

3

R. G.

4

Interpreta la imatge. El terme endosimbiosi fa referència a un procés de simbiosi, associació amb benefici mutu entre dos organismes, en què un d’ells resideix a l’interior de les cèl·lules de l’altre. La teoria de Margulis, denominada teoria endosimbiòtica, explica l’origen de les cèl·lules eucariotes. Segons aquesta teoria, una cèl·lula procariota primitiva, antecessora de les eucariotes, va perdre la seva paret cel·lular i, tot seguit, va

258

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 258

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:27

D

15

16

17

18

n

.

19

20

El cromosoma superior és telocèntric, ja que el centròmer se situa a un extrem. L’inferior és submetacèntric perquè el centròmer està desplaçat cap a un dels costats del cromosoma i els seus braços són desiguals. Sí. Les cèl·lules somàtiques d’un individu són cromosòmicament idèntiques perquè totes provenen per mitosi de la cèl·lula ou o zigot. Són diploides i tenen 46 cromosomes, dels quals 44 són autosomes i 2, cromosomes sexuals. Interpreta la imatge. En el cariotip de la rata podem identificar 19 parelles d’autosomes, que estan numerats i ordenats per la mida, i al final hi ha 2 cromosomes sexuals, el més gran, X i el més petit, Y. Interpreta la imatge. La resposta ha de tenir en compte que els cromosomes metacèntrics tenen el centròmer just a la meitat del cromosoma. Els submetacèntrics el tenen lleugerament desplaçat. Els acrocèntrics el tenen molt desplaçat cap a un dels extrems i els telocèntrics tenen el centròmer en un dels extrems del cromosoma.

22

Saber fer. Perquè als extrems de les radicel·les hi ha un teixit meristemàtic les cèl·lules de les quals es divideixen contínuament.

25

26

El resultat és la formació de quatre cèl·lules haploides (n), genèticament diferents entre si, que contenen la meitat del nombre de cromosomes que la cèl·lula mare diploide (2n) de la qual s’originen.

28

Que en la profase I de la meiosi els cromosomes homòlegs s’aparellen i les cromàtides intercanvien segments d’ADN, procés denominat entrecreuament.

29

No. La meiosi és una divisió de reducció en què la cèl·lula mare és diploide (2n) i les filles són les haploides (n).

30

En animals, el de les gònades, ovaris i testicles, ja que en aquestes es troben les cèl·lules mare dels gàmetes (2n) que, després de la meiosi, originen gàmetes amb la meitat de cromosomes (n). En les plantes buscaríem grans de pol·len immadurs.

31

Per visualitzar els cromosomes cal tenyir-los. Algunes tècniques de tinció fan que apareguin en els cromosomes bandes transversals clares i bandes obscures que s’alternen en cada un dels braços. Les bandes són específiques i constants per a cada cromosoma, fet que en permet la identificació. En la metafase mitòtica i en les metafases de la meiosi els cromosomes formats per dues cromàtides es disposen en el pla equatorial de la cèl·lula. A més, en la metafase I de la meiosi s’observa que els cromosomes homòlegs estan aparellats.

Saber fer. La preparació ha de ser molt fina perquè deixi passar la llum i es pugui observar al microscopi. L’esclafament es fa per aconseguir una capa fina del teixit (d’una sola capa de cèl·lules) i eliminar l’excés de colorant. Saber fer. En la metafase, perquè és la fase en què els cromosomes estan totalment condensats i són, per això, més curts i més gruixuts.

24

27

Saber fer. R. G. L’alumne farà els dibuixos de les fases següents d’una cèl·lula vegetal: profase, metafase, anafase i telofase. S’hi distingeixen els cromosomes i el fus acromàtic.

21

23

a prop i, finalment, s’observa que s’ha produït una recombinació genètica del material hereditari.

Saber fer. En las cèl·lules animals s’observarien els centríols del centrosoma en el fus acromàtic i, al final de la mitosi, s’observaria també l’inici de la citocinesi, que es fa per estrangulació a nivell de l’equador de la cèl·lula. En les cèl·lules vegetals no s’observen els centríols i la citocinesi implica la formació d’una paret separadora de les cèl·lules filla. Saber fer. No es veurien els cromosomes en altres parts de l’arrel, ja que aquests només s’observen en las cèl·lules en divisió. Quan les cèl·lules no es divideixen, l’ADN del nucli es troba en forma de cromatina. Saber fer. Sí. Es poden observar els filaments del fus, sobretot en la figura de la metafase. Interpreta la imatge. En primer lloc, s’observa l’aparellament dels cromosomes homòlegs que estan estretament units; a continuació, es produeix l’entrecreuament cromosòmic i s’intercanvien fragments d’ADN entre les cromàtides no germanes que estan

R. G. L’alumne farà la figura de la metafase mitòtica i les metafases I i II meiòtiques. 32

Els gàmetes, a diferència de les cèl·lules somàtiques diploides (2n), han de ser haploides (n), perquè si no, quan s’uneixen el gàmeta masculí i el femení durant la fecundació, es duplicaria el nombre de cromosomes d’una generació a una altra.

33

RESUM.

• La teoria cel·lular es resumeix en:   – La cèl·lula és la unitat estructural dels éssers vius.   – La cèl·lula és la unitat fisiològica dels éssers vius.   – Totes les cèl·lules provenen, per divisió, d’altres de preexistents. • Hi ha dos tipus d’organització cel·lular:   – Procariota: en aquestes el material genètic no està separat per una membrana de la resta del citoplasma. Són els bacteris.   – Eucariota: en aquestes el material genètic es troba dins d’un embolcall, i en constitueix el nucli. Són les cèl·lules dels animals, vegetals, fongs i protoctists (protozous i algues). • La cèl·lula procariota té: membrana plasmàtica i, per damunt, una paret cel·lular rígida i forta; el nucleoide o regió on es troba el material genètic i ribosomes on es realitza la síntesi de proteïnes. També poden tenir pili (filaments curts), flagels i una càpsula per sobre de la paret cel·lular. • La cèl·lula eucariota té: membrana plasmàtica, citoplasma

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 259

259

24/10/2016 9:08:28

6

SOLUCIONARI

L’ORGANITZACIÓ CEL·LULAR DELS ÉSSERS VIUS

i nucli. El citoplasma conté el citosquelet i diversos orgànuls, tant amb membranes com sense. Hi ha dos tipus de cèl·lules eucariotes: l’animal i la vegetal.  Els orgànuls citoplasmàtics són: reticle endoplasmàtic, aparell de Golgi, ribosomes, mitocondris, lisosomes, centrosoma (exclusiu de les cèl·lules animals), vacúols, cilis i flagels, i cloroplasts (exclusius de les cèl·lules vegetals). Les cèl·lules vegetals tenen, a més, una paret cel·lular gruixuda per sobre de la membrana plasmàtica.

d’una generació a una altra. A més, la meiosi incrementa la variabilitat de les espècies. 34

•  Nucleoide: regió on es troba el material genètic en les cèl·lules procariotes. •  Cromàtide: cadascuna de les dues meitats idèntiques del cromosoma duplicat i que conté una molècula d’ADN. Són visibles a l’inici de la mitosi, ja que abans s’ha duplicat l’ADN i s’observa que cada cromosoma està format per dues cromàtides (molècules d’ADN) idèntiques unides pels seus centròmers.

• Les parts del nucli que s’observen quan la cèl·lula no està en divisió són: l’embolcall nuclear, el nucleoplasma, el nuclèol i la cromatina (ADN amb proteïnes). Quan la cèl·lula es divideix, s’observen els cromosomes.

•  Citosquelet: xarxa de fibres i filaments proteics que constitueixen una carcanada o esquelet intern que dóna forma a la cèl·lula i permet la mobilitat a l’interior de la cèl·lula eucariota.

• El cicle cel·lular es divideix en dues etapes:   – Interfase. És l’etapa de més durada, en la qual la cèl·lula passa la major part de la seva vida. La cèl·lula creix i es duplica l’ADN.

•  Autosomes: conjunt de cromosomes que no determinen el sexe d’un individu.

  – Divisió cel·lular (fase M). És l’etapa final, curta, en la qual la cèl·lula mare donarà lloc a dues cèl·lules filla mitjançant la divisió mitòtica.

•  Interfase: etapa del cicle cel·lular en què la cèl·lula passa la major part de la seva vida. Comprèn des del final d’una divisió cel·lular fins a l’inici de la següent. Durant aquest període, la cèl·lula creix fins assolir una mida determinada i, poc abans del final d’aquesta fase, es produeix la duplicació o replicació de l’ADN.

• Els cromosomes contenen la informació genètica d’un individu i la transfereixen de la cèl·lula mare a les cèl·lules filla. Presenten les parts següents: cromàtides germanes, centròmer i braços. La posició del centròmer és característica de cada cromosoma. Aquesta diferència permet classificar els cromosomes en quatre tipus: metacèntrics, submetacèntrics, acrocèntrics i telocèntrics. El seu nombre és fix per a una espècie determinada.

•  Citocinesi: procés final de la divisió cel·lular que consisteix en la fragmentació del citoplasma, que es reparteix entre les dues cèl·lules filla. Es produeix de diferents maneres, segons si són cèl·lules animals o vegetals. •  Cèl·lula diploide: cèl·lula que té dos jocs de cromosomes idèntics en forma i mida que determinen les mateixes característiques biològiques, encara que la seva informació pot ser diferent.

La majoria de les cèl·lules dels organismes són diploides, ja que tenen dos jocs de cromosomes idèntics. Algunes espècies d’algues, fongs i microorganismes, així com els gàmetes d’una espècie, són cèl·lules haploides. • El cariotip és el conjunt de tots els cromosomes d’una cèl·lula d’un organisme. Per representar el cariotip s’ordenen els cromosomes per parelles d’homòlegs seguint una nomenclatura internacional. És característic de cada espècie.

•  Entrecreuament: procés que té lloc durant la profase I meiòtica i que consisteix en què els cromosomes homòlegs patern i matern s’aparellen i intercanvien fragments d’ADN. 35

c) Tenen membrana plasmàtica: ambdues cèl·lules. d) Tenen centrosoma: les cèl·lules eucariotes.

• La mitosi és el procés mitjançant el qual es reparteix de manera equitativa el material genètic entre les dues cèl·lules filla. Es divideix en quatre fases: profase, metafase, anafase i telofase.

  – Primera divisió meiòtica. Es produeix intercanvi d’informació entre cromosomes homòlegs. S’originen dues cèl·lules haploides.   – Segona divisió meiòtica. Es formen quatre cèl·lules filla haploides denominades gàmetes. La seva importància biològica es deu al fet que és un procés imprescindible en els organismes amb reproducció sexual per mantenir constant el nombre de cromosomes d’una espècie. Si no es produís i els gàmetes no fossin haploides, quan s’unissin el gàmeta masculí i el femení durant la fecundació, es duplicaria el nombre de cromosomes

260

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 260

a) Tenen ribosomes: ambdues cèl·lules. b) El nucli es divideix per mitosi o per meiosi: les cèl·lules eucariotes.

• La divisió cel·lular consisteix en dos processos: la mitosi o divisió del nucli i la citocinesi o divisió del citoplasma.

• La meiosi es du a terme mitjançant dues divisions successives:

CONCEPTES CLAU.

e) Contenen un o més nuclèols: les cèl·lules eucariotes. f ) Constitueixen únicament organismes unicel·lulars: les cèl·lules procariotes. 36

La teoria endosimbiòtica proposada per Margulis. R. M. Segons aquesta teoria, una cèl·lula procariota primitiva, antecessora de les eucariotes, va perdre la seva paret cel·lular i, a continuació, va replegar la membrana i es van formar membranes internes que van donar lloc als primers orgànuls membranosos (nucli, RE, etc.). Posteriorment, aquesta cèl·lula, que era anaeròbica, va ingerir bacteris aerobis, amb els quals va establir una relació simbiòtica permanent, i va donar lloc als actuals mitocondris de les cèl·lules eucariotes. A partir d’aquesta cèl·lula primitiva es va formar la cèl·lula eucariota animal. Posteriorment, alguna d’aquestes cèl·lules, que ja tenia mitocondris, va ingerir bacteris fotosintètics, amb els quals també va establir una relació simbiòtica, i es van formar

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

07/11/2016 14:08:33

D

els actuals cloroplasts. Aquesta cèl·lula primitiva va donar lloc

de l’ADN durant la fase S de la interfase i, com

a la cèl·lula eucariota vegetal.

a conseqüència, les cromàtides germanes

37

És una cèl·lula animal que es troba en l’anafase.

38

1. Centrosoma format per dos centríols. 2. Lisosoma.

són idèntiques.

3. Membrana plasmàtica. 4. Aparell de Golgi. 5. Citosquelet.

42

MITOSI

6. Mitocondri. 7. Citoplasma. 8. Reticle endoplasmàtic llis. 9. Ribosomes. 10. Reticle endoplasmàtic rugós. 11. Nucleoplasma. 12. Nuclèol. 13. Embolcall nuclear. 14. Porus de l’embolcall nuclear. 39

Diferències

Semblances

Cromatina

Cromosoma

Format per ADN

Formada per ADN

Llargs filaments D’ADN embolicats i associats a proteïnes present al nucli de les cèl·lules que no estan en divisió.

Es formen quan la cèl·lula es divideix i la cromatina es condensa; els filaments d’ADN es fan més curts i més gruixuts.

Els cromosomes poden estar formats per una o per dues cromàtides germanes idèntiques, resultat de la duplicació de l’ADN.

Conté tantes molècules d’ADN com cromosomes té la cèl·lula.

Cada cromosoma conté una molècula única d’ADN. Poden ser senzills (una sola cromàtide) o dobles (amb dues cromàtides).

Cèl·lules en què té lloc

Cromàtide

Formada per ADN

Replicació de l’ADN

Nombre de divisions Entrecreuament Nombre de cèl·lules filla i de cromosomes a cadascuna

Cada cromàtide és una molècula d’ADN. Les 2 cromàtides germanes d’un cromosoma són idèntiques.

40

Funció en els animals

G1 Interfase

G2

43

MEIOSI

En els organismes unicel·lulars i en les cèl·lules somàtiques dels organismes pluricel·lulars.

En les cèl·lules reproductores o sexuals (cèl·lules de la línia germinal) que donen lloc als gàmetes.

Abans que s’iniciï la mitosi. Durant la fase M de la interfase prèvia a la mitosi.

Abans que s’iniciï la primera divisió de la meiosi. Durant la interfase prèvia a la primera divisió de la meiosi.

Una

Dues

No

Sí. Durant la profase de la primera divisió.

2 cèl·lules filla diploides, amb el mateix nombre de cromosomes que tenia la cèl·lula mare.

4 cèl·lules filla haploides, amb la meitat de cromosomes que tenia la cèl·lula mare.

Que totes les cèl·lules de l’organisme, llevat dels gàmetes, tinguin la mateixa informació genètica.

Procés imprescindible en els organismes amb reproducció sexual, per mantenir constant el nombre de cromosomes de l’espècie.

S

Cicle cel·lular

a)  És una cèl·lula procariota perquè el seu material genètic no està separat per una membrana de la resta

Mitosi Divisió cel·lular Citocinesi

s

.

b) Sí, perquè es formen com a resultat de la replicació

del citoplasma. 1. Pili; 2. Material genètic; 3. Citoplasma; 4. Flagel; 5. Càpsula; 6. Paret cel·lular; 7. Membrana plasmàtica; 8. Ribosomes. b) Les cèl·lules eucariotes. 1. Membrana externa;

41

R. G. a) Les parts del cromosoma són: braços, cromàtides germanes i centròmer.

2. Membrana interna; 3. Cresta. c) Tots dos tenen forma i mida semblant i contenen ADN i ribosomes.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 261

261

24/10/2016 9:08:30

6

44

SOLUCIONARI

L’ORGANITZACIÓ CEL·LULAR DELS ÉSSERS VIUS

d) R. M. L’orgànul B, en l’actualitat és un mitocondri de les cèl·lules eucariotes, però primitivament, fa milions d’anys, va ser un bacteri aerobi. Aquest bacteri va ser fagocitat per una cèl·lula ancestral primitiva (cèl·lula procariota que va créixer i va perdre la seva paret cel·lular) i es va establir entre elles una relació de simbiosi, fet que va donar lloc a la formació de les cèl·lules eucariotes primitives amb mitocondris.

Formes de pensar. Anàlisi científica

48

Perquè els cromosomes només són visibles en las cèl·lules en divisió.

a) Representa una divisió per mitosi, ja que després del cicle cel·lular (interfase i divisió cel·lular) les cèl·lules tenen la mateixa quantitat d’ADN i, per tant, el mateix nombre de cromosomes.

49

Els cromosomes s’identifiquen a partir dels patrons de bandes que presenten quan es tenyeixen i per la ubicació del centròmer.

b) 1. Etapa G1 de la interfase. Es produeix el creixement i la diferenciació cel·lular. 2. Etapa S de la interfase. Es produeix la replicació de l’ADN, per tant, els cromosomes es dupliquen. 3. Etapa G2 de la interfase. La cèl·lula creix i es prepara per a la divisió cel·lular. 4. Divisió cel·lular. Es produeix la mitosi o divisió del nucli i la citocinesi o divisió del citoplasma. 5. Nova interfase (fase G1) de les cèl·lules filla que tenen el mateix nombre de cromosomes que tenia la cèl·lula mare. 45

a) 80 cromàtides situades en el pla equatorial de la cèl·lula, ja que els cromosomes (40) són dobles i cada un d’ells està format per dues cromàtides.

46

COMPRENSIÓ LECTORA. R. Ll.

47

UTILITZA LES TIC. R. Ll.

Saber fer

50

46, XX. a) El cariotip correspon a una dona. b) No presenta cap anomalia pel que fa al nombre de cromosomes, que són 46.

51 a) R. Ll. L’alumnat

ha d’ordenar els cromosomes per mida, de més gran a més petit, i formant-ne les parelles corresponents, que identificarà per les seves bandes

b) 45 autosomes i 2 cromosomes sexuals. 47, XY + 21: home amb 3 cromosomes 21. c) Sí. Una trisomia del cromosoma 21.

b) 80 cromàtides separades en dos grups idèntics, per tant, 40 cromàtides en cada pol de la cèl·lula. c) 80 cromàtides. d) 40 cromàtides.

262

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 262

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:08:31

.

ES0000000051237 785237_UNITAT 6_grup_58295.indd 263

24/10/2016 9:08:31

7. HERÈNCIA I GENÈTICA

Introducció i recursos Introducció i continguts de la unitat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 Previsió de dificultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269 Esquema conceptual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269 Et recomanem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270

Ensenyament individualitzat Reforç i suport • Continguts fonamentals Fitxa 1. Resum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 • Esquemes muts Fitxa 2. Els experiments de Mendel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273 Fitxa 3. Les lleis de Mendel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274 Fitxa 4. Tipus d’herència. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276 Fitxa 5. L’herència del sexe en l’espècie humana Fitxa 5. Els cromosomes sexuals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 • Consolida les competències Fitxa 6. Malalties genètiques de les quals en tenim Fitxa 5. constància històrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278 • Fitxes multilingües Fitxa 7. Conceptes de genètica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280 Fitxa 8. Determinació del sexe en humans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282

Aprofundiment • Projectes d’investigació Fitxa 9. Control genètic a l’ombra. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284 • Treballs d’aula Fitxa 10. Caràcters poligènics en l’espècie humana (I). . . . . . . . . . . . . . . 286 Fitxa 11. Caràcters poligènics en l’espècie humana (II) . . . . . . . . . . . . . . 287

264

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 264

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:06:51

D

.

Recursos per a l’avaluació Autoavaluació . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 Avaluació de continguts • Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292 • Criteris d’avaluació i solucions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294

Avaluació per competències • Prova . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296 • Criteris d’avaluació i solucions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298

Solucionari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 265

265

24/10/2016 9:06:52

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 266

24/10/2016 9:06:52

Introducció i recursos

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 267

24/10/2016 9:06:52

7

INTRODUCCIÓ I RECURSOS

HERÈNCIA I GENÈTICA

INTRODUCCIÓ DE LA UNITAT

P

Aquesta unitat aborda l’herència biològica, el fet que tots els organismes posseeixin uns mecanismes que els mantenen iguals de generació en generació i, alhora, que hi hagi uns mecanismes que produeixen una diversitat de caràcters entre els membres de l’espècie. En primer lloc s’exposen els experiments que va fer Mendel i, a continuació, les lleis o principis de Mendel explicats a la llum dels coneixements actuals sobre l’estructura cel·lular, sense deixar de fer referència a la visió que tenia Mendel del problema. Es tracta que l’alumnat aprengui a valorar els descobriments científics per mitjà del reconeixement del context històric i cultural en què es van produir. Tot seguit hi ha una introducció

a la teoria cromosòmica de l’herència que dóna pas a la genètica humana. Mitjançant la realització de problemes de genètica, l’alumnat aprendrà a interpretar casos elementals d’herència de caràcters biològics i comprendrà la importància de l’ús dels càlculs matemàtics en la investigació científica.

A a e p f a

També s’aborda el mecanisme de determinació genètica del sexe, centrant-se especialment en el cas de l’espècie humana, i algunes conseqüències genètiques d’aquests mecanismes de determinació del sexe, com és l’herència lligada al sexe.

U ( d f c

Per acabar, s’estudien els trastorns d’origen genètic, així com les mesures de prevenció i el seu diagnòstic.

E

CONTINGUTS SABER

• Mendel i l’estudi de l’herència. • El naixement de la genètica. • Les lleis de Mendel. • Resolució de problemes de genètica. • Dominància incompleta i codominància. • La teoria cromosòmica de l'herència. • Genètica humana. • La determinació genètica del sexe en l'espècie humana. • Trastorns d’origen genètic. • Prevenció i diagnòstic de trastorns genètics.

SABER FER

• Dur a terme un encreuament prova. • Resoldre un problema amb dos caràcters. • Resoldre problemes sobre l’herència lligada al cromosoma X. • Interpretar arbres genealògics..

SABER SER

• Valorar les aportacions de Mendel al naixement i el desenvolupament de la genètica. • Ser conscients de la importància de la genètica per a la societat. • Reconèixer la importància de la prevenció i el diagnòstic precoç dels trastorns genètics.

268

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 268

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:06:53

D

.

PREVISIÓ DE DIFICULTATS Aquesta unitat presenta continguts molt atractius per a l’alumnat. La motivació es pot incrementar si se citen exemples de caràcters que han afectat personatges protagonistes de la història i, també, si se’ls estimula perquè facin anàlisis genètiques elementals que impliquin familiars, amics, animals domèstics, etc. Una dificultat que hi sol haver és la nova terminologia (al·lel, fenotip, recessiu, etc.) que sovint els resultarà desconeguda. Un recurs que es pot utilitzar és facilitar-los un glossari elemental, que al principi no comprendran però que a poc a poc aniran fent seu

a mesura que vagin aprofundint en els diferents conceptes. Una altra dificultat, causada moltes vegades per la forma acrítica com es treballen els problemes, sorgeix a l’hora d’aplicar els diagrames o quadres de Punnett i els arbres genealògics. En el primer cas, cal insistir que els resultats reflecteixen probabilitats matemàtiques que només s’aconsegueixen quan es treballa amb nombres grans. En el segon, es tracta d’observacions reals o simulades que reflecteixen una situació que no té per què expressar totes les probabilitats que es generen en un encreuament.

ESQUEMA CONCEPTUAL

Lleis de Mendel: Experiments de Mendel

• Uniformitat • Segregació •  Segregació independent

•  Gens en cromosomes Desenvolupament històric

Fonaments de la genètica

•  Al·lels: dominant i recessiu •  Dominància incompleta i codominància •  Homozigot i heterozigot •  Genotip i fenotip

Teoria cromosòmica de l’herència

Genètica

•  Caràcters mendelians

•  Al·lelisme múltiple

•  Herència poligènica

•  Herència lligada al sexe

Genètica humana Determinació genètica del sexe en l’espècie humana

Cromosomes sexuals: X i Y

Alteracions: Trastorns d’origen genètic

•  En el nombre de cromosomes •  Dels gens en autosomes •  Dels gens lligats al cromosoma X

Prevenció i diagnòstic

•  Consell genètic •  Diagnòstic prenatal i postnatal

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 269

269

24/10/2016 9:06:54

7

INTRODUCCIÓ I RECURSOS

ET RECOMANEM

A LA XARXA

Genoma. La autobiografía de una especie en 23 capítulos

PÀGINES WEB

Matt Ridley. Editorial Taurus, 2001.

Recursos interactius sobre genètica i herència. Pàgina en anglès de la universitat de Utah que conté activitats interactives, animacions i vídeos sobre cromosomes, proteïnes, RNA, herència, mutacions, caràcters de l’herència humana, identificació de cromosomes d’un cariotip, etc.

Llibre de divulgació científica sobre el genoma humà, que explica la història de l’espècie humana i els seus avantpassats.

Paraules clau: genes, inheritance, mutation, chromosomes, karyotype, learn genetics, utah Genètica. Universitat Autònoma de Barcelona. Pàgina amb molts recursos: conceptes bàsics, informació sobre Mendel, lectures multimèdia i diversos enllaços. Paraules clau: curs, genètica, uab. Des de Mendel fins a les molècules. Blog educatiu de genètica. Blog guanyador del 1r premi UBA 2012, en la categoria de blogs educatius. 2a menció Premis UBA 2013 i 2014 a la divulgació de continguts educatius en mitjans periodístics nacionals. Té nombrosos recursos: informació, enllaços i vídeos. Paraules clau: genmolecular, blog educativo. La genètica a l’abast de tothom. Presenta quatre apartats: la vida, les malalties, genètica: present i futur, i diagnòstic prenatal. Web acreditada pel programa de Certificació i Qualitat de pàgines Web de Salut del Col·legi Oficial de Metges de Barcelona. Paraules clau: genètica, abast, tothom. APPS PER A TAULETES I TELÈFONS INTEL·LIGENTS GeneWall Genome Browser App en anglès de iTunes on es pot observar i descobrir els cromosomes i la composició dels seus codis genètics, amb una gran quantitat d’informació.

Qué nos hace humanos Matt Ridley. Editorial Taurus, 2004. Llibre de divulgació científica escrit 50 anys després del descobriment de l’ADN. És la crònica d’una revolució sobre el coneixement dels gens. El fundador de la genètica: Gregor Mendel Alberto Gomis. Editorial Nivola, 2008. Col·lecció «Científics per a la història». Descriu la vida i els descobriments de Mendel. Por qué mi hijo se parece a su abuela Marcos Isamat i Inés García-Albi. Editorial Debate, 2010. Llibre que planteja preguntes quotidianes relacionades amb la genètica, contestades amb explicacions i exemples senzills.

141 problemas de Genética: resueltos paso a paso Cesar Benito Jiménez. Editorial Síntesis, 2015. Llibre amb diversos problemes de genètica resolts pas a pas, que explica el procediment que se segueix en cada un.

DOCUMENTALS I PEL·LÍCULES La isla del Dr. Moreau. (Director: John Frankenheimer 1996) Basada en la novel·la de H.G Wells permet el debat sobre la manipulació i experimentació amb animals per convertir-los en éssers humans. Sobre l’ètica, i la manipulació genètica. Conferència sobre «La salut? El genoma i la seva regulació». Xerrada i il·lustracions d’actualització científica sobre els mecanismes de regulació del genoma humà oferta pel professor de genètica David Bueno en el canal de Recerca en Acció. Paraules clau: Youtube, genoma, epigenètica, David Bueno.

LLIBRES I REVISTES

Herència: de pares a fills (Generalitat de Catalunya. Edu3.cat) 100 gens que ens fan humans David Bueno i Torrens. Cossetània Edicions, 2015.

Programa Quèquicom de TV3 del 2007 sobre la recombinació genètica, les lleis de l’herència i les mutacions.

Aquest llibre permet parlar del concepte de gen i especialment dels 100 gens que caracteritzen l’espècie humana.

Paraules clau: herència, ADN, gens, Edu3.cat, Quèquicom.

El color sota la pell

Programa El medi ambient de TV3 del 2007 sobre la utilitat del peix zebra en l’àmbit de la investigació medica , al compartir prop del 80 % dels gens amb els humans.

Carles Lalueza Fox. Rubes Editorial, 2003. Llibre que permet el debat sobre el color de la pell com producte genètic, on estudis genètics demostren que no existeixen les races humanes i que no hi ha diferències genètiques importants entre les poblacions humanes. ADN. El secret de la vida James D. Watson. Editorial Taurus, 2003. Ofereix un clar repàs sobre la història de la genètica, des de Mendel fins a la seqüenciació del genoma humà.

270

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 270

El peix zebra, model per a la medicina (Generalitat de Catalunya. Edu3.cat).

Paraules clau: peix zebra, gens, investigació mèdica, Edu3.cat. Evolució genètica a Mallorca (Generalitat de Catalunya. Edu3.cat) Programa Quèquicom de TV3 del 2006 on es mostra com l’aïllament genètic implica l’existència d’espècies endèmiques a Mallorca, com la cabra mallorquina, el ferreret o una espècie de sargantana, entre altres. Paraules clau: espècie endèmica, cabra mallorquina, evolució genètica, quèquicom.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:06:54

Ensenyament individualitzat Reforç i suport Aprofundiment

)

)

.

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 271

24/10/2016 9:06:55

7

REFORÇ I SUPORT

FITXA 1

Continguts fonamentals

RESUM •  Locus. Posició que ocupa un gen en un cromosoma. Conceptes clau de genètica

•  Al·lels. Cadascuna de les alternatives que pot presentar un gen.

E

•  Homozigot. Individu que per a un caràcter té els dos al·lels iguals. •  Heterozigot. Individu que per a un caràcter té els dos al·lels diferents.

P

•  Genotip. Conjunt de gens que presenta un organisme. •  Fenotip. Conjunt de qualitats físiques observables en un organisme. • Principi de la uniformitat. Quan s’encreuen dos individus de línies pures per a un determinat caràcter, tota la descendència resultant està formada per individus heterozigots o híbrids que presenten uniformitat.

Lleis de Mendel

• Principi de la segregació. Quan s’encreuen els híbrids de la primera generació filial, els al·lels se segreguen i es distribueixen en els gàmetes de manera independent. • Principi de la segregació independent. Els diferents caràcters s’hereten independentment els uns dels altres i es combinen a l’atzar en la descendència.

Tipus d’herència

• Herència dominant. Es produeix quan l’al·lel dominant impedeix que s’expressi el recessiu en el fenotip. • Dominància incompleta. Té lloc quan els dos al·lels expressen de la mateixa manera la seva informació.

S

• Codominància. Té lloc quan els dos al·lels es manifesten simultàniament. • Els gens es troben als cromosomes, col·locats de forma lineal. La teoria cromosòmica de l’herència

Herència en l’espècie humana

• Aquells que estan al mateix cromosoma s’anomenen gens lligats, i tendeixen a heretar-se junts. • Els gens d’un mateix cromosoma es poden heretar per separat a causa de l’entrecreuament que té lloc durant la meiosi entre cromàtides homòlogues. • Alguns dels caràcters en l’espècie humana compleixen les lleis de l’herència mendeliana. Cadascun d’aquests caràcters sol estar controlat per un gen que es transmet de pares a fills. • Moltes de les característiques humanes que donen lloc a la gran diversitat d’individus presenten herència poligènica. En altres casos hi ha gens que, en lloc de dos al·lels, en tenen diversos, fet que es coneix amb el nom d’al·lelisme múltiple.

La determinació genètica del sexe en l’espècie humana

• En l’ésser humà, el sexe està determinat genèticament per dos cromosomes sexuals o heterocromosomes, que es diferencien per la mida, la forma i el nombre de gens: el cromosoma X i el cromosoma Y.

Trastorns d’origen genètic

• Alteracions en el nombre de cromosomes: monosomies i trisomies.

T

• Herència lligada al sexe. Tipus d’herència determinada per gens que són als cromosomes sexuals.

• Alteracions dels gens en autosomes. Poden ser dominants o recessius. • Alteracions dels gens lligats al cromosoma X: daltonisme i hemofília.

ACTIVITATS 1

Explica les tres lleis de Mendel i fes els encreuaments corresponents a cadascuna.

2

Posa exemples d’herència lligada al sexe i explica com es transmeten mitjançant els encreuaments corresponents.

272

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 272

3

Quins són els punts bàsics de la teoria cromosòmica de l’herència?

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:06:58

D

.

7

REFORÇ I SUPORT

FITXA 2

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

ELS EXPERIMENTS DE MENDEL Primer grup

Segon grup

Tercer grup

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 273

273

24/10/2016 9:06:59

7

REFORÇ I SUPORT

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

LES LLEIS DE MENDEL

P

Llei de la uniformitat

Principi de la segregació

274

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 274

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:07:00

D

.

FITXA 3

Principi de la segregació independent

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 275

275

24/10/2016 9:07:02

7

REFORÇ I SUPORT

FITXA 4

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

TIPUS D’HERÈNCIA

L

E

276

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 276

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:07:03

D

.

7

REFORÇ I SUPORT

FITXA 5

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

L’HERÈNCIA DEL SEXE EN L’ESPÈCIE HUMANA

ELS CROMOSOMES SEXUALS

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 277

277

24/10/2016 9:07:04

7

REFORÇ I SUPORT

Consolida les competències

Malalties genètiques de les quals en tenim constància històrica Hi ha diferents tipus de malalties genètiques. En primer lloc, citarem les que afecten un sol gen, com per exemple la fenilcetonúria. En segon lloc, hi ha els trastorns que afecten la dotació cromosòmica, tant per excés o per defecte del nombre de cromosomes o de part d’aquests. I, en tercer lloc, els trastorns multifactorials causats per mutacions en dos o més gens i en el desenvolupament dels quals influeixen tant l’estil de vida de la persona que els pateix com el medi ambient. Les proteïnes tenen funcions essencials en les cèl·lules: enzimàtica, proteïnes de transport, reguladores, estructurals, receptores, etc. Quan el gen que les codifica muta, aquestes proteïnes poden estar absents o ser defectuoses, fet que produeix una malaltia genètica del primer tipus abans esmentat. Així doncs, per exemple, l’absència d’un enzim a la cèl·lula té com a conseqüència que no es produeixi una determinada reacció, cosa que pot donar lloc a l’absència d’una substància necessària per a la cèl·lula o a l’acumulació d’una substància que altera el funcionament cel·lular. Exemples d’aquest tipus de malalties són: la fenilcetonúria, l’alcaptonúria, la porfíria, l’hemofília, la malaltia de Tay-Sachs, etc.

El rei Carles I d’Espanya (1500-1558) patia un acusat prognatisme, característic dels Habsburg.

278

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 278

Els genètics han utilitzat diferents estratègies d’investigació per estudiar les malalties genètiques, com per exemple l’estudi dels germans bessons i el dels arbres genealògics familiars. En aquest darrer cas, les famílies reials europees han estat objecte de nombrosos estudis genètics, ja que moltes malalties hereditàries, produïdes per gens recessius, s’han manifestat en membres d’aquestes famílies reials, perquè eren molt freqüents els matrimonis consanguinis entre ells; entre les malalties més estudiades i conegudes hi ha: l’hemofília, el prognatisme (deformació de la mandíbula), la porfíria, etc. Algunes d’aquestes malalties genètiques que implicaven trastorns mentals, no es relacionaven amb alteracions químiques de la fisiologia de l’organisme. La primera malaltia de la qual es té constància que s’establís aquesta relació va ser la fenilcetonúria, pel fet casual que el metge que va diagnosticar dos pacients, germans amb pocs anys de vida, també era químic i es va sorprendre que, juntament amb el retard mental que patien, l’orina de tots dos presentava una olor i un color estranys.

La reina Victòria del Regne Unit, que era portadora de l’hemofília, va transmetre aquest al·lel a alguns dels seus descendents de la reialesa europea.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:07:06

D

.

FITXA 6

ACTIVITATS 1

UTILITZA LES TIC. Resol les qüestions següents: a. Busca informació sobre les malalties genètiques més freqüents que afecten un sol gen i elabora un quadre en què consti: la malaltia, el tipus d’herència (A. Autosòmica. D. Dominant. R. Recessiva. X. Lligada al cromosoma X), els símptomes i les característiques de la malaltia i la deficiència enzimàtica. b. Busca l’arbre genealògic dels descendents de la reina Victòria i segueix l’herència del gen de l’hemofília.

6

COMPRENSIÓ LECTORA. Llegeix el fragment següent sobre el descobriment de la malaltia genètica anomenada fenilcetonúria, extret del llibre Vida. La ciència de la Biologia.

El 1934, una mare va portar els seus dos fills al doctor Folling com a últim recurs […] La mare, que havia notat una olor particular persistent en els nens, sabia que el doctor Folling era químic a més de metge. Com a part del seu estudi, el doctor Folling va examinar l’orina dels nens agregant una solució marró de clorur fèrric […] l’orina d’aquests nens va canviar la solució al verd obscur. Mai abans no havia vist aquest color […] L’entrenament en química del doctor Folling li va resultar molt útil. Mitjançant la química analítica,

va purificar la substància de l’orina dels nens i la va identificar com a àcid fenilpirúvic. A causa de la similitud entre aquesta substància i l’aminoàcid fenilalanina, Folling va suggerir la hipòtesi que els nens no podien metabolitzar la fenilalanina i que l’excés s’havia convertit en àcid fenilpirúvic. Folling va trobar aviat altres persones amb retard mental que excretaven aquesta substància, i entre els deu primers hi havia tres parells de germans. Els pares d’aquests nens eren mentalment normals i no excretaven àcid fenilpirúvic. Aquestes observacions feien pensar que es tractava d’una condició hereditària autosòmica recessiva. El doctor Folling havia descobert la malaltia genètica fenilcetonúria. a. Explica el significat de condició hereditària autosòmica recessiva. b. Aquest descobriment va posar de manifest la relació entre la bioquímica i la genètica. Explica-ho. c. Busca a la xarxa el terme «fenilalanina» i indica quin tipus de substància és. Per què quan es degrada a àcid fenilpirúvic es produeixen els símptomes de la malaltia? Què significa que l’àcid fenilpirúvic és un neurotòxic?

TREBALL COOPERATIU

Fer un cinefòrum sobre la pel·lícula titulada La bogeria del rei Jordi, ambientada en la cort britànica, que tracta sobre la vida del rei Jordi III (1738-1820), monarca que va patir una malaltia genètica hereditària denominada porfíria. Abans de visualitzar la pel·lícula, els alumnes i les alumnes hauran de fer, en grups, un treball sobre els aspectes següents de la vida de Jordi III: • Grup A: característiques de la malaltia genètica que patia el rei, un tipus de porfíria aguda intermitent d’herència autosòmica dominant. • Grup B: símptomes que va patir el rei al llarg de la seva vida a causa de la malaltia.

• Grup C: explicar com va influir en la cort britànica la malaltia del rei. • Grup D: ubicar l’època històrica en què es desenvolupen els fets que es narren a la pel·lícula. Després de la visualització de la pel·lícula es durà a terme un debat. Alguns dels temes de debat poden ser: • Com tractava la medicina de l’època les malalties d’aquesta naturalesa. • Les relacions que s’estableixen entre un metge que es veu amb capacitat de curar el rei i un pacient tan especial, que ha de deixar de banda el seu poder absolut i sotmetre’s als tractaments, de vegades molt dràstics, del metge.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 279

279

24/10/2016 9:07:08

7

REFORÇ I SUPORT

Fitxes multilingües CONCEPTES DE GENÈTICA NOŢIUNI DE GENETICĂ NOŢIUNI DE GENETICĂ

NOŢIUNI DE GENETICĂ

1. Cromozomi omologi

1. Cromozomi omologi

2. Locus

1.

1.

. Cromozomi omologi

2. Locus

1.

1. 3. Aleli

2.

2.

. Locus

3. Aleli

2.

2. 3. 4. Homozigot dominant

3.

. Aleli

4. Homozigot dominant

3.

3. 5. Homozigot recesiv

4.

4.

. Homozigot dominant

5. Homozigot recesiv

4.

4. A A A 6. Heterozigot

5.

. Homozigot recesiv

6. Heterozigot

5.

5. 7. Genotip4. H  omozigot dominant 6. 8. Fenotip

1. Cromosomes homòlegs

. Heterozigot

7. Genotip

6.

. Genotip

8. Fenotip

7.

7.

8.a

8.

A

. Fenotip

A

a

A

a

6.

A

a

A

6.

5. Homozigot recessiu

7.

7.

8. 7. Genotip

a 5. a

a

1.

1.

2.

2.

3.

3.

4.

4.

5.

5.

6. a

6.

7.

7.

8.

8.

6. Heterozigot

8. AA

aa

Aa

8. Fenotip 2. Locus

3. Al·lels

Romanès NOŢIUNI DE GENETICĂ

Xinès

Àrab

1. Cromozomi omologi

11.

1.

2. Locus

22.

2.

3. Aleli

33.

3.

4. Homozigot dominant

44.

4.

5. Homozigot recesiv

55.

5.

6. Heterozigot

66.

6.

7. Genotip

77.

7.

8. Fenotip

88.

8.

280

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 280

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:07:10

D

.

FITXA 7

CONCEPTES DE GENÈTICA GENETIC CONCEPTS NOTIONS DE GÉNÉTIQUE BEGRIFFE AUS DER GENETIK

1. Cromosomes homòlegs

A

A

A

A

a

A

a

a

A

a

5. Homozigot recessiu

4. Homozigot dominant

A

a

A

a

a

6. Heterocigot

a 7. Genotip

AA

aa

Aa

8. Fenotip 2. Locus

3. Al·lels

Anglès

Francès

Alemany

1. Homologous chromosomes

1. Chromosomes homologues

1. Homologe Chromosomen

2. Loci

2. Locus

2. Loci (Genorte)

3. Alleles

3. Allèles

3. Allele

4. Homozygous dominant

4. Homozygote dominant

4. Dominant homozygot

5. Homozygous recessive

5. Homozygote récessif

5. Rezessiv homozygot

6. Heterozygous

6. Hétérozygote

6. Heterozygot

7. Genotype

7. Génotype

7. Genotyp

8. Phenotype

8. Phénotype

8. Phänotyp

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 281

281

24/10/2016 9:07:11

7

REFORÇ I SUPORT

Fitxes multilingües DETERMINACIÓ DEL SEXE EN HUMANS DETERMINAREA SEXULUI LA OAMENI

‫تحديد النوع في الجنس البشري‬

1. Cromosoma X

P

2. Cromosoma Y

3 X X

5. Segment homòleg amb el cromosoma X

4. Segment homòleg amb el cromosoma Y

X Y

6. Segment diferencial del cromosoma Y

3. Gàmetes

X

X

X

Y

X Y

X X

X Y

Y

7. Segment diferencial del cromosoma X

2

F1 X X X

Romanès

1

Xinès

Àrab

1. Cromozomul X

1

1.

2. Cromozomul .

2

2.

3

3.

4

4.

5

5.

6. Segment diferențial al cromozomului Y

6

6.

7. Segment diferențial al cromozomului X

7

7.

3. Gameți 4. Segment omolog cu cromozomul Y 5. Segment omolog cu cromozomul X

282

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 282

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:07:14

D

.

FITXA 8

DETERMINACIÓ DEL SEXE EN HUMANS DETERMINATION OF SEX IN HUMANS DÉTERMINATION DU SEXE CHEZ LES HUMAINS GESCHLECHTSBESTIMMUNG BEIM MENSCHEN

1. Cromosoma X

P

2. Cromosoma Y

3 X X

5. Segment homòleg amb el cromosoma X

4. Segment homòleg amb el cromosoma Y

X Y

6. Segment diferencial del cromosoma Y

3. Gàmetes

X

X

X

Y

X Y

X X

X Y

Y

7. Segment diferencial del cromosoma X

2

F1 X X X

Anglès

1

Alemany

Francès

1. X chromosome

1. Chromosome X

1. X-Chromosom

2. Y chromosome

2. Chromosome Y

2. Y-Chromosom

3. Gametes

3. Gamètes

3. Gameten

4. Homologous segment on the Y chromosome

4. Segment homologue avec le chromosome Y

4. Abschnitt homolog mit dem Y-Chromosom

5. Homologous segment on the X chromosome

5. Segment homologue avec le chromosome X

5. Abschnitt homolog mit dem X-Chromosom

6. Differential segment of the Y chromosome

6. Segment différentiel du chromosome Y

6. Abschnitt nichthomolog mit dem Y-Chromosom

7. Differential segment of the X chromosome

7. Segment différentiel du chromosome X

7. Abschnitt nichthomolog mit dem X-Chromosom

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 283

283

24/10/2016 9:07:14

7

APROFUNDIMENT

PROJECTES D’INVESTIGACIÓ

Control genètic a l’ombra El zigot resultant de la fecundació d’un òvul per un espermatozoide conté tota la informació genètica necessària per desenvolupar un organisme adult. Aquesta informació, que globalment anomenem genoma, ve en forma d’un codi genètic determinat per l’ordre o seqüència en què es troben les molècules que formen l’ADN. Això no obstant, ja en els primers estadis de l’embrió, les cèl·lules comencen a diferenciar-se. En l’individu adult, les cèl·lules que integren els diferents òrgans i teixits expressen caràcters molt diferents; n’hi ha prou de comparar les neurones, les cèl·lules musculars, les cèl·lules sanguínies, etc., per adonar-nos-en. Si totes les cèl·lules tenen tota la informació, per què solament n’expressen una part? La resposta a aquesta pregunta ens podria arribar de la mà de l’epigenètica, que s’ocupa de les modificacions i els canvis heretables que experimenten els éssers vius sense alterar la seqüència de les molècules de l’ADN. Aquestes modificacions suposen tant l’activació com la desactivació de gens..

FULL DE RUTA Objectiu: investigar a través de la cerca i la consulta bibliogràfica què és l’epigenètica i com explica les modificacions a l’expressió dels gens sense alterar la seqüència del genoma.

Fonts d’investigació:

Investigacions suggerides:

• «El mapa del epigenoma humano permitirá entender mejor las enfermedades que nos afectan». Quijada,P. ABC ciencia de febrer de 2015.

• És la informació que hi ha als gens l’única responsable del que som? • Quina part del genoma està formada per gens que s’expressen en caràcters heretables? • Quin pot ser el paper del genoma que no expressa caràcters genètics? • Pot l’ambient cel·lular, condicionat de vegades per l’ambient exterior, determinar l’expressió de la informació genètica? • Poden els nostres hàbits, les nostres companyies i l’estrès que experimentem, condicionar l’expressió de la informació genètica? • Poden els fills heretar l’obesitat del pare? • Condiciona el desenvolupament dels embarassos la informació genètica que s’expressa? • Es poden produir canvis de sexe en animals, a causa de factors ambientals (temperatura, contaminants) i d’edat? • Tenen algunes malalties una explicació epigenètica?

284

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 284

• Cerca a la xarxa. • «Epigenética», VV. AA. Investigación y Ciencia, Temas IyC, juliol-setembre, 2015.

• «Un mando a distancia para el genoma». Sampedro, J. El País, Materia, 6 d'abril de 2015. • «La obesidad que heredamos de papá». El País, Materia, 7 de desembre de 2015. • «La carga epigenética paterna puede ser clave en el origen del autismo». Ortega, E. ABC salud, 15 de març de 2015. • «El mapa del epigenoma humano permitirá entender mejor las enfermedades que nos afectan». Quijada P. ABC ciencia, 19 de febrer de 2015. Presentació: exposició i debat en grup a classe sobre implicacions i conseqüències científiques i socials de l’epigenètica. Durada de l’elaboració: de 2 a 3 setmanes. Realització: un equip de 5 estudiants seleccionarà el contingut, les fonts i el mode de presentació. Exposaran en grup i, després de l’exposició, faran un debat en què un membre del grup actuarà com a moderador.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:07:16

D

.

Fitxa 9

TINGUES EN COMPTE QUE

• El terme «epigenètica» el va introduir Waddington el 1942, per explicar les interaccions entre ADN i medi ambient. • Fins a la publicació del Projecte Genoma Humà el 2003, es creia que tota la capacitat genètica estava en la seqüència de bases de l’ADN. Després d’aquest esdeveniment científic, es va saber que l’ADN que s’expressa genèticament és tan sols d’un 3 %, per tant queda un 97 % d’ADN la funció del qual no es coneixia. • Des d’aleshores diverses investigacions han posat de manifest l’existència de marques epigenètiques, segments d’ADN que presenten alteracions, com ara presència de grups metil o cromatina condensada, que sempre apareixen en el mateix tipus de cèl·lules i en determinats moments de la vida cel·lular. • Nombroses alteracions funcionals (obesitat, autisme, alguns tipus d’immunodeficiència) apareixen associades a la presència d’aquestes marques.

ALLÒ QUE HAS DE SABER • Expressió gènica: producció d’una substància, generalment una proteïna, determinada pel codi químic contingut en la seqüència de nucleòtids a l’ADN. • Genoma: conjunt global de bases seqüenciades contingudes en l’ADN d’un ésser viu. • Epigenoma (epi = sobre): tot el que està associat al genoma que no sigui la pròpia seqüència genètica i que és tan important com el nostre ADN per determinar la funció cel·lular en la salut i la malaltia (Gersbach). Totes les cèl·lules d’un ésser viu tenen el mateix genoma, però cèl·lules diferents tenen diferents epigenomes. • Epigenètica: estudi de modificacions en l’expressió de gens que no obeeixen a una alteració de la seqüència de l’ADN i que són heretables. • Factors epigenètics: certes molècules que s’uneixen a l’ADN i a les proteïnes dels cromosomes i que modifiquen l’expressió gènica a causa de la seqüència d’ADN sense alterar-la. També hi ha factors epigenètics físics. • Marques epigenètiques: segments d’ADN afectats per factors epigenètics que regulen l’activitat dels gens en els diferents tipus de cèl·lules i en els successius temps de desenvolupament.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 285

285

24/10/2016 9:07:17

7

APROFUNDIMENT

FITXA 10

TREBALLS D’AULA

Caràcters poligènics en l’espècie humana (I)

C

INTRODUCCIÓ

Molts caràcters humans estan determinats per diversos gens. Es poden estudiar fàcilment en una població per determinar com s’hi distribueixen. En les fitxes següents et proposem un mètode de treball per estudiar aquesta distribució.

ELS CARÀCTERS POLIGÈNICS L’espècie humana és un material de difícil estudi per a la genètica a causa de la seva gran diversitat, període llarg de gestació, nombre reduït de descendents, temps distanciat entre generacions i, com no, per la impossibilitat, per raons ètiques, de fer encreuaments experimentals.  Tot i això, s’acumula una quantitat ingent d’informació que va engrossint a una gran velocitat els bancs de dades genètiques que fan referència a la nostra espècie. Molts dels caràcters humans són difícils d’estudiar per motius diferents. Un d’ells és pel fet d’estar regulats per diversos gens. Quan un caràcter depèn de l’acció de dos o més gens, diem que és poligènic. A més a més, l’expressió d’aquests gens també estarà condicionada per l’ambient. Els trets que manifesten els gens poligènics no es poden observar analitzant arbres genealògics ni estudiant els cromosomes directament, sinó que s’analitzen estadísticament. Així, l’estatura, el pes, la intel·ligència o el color de la pell són exemples d’aquest tipus d’herència. No es pot qualificar els individus per «estatura elevada» i «estatura baixa», sinó que hi ha una distribució de dades agrupades al voltant d’un valor mitjà.

En l’ésser humà hi ha nombrosos caràcters en l’expressió dels quals intervenen diversos gens i fàcilment podrem fer un estudi de la distribució d’aquests caràcters en una població.  La amplitud de l’estudi dependrà d’una sèrie de factors, com ara la població disponible, el nombre d’observadors amb què comptem, etc. Et proposem que facis un estudi entre els teus companys de centre de com estan distribuïdes les característiques genètiques que citem a continuació: • Color dels cabells. • Forma de la línia frontal del cabell. • Remolí occipital del cabell. • Color dels ulls. • Lòbul de l’orella. • Clotet a la barbeta. • Clotet a la galta. • Enrotllament longitudinal de la llengua. • Forma de plegar els braços i les cames. • Polze extensible. • Pèl en la segona falange dels dits de les mans.

TREBALL QUE CAL REALITZAR • Delimita la població que estudiaràs. Anota la quantitat de persones que la componen (com més gran sigui la mostra, més profitosa serà la pràctica). Pots fer una taula per anotar-hi les dades o utilitzar la que et proposem a les fitxes següents.

286

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 286

• Investiga cada caràcter dels que es descriuen a la població problema. Escriu, per a cada individu, els caràcters observats. Tingues en compte que hauràs de quantificar els individus amb cada caràcter per fer gràfics.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:07:19

D

.

7

APROFUNDIMENT

FITXA 11

TREBALLS D’AULA

Caràcters poligènics en l’espècie humana (II) TREBALL QUE CAL REALITZAR • Hauràs d’elaborar una fitxa per a cadascun dels individus estudiats d’acord amb el model següent i marcar en els quadres corresponents els caràcters que presenti.

es poden ampliar i exposar-los públicament per donar a conèixer els resultats a la resta de companys. • Com a exemple, aquí tens una taula i un diagrama de sectors que fan referència a unes dades hipotètiques per a un caràcter obtinguts en un col·legi. De la mateixa manera es poden quantificar i exposar en gràfics els resultats dels altres caràcters estudiats.

• Un cop recollides les dades, s’elabora una taula resum que ens indiqui el grau de presència dels caràcters estudiats sobre la població. Posteriorment es poden fer alguns gràfics, per exemple, diagrames de sectors, que

TAULA DE PRESA DE DADES PER A UN INDIVIDU Caràcter

Fenotips

Color dels cabells

 Castany

Forma de la línia frontal del cabell

 Recta

  En forma de pic

Remolí occipital del cabell

  A la dreta

 A l’esquerra

Color dels ulls

 Marró clar     

Lòbul de l’orella

 Unit

 Lliure

Clotet a la barbeta

 Present

 Absent

Clotet a la galta

 Present

 Absent

Enrotllament longitudinal de la llengua

 Pot

  No pot

Manera de plegar els braços

  Dret a sobre

  Esquerre a sobre

Manera de plegar les cames

  Dreta a sobre

  Esquerra a sobre

Polze extensible

 Pot

  No pot

Pèl en segona falange de dits

 Present

 Absent

EXEMPLE DE TAULA DE DADES PER A UN CARÀCTER Color dels cabells

Castanys

Negres

Rossos

Pèlrojos

Nre. indiv.

259

30

52

2

%

75

8,75

15,1

0,59

 Negre

 Ros

 Marró obscur      

 Pèl-roig

 Blau

EXEMPLE DE GRÀFIC

100

Percentatge

90 80

Castany

70 60 50 40 30 20 10

Rossos Negres

Pèl-rojos

0

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 287

287

24/10/2016 9:07:20

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 288

24/10/2016 9:07:21

Recursos per a l’avaluació Autoavaluació Avaluació de continguts Avaluació per competències

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 289

24/10/2016 9:07:21

D

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 290

24/10/2016 9:07:22

7

AUTOAVALUACIÓ

HERÈNCIA I GENÈTICA

Nom:

1

2

El genotip és:

7

Els cromosomes sexuals d’homes i dones: a. Són totalment diferents.

b. El conjunt de caràcters que es manifesta. c. El conjunt de gens que es tenen.

b. Són idèntics, però n’hi ha més en els homes que en les dones.

d. El conjunt de caràcters que no es manifesta.

c. Són més grans en l’home que en la dona. d. Són iguals entre si en la dona i diferents entre si en l’home.

Els al·lels són: b. Cadascuna de les alternatives que pot presentar un gen concret.

8

La síndrome de Down es produeix per: a. Una monosomia del cromosoma 21.

c. Cadascuna de les parts en què es divideix un gen.

b. Una trisomia del cromosoma 21.

d. Els gens que determinen un mateix caràcter de manera diferent.

c. Una trisomia del cromosoma sexual X.

Els individus heterozigots per a un caràcter tenen:

d. Un gen recessiu lligat al cromosoma X. 9

L’hemofília és:

a. Dos gens al·lels diferents per a aquest caràcter.

a. Una malaltia lligada al sexe.

b. Els dos gens al·lels per a aquest caràcter iguals.

b. Una malaltia dels cromosomes sexuals.

c. Dos gens al·lels que s’expressen amb la mateixa força en el fenotip.

c. Un cas de polimorfisme genètic. d. Una malaltia que produeix una incapacitat per distingir colors.

d. Un locus diferent a cada cromosoma homòleg. 4

El principi de la segregació es coneix com: a. La primera llei de Mendel. b. La segona llei de Mendel. c. La tercera llei de Mendel. d. Una excepció de la tercera llei de Mendel.

5

Data:

a. El conjunt de gens que es manifesta.

a. El conjunt de gens d’un individu.

3

Curs:

La codominància es produeix quan:

10

L’amniocentesi és: a. Un mètode analític de diagnòstic genètic preimplantacional. b. Una teràpia gènica per intentar curar una afecció genètica. c. Una tècnica no invasiva de diagnòstic prenatal. d. Una tècnica invasiva de diagnòstic prenatal.

a. Un al·lel és dominant i l’altre, recessiu. b. Tots dos al·lels expressen de la mateixa manera la seva informació. c. Tots dos al·lels estan lligats al mateix cromosoma. d. Tots dos al·lels es manifesten simultàniament. 6

L’herència lligada al sexe: a. Està determinada per gens presents únicament als gàmetes. b. Dóna lloc a les malalties sexuals que són diferents en homes i dones. c. Es produeix per gens que es troben als cromosomes sexuals. d. Es manifesta de la mateixa manera en homes i dones. 1 c; 2 b; 3 a; 4 b; 5 d; 6 c; 7 d; 8 b; 9 a; 10 d. SOLUCIONS

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 291

291

24/10/2016 9:07:22

7

AVALUACIÓ DE CONTINGUTS

HERÈNCIA I GENÈTICA

Nom:

1

Curs:

Data:

Defineix: genotip, fenotip, gen, locus i al·lel.

6

   2

Explica les característiques de la metodologia experimental utilitzada per Mendel.  

7

 3

Explica com es determina el sexe en els éssers humans. Si una parella té un nen, quina és la probabilitat que el fil següent també sigui nen? I si la parella ja té dos nens, quina és la probabilitat que el fill següent també sigui nen?  

8

   4

Indica si són certes o falses les afirmacions següents i corregeix les que són falses: a. Hi ha molts més gens que cromosomes. b. Els gens d’un mateix cromosoma s’hereten sempre junts. c. Els gens que estan en un cromosoma diferent s’hereten de manera independent, segons la tercera llei de Mendel. d. El sexe està determinat pel cromosoma sexual que porta l’òvul.

9

    5

Quan s’encreuen dues plantes amb flors roses entre si, s’obté una descendència formada per 49 plantes amb flors blanques, 49 amb flors vermelles i 98 amb flors roses. Explica’n el motiu i fes l’encreuament indicant els genotips de les plantes que s’encreuen i de la descendència.

1

    

292

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 292

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:07:23

D

.

6

Un encreuament entre un conill de pèl arrissat (dominant) amb un altre de pèl llis (recessiu), ha donat un total de vuit cries, totes de pèl arrissat. En un altre encreuament entre dos conills de pèl arrissat, han sortit sis cries de pèl arrissat i dues de pèl llis. Quin és el genotip dels pares en tots dos encreuaments?

7

Al fruit de les síndries, el color verd llis (L) domina sobre el ratllat (l), i la forma aplatada (A) domina sobre l’allargada (a). Fes l’encreuament d’una planta homozigòtica de fruit llis i aplatat amb una altra també homozigòtica de fruit de ratlles i allargat. Indica els genotips i els fenotips de la F1 i de la F2.

8

Una dona del grup AB acaba de tenir un fill. Quan surt de l’hospital, li donen un nen la targeta del qual diu que és del grup 0. a. Creus que hi ha hagut un error o que pot ser el seu fill autèntic?   b. Si el marit de la dona és del grup 0, fes l’encreuament i indica el grup sanguini dels possibles fills de la parella.

9

Una parella formada per una dona portadora del gen de l’hemofília i un home hemofílic volen saber com podria ser la seva descendència. Explica el tipus d’herència i fes l’encreuament indicant el genotip i el fenotip de tots els possibles fills de la parella.  

10

Explica la diferència entre la prevenció primària i la secundària dels trastorns genètics i posa’n un exemple de cada tipus. a. Quin tipus de tècniques són l’ecografia, l’amniocentesi i la punció del cordó umbilical? Explica’n les diferències.   

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 293

293

24/10/2016 9:07:23

7

CRITERIS D’AVALUACIÓ I SOLUCIONS

HERÈNCIA I GENÈTICA Criteris d’avaluació

ACTIVITATS

Formular els principis bàsics de genètica mendeliana, aplicant les lleis de l’herència en la resolució de problemes senzills.

1, 2, 4, 5, 6, 7 i 8

Diferenciar l’herència del sexe i la lligada al sexe, establint la relació que hi ha entre elles.

3, 4 i 9

Conèixer algunes malalties hereditàries, la seva prevenció i l’abast social.

1

10

Les dones tenen dos cromosomes X (genotip XX), per la qual cosa s’anomenen sexe homogamètic, mentre que els homes presenten un cromosoma X i un Y (genotip XY), i són el sexe heterogamètic.

• Genotip: conjunt de gens que té un individu, la meitat dels quals és d’un dels seus progenitors i l’altra meitat, de l’altre. Roman constant al llarg de la seva vida i és idèntic en totes les cèl·lules de l’organisme.

Herència del sexe

• Fenotip: conjunt de qualitats físiques observables en un organisme, anatòmiques, fisiològiques o de comportament. Pot variar durant la vida de l‘organisme, ja que l’ambient influeix en l’expressió dels gens. • Gen: fragment d’ADN que controla un caràcter determinat.

4

• Es va fixar en diversos caràcters, però només va estudiar un caràcter determinat, o dos com a molt, en cada experiment.

294

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 294

Y XY

a.  Certa.

c. Certa.

• Va dissenyar amb molta cura els experiments i va recollir una gran quantitat de dades, estudiant la descendència després de diverses generacions.

En els éssers humans el sexe està determinat genèticament per dos cromosomes sexuals o heterocromosomes, que es diferencien per la mida, la forma i el nombre de gens: el cromosoma X i el cromosoma Y.

X

b. Falsa. Els gens d’un mateix cromosoma es poden heretar per separat a causa de l’encreuament o intercanvi de material genètic que té lloc durant la meiosi entre cromàtides homòlogues. D’aquesta manera, es mesclen els gens del cromosoma patern i matern durant la formació dels gàmetes.

• Va seleccionar caràcters ben definits i oposats.

3

X

Tal com s’observa a l’esquema, tots els òvuls aporten un cromosoma X i, dels espermatozoides, la meitat aporta un cromosoma X i l’altra meitat un cromosoma Y. Per tant, la probabilitat que el fill següent també sigui nen seria la mateixa, el 50 %.

• Va seleccionar el material idoni, la planta del pèsol, de fàcil cultiu i manipulació.

• Va utilitzar l’anàlisi matemàtica per demostrar que els resultats obtinguts eren coherents amb la seva hipòtesi.

Gàmetes

XY

◊

Descendència: 50 % nenes (XX) i 50 % nens (XY).

• Al·lel: cada una de les alternatives que presenta un gen per a un caràcter determinat. El mètode emprat per Mendel, innovador per a l’època, no només es basava en l’observació, sinó en la utilització del mètode científic. Els seus principals encerts van ser:

XX

XX

• Locus: lloc que ocupa un gen en un cromosoma. En un locus qualsevol d’un organisme haploide només hi ha un gen (una alternativa o al·lel), mentre que en un organisme diploide n’hi ha dos; en un triploide, tres; etc.

2

P

d. Falsa. El sexe està determinat pel cromosoma sexual, X o Y, que porta l’espermatozoide, ja que els òvuls sempre porten el cromosoma sexual X. 5

Es tracta d’un cas de dominància incompleta, que té lloc quan els dos al·lels expressen de la mateixa manera la seva informació. Individu homozigot de flors vermelles, R1R1, i individu homozigot de flors blanques, R2R2.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:07:24

D

.

3/16 síndries amb ratlles i aplatades

L’encreuament de dos individus heterozigots R1R2 de flors roses és el següent: P

R1R2

Gàmetes F1

1/16 síndries amb ratlles i allargades

R1R2

◊

8

R1

R2

R1

R2

R1R1

R1R2

R1R2

R2R2

Descendència:

El caràcter del grup sanguini està controlat per un gen que té tres al·lels: A, B i 0. Els al·lels A i B dominen sobre el 0, que és recessiu, però són codominants entre si. És a dir, un individu AB presenta els dos al·lels (AB) i s’expressen de la mateixa manera quan estan junts. Un individu del grup 0 sempre és homozigot recessiu (00).

• 50 % individus heterozigots R1R2, fenotip flors roses (98).

a. S’ha produït un error perquè una dona del grup AB no pot tenir fills del grup 0. Els seus fills sempre tindran o l’al·lel A o l’al·lel B i, per tant, mai no seran del grup 0.

• 25 % individus homozigots R1R1, fenotip flors vermelles (49).

b.  P

• 25 % individus homozigots R2R2, fenotip flors blanques (49). 6

Gàmetes

R, gen de pèl arrissat, i r, gen de pèl llis. 1r encreuament P

RR

Gàmetes

◊

r

9

Rr

Rr

◊

Gàmetes

R

r

R

r

F1

RR

Rr

Rr

rr

XH: cromosoma X amb el gen normal; Xh: cromosoma X amb el gen de l’hemofília. Encreuament: mare portadora del gen de l’hemofília, XHXh, i home hemofílic, XhY.

Fenotip: 75 % de pèl arrissat (6) i 25 % de pèl llis (2). LLAA ◊

Gàmetes

llaa

LA

B0

Perquè un home sigui hemofílic, només cal que el seu únic cromosoma X sigui portador del gen que el provoca. Amb tot, en una dona és necessari que rebi el gen dels seus dos progenitors, és a dir, que sigui homozigot recessiva. Les dones heterozigots no manifestaran l’hemofília, però sí que en seran portadores.

Genotip: 25 % RR, 25 % rr i 50 % Rr. P

0

Es tracta d’un cas d’herència lligada al sexe. El gen de l’hemofília és un gen recessiu situat al cromosoma sexual X.

Genotip: 100 % heterozigots Rr. Fenotip: 100 % conills de pèl arrissat.

7

B

Descendència: 50 % de fills del grup A (A0) i 50 % de fills del grup B (B0).

Rr

2n encreuament P

A

0

◊

A0 rr

R

F1

AB

la

Gàmetes

XH

Xh

Xh

XH Xh

Xh Xh

Y

XH Y

Xh Y

LlAa

F1

Descendència: 25 % dones hemofíliques, 25 % dones portadores de l’hemofília, 25 % homes sans i 25 % homes hemofílics.

Genotip: 100 % LlAa, dihíbrids. Fenotip: 100 % fruits verds llisos i aplatats. F1

LlAa

Gàmetes

LA

La

lA

LlAa

◊ la

LA

Genotip F2: LA

La

lA

la

LA

LLAA

LLAa

LlAA

LlAa

La

LAa

LLaa

LlAa

Llaa

lA

LlAA

LlAa

llAA

llAa

la

LlAa

Llaa

llAa

llaa

Fenotip F2: 9/16 síndries llises i aplatades 3/16 síndries llises i allargades

La

lA

10

la

a. La prevenció primària dels trastorns genètics es du a terme abans de la concepció, és a dir, de la unió de l’òvul i l’espermatozoide, mentre que la secundària es realitza després de la fecundació i pot ser prenatal o postnatal. Un exemple de prevenció primària és el consell genètic, i de prevenció secundària, la prova del taló. b. Són tècniques de diagnòstic prenatal de trastorns genètics. Les diferències entre elles són: • L’ecografia és una tècnica no invasiva, es fa mitjançant ultrasons sense ocasionar danys al fetus, mentre que les altres dues tècniques són invasives i requereixen una punció que pot danyar el fetus. • Les dues tècniques invasives es diferencien en el tipus de mostres que es recullen i analitzen, el líquid amniòtic o sang del cordó umbilical.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 295

295

24/10/2016 9:07:25

7

AVALUACIÓ PER COMPETÈNCIES

HERÈNCIA I GENÈTICA

Nom:

Curs:

Data:

El Pere i el Màrius són bessons dizigòtics i estudien 4t d’ESO. Quan la professora els va explicar l’herència biològica, es van assabentar que la fibrosi quística que pateix el seu pare, i a conseqüència de la qual contínuament té problemes respiratoris i digestius, la causa un al·lel autosòmic recessiu. El Màrius, molt preocupat, li diu al seu germà que, ja que es tracta d’una malaltia genètica, possiblement ells la patiran en un futur. El Pere decideix saber més coses sobre aquesta malaltia i, després de consultar-ho amb un especialista, sap que es tracta d’una malaltia potencialment mortal que provoca l’acumulació de moc espès i enganxós als pulmons, el tub digestiu i altres àrees del cos, i que és un dels tipus de malaltia pulmonar crònica més comuna en nens i adults joves. Està causada per un gen defectuós que fa que el cos produeixi un líquid anormalment espès i enganxós anomenat moc, que s’acumula a les vies respiratòries dels pulmons i al pàncrees.

1

2

Si saben que la mare del Pere i del Màrius no pateix la malaltia i que tampoc no té antecedents de familiars que la pateixin o l’hagin patida, quina probabilitat tenen el Pere i el Màrius de patir-la en un futur? a. Cap probabilitat.

c. 1/2 de probabilitat que tots dos la pateixin.

b. Segurament, almenys un dels dos, la patirà.

d. Una probabilitat que tots dos la pateixin.

Segons el que havia llegit el Pere, l’al·lel defectuós responsable de la fibrosi quística és un gen autosòmic. Què significa que un gen és autosòmic? a. Que s’expressa automàticament. b. Que està situat en un cromosoma sexual. c. Que està situat en qualsevol cromosoma excepte en els sexuals. d. Que solament s’expressa quan és dominant.

3

Milions de persones porten el gen de la fibrosi quística, però no manifesten cap símptoma. Per què? a. Perquè prenen les medecines adequades. b. Perquè és un al·lel recessiu. c. Perquè, a causa de la seva levitat, algunes vegades passa desapercebuda. d. Perquè només es manifesta quan s’hereta de la mare.

4

Si saben que el pare dels bessons Pere i Màrius té la malaltia i que la seva dona està sana i a la seva família no consten antecedents de la malaltia, escriu el genotip de cadascun dels membres de la unitat familiar. Pare

Mare

Pere

Màrius

Genotip

5

Si el Pere i el Màrius tinguessin un germà, quina és la probabilitat que naixés sa? a. 1

c. 1/2

b. 0

d. 2/3

296

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 296

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:07:27

D

.

6

Un altre dels motius de preocupació del Pere és que ha sabut que la noia que li agrada, l’Hermínia, també té fibrosi quística, tot i que ni el seu pare ni la seva mare la pateixen. Completa la taula següent amb el genotip de la família de l’Hermínia. Mare de l’Hermínia

Pare de l’Hermínia

Hermínia

Genotip

7

8

9

Si la relació entre el Pere i l’Hermínia es consolidés i, un cop adults, decidissin formar una família, quina és la probabilitat que el seu primer fill o filla estigués lliure de la malaltia? a. 1/2

c. 1/4

b. 1/3

d. 0

L‘Hermínia té una germana, l’Anna, que no pateix la malaltia. Quina és la probabilitat que l’Anna sigui portadora del gen de la fibrosi quística? a. 1/2

c. 3/4

b. 2/3

d. 0

Quant als avis del Màrius i el Pere, quina de les frases següents té més probabilitat de ser certa? a. L’avi patern també tenia fibrosi quística. b. L’avi matern patia fibrosi quística. c. L’avi i l’àvia paterns eren portadors de l’al·lel de la fibrosi quística. d. L’avi i l’àvia paterns patien fibrosi quística.

10

La mare del Pere i el Màrius és del grup sanguini 0, el Pere és del grup sanguini A i el Màrius és del grup B. Dedueix, amb lògica científica, quin ha de ser el grup sanguini del pare.   

11

A classe de Biologia i Geologia també els van explicar la teoria cromosòmica de l’herència; ara l’estudien a casa i construeixen una taula de cert/fals com la que veus a continuació. Completa la taula, diferenciant les frases certes de les falses quan parlem de la teoria cromosòmica de l’herència. Frases

C/F

Va ser Mendel qui el 1910 va proposar la teoria cromosòmica de l’herència. Diem que dos gens estan lligats quan els seus loci estan al mateix cromosoma. Quan dos gens lligats no s’hereten junts és perquè s’ha produït algun entrecreuament entre les cromàtides germanes. Quan un grup de gens està lligat, no es compleix la 2a llei de Mendel en la seva herència. El daltonisme és un trastorn hereditari lligat al cromosoma X.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 297

297

24/10/2016 9:07:27

7

CRITERIS D’AVALUACIÓ I SOLUCIONS

HERÈNCIA I GENÈTICA Competències que s’avaluen

Criteris d’avaluació Formular els principis bàsics de genètica mendeliana, aplicant les lleis de l’herència en la resolució de problemes senzills.

Competència matemàtica i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic Competència matemàtica i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic Competència social i ciutadana

Conèixer algunes malalties hereditàries, la seva prevenció i l’abast social.

1

a. Cap probabilitat.

2

c. Que està situat en qualsevol cromosoma excepte en els sexuals.

3

b. Perquè és un al·lel recessiu.

4

Genotip

5

a. 1

6



Genotip

11

Pare

Mare

Pere

Màrius

ff

FF

Ff

Ff

Mare de l'Hermínia

Pare de l'Hermínia

Hermínia

Ff

Ff

ff

7

a. 1/2

8

b. 2/3

8

c. L’avi i l’àvia paterns eren portadors de l’al·lel de la fibrosi quística.

10

Activitats

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 i 11

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8i9

Frases

C/F

Va ser Mendel qui el 1910 va proposar la teoria cromosòmica de l’herència.

F

Diem que dos gens estan lligats quan els seus loci estan al mateix cromosoma.

C

Quan dos gens lligats no s’hereten junts és perquè s’ha produït algun entrecreuament entre les cromàtides germanes.

F

Quan un grup de gens està lligat, no es compleix la 2a llei de Mendel en la seva herència.

F

El daltonisme és un trastorn hereditari lligat al cromosoma X.

C

Perquè els germans siguin l’un A i l’altre B, el pare ha de ser del grup AB, ja que aquests dos al·lels dominen sobre el 0.

298

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 298

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

07/11/2016 14:08:51

Solucionari

.

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 299

24/10/2016 9:07:29

7

SOLUCIONARI

HERÈNCIA I GENÈTICA

Interpreta la imatge

Saber-ne més

Es poden reconèixer, al requadre, un gran danès, i a la fotografia gran: pastor alemany, collie, pastor belga, cavalier king Charles spaniel i english toy spaniel.

UTILITZA LES TIC. R. Ll. 6

a)  Heterozigot: genotip Rr i fenotip pèl arrissat. b) Homozigot dominant: genotip RR i fenotip pèl arrissat.

R. Ll. L’alumne buscarà informació sobre les malalties d’aquestes i d’altres races.

c) Homozigot recessiu: genotip rr i fenotip pèl llis.

Claus per començar • La genètica és la ciència que estudia com es transmeten els caràcters hereditaris de pares a fills. Gregor Mendel és considerat el veritable fundador i pare de la genètica. • Els caràcters hereditaris o gens es troben a l’ADN i, per tant, als cromosomes. • Perquè els caràcters hereditaris o gens es transmeten de pares a fills i els gens dels avis també estan en els néts.

7

Interpreta la imatge. R. G. Figura semblant a la de la meiosi (pàgina 120 de la unitat 6 del llibre de l’alumne), situant els gens AA en una parella de cromosomes homòlegs duplicats i els gens LL en una altra parella d’homòlegs duplicats.

8

Interpreta la imatge. Genotips i fenotips F2: AALL - llavors grogues i llises AALl - llavors grogues i llises

• R. Ll. 1

2

UTILITZA LES TIC. R. M. i R. G. Mendel va utilitzar com a material la pesolera comuna (Pisum sativum), les flors de la qual són hermafrodites. Per això, la pesolera tant es pot autofecundar com se’n pot fer una fecundació creuada de manera artificial. Per fer aquesta fecundació, Mendel va treure els estams d’una planta i va fecundar el seu pistil amb el pol·len d’una altra planta.

AaLL - llavors grogues i llises

P: gen color porpra i p: gen color blanc

AaLL - llavors grogues i llises

AaLl - llavors grogues i llises AALl - llavors grogues i llises AAll - llavors grogues i rugoses AaLl - llavors grogues i llises Aall - llavors grogues i rugoses

Primer grup d’experiments. Principi de la uniformitat

AaLl - llavors grogues i llises

P

aaLl - llavors verdes i llises

porpra

◊

aaLL - llavors verdes i llises

blanc

AaLl - llavors grogues i llises F1

Segon grup d’experiments. Principi de la segregació F1

F2

porpra

◊

blanc

3 flors porpres i una flor blanca

Tercer grup d’experiments. En el cas indicat no es pot fer aquest encreuament perquè és necessari un altre caràcter. 3

Aall - llavors grogues i rugoses

totes les flors color porpra

aaLl - llavors verdes i llises aall - llavors verdes i rugoses 9

Perquè els dos gens al·lels d’un gen estan situats en un parell de cromosomes homòlegs i, durant la primera divisió de la meiosi que dóna lloc als gàmetes, els cromosomes homòlegs se separen.

10

Gàmetes

Interpreta la imatge. Els al·lels A i a ocupen el mateix locus, ja que són alternatives del mateix gen; tanmateix, l’al·lel A i el B ocupen loci diferents, ja que es tracta de gens diferents.

4

Interpreta la imatge. L’individu (Aa) serà groc, ja que l’al·lel A, groc, és el dominant.

5

Interpreta la imatge.

P

aaLL ◊ AAll aL AaLl

F1

Genotip 100 % dihíbrids AaLl i fenotip 100 % llavors grogues i llises. 11

Les flors porpres poden ser homozigòtiques (PP) o heterozigòtiques (Pp). Les flors blanques són totes homozigòtiques (pp). L’encreuament és el següent:

• El primer individu és homozigot per als dos caràcters A i C.

P

• El segon individu és homozigot per als dos caràcters a i c.

Gàmetes

P

F

Pp

• El tercer individu és heterozigot per als dos caràcters A i C. • El quart individu és homozigot per al caràcter b i heterozigot per als caràcters A i C.

300

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 300

Al

Pp

◊ p

pp p pp

Fenotip: 50 % porpres i 50 % blanques

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

07/11/2016 14:08:52

D

.

12

Color negre: N i color blanc: n. Orelles llargues: L i orelles curtes: l. P

NnLl

14

Gen color vermell: R1 i gen color blanc: R2. F1 Gàmetes

Nl

Gàmetes

NL

nL

nl

F

NnLl  Nnll  nnLl  nnll

Fenotip: 25 % conills negres i d’orelles llargues; 25 % conills negres d’orelles curtes; 25 % conills blancs d’orelles llargues i 25 % conills blancs d’orelles curtes.

15

F2

16

NnRr NR

Nr

nR

NnRr

◊ nr

NR

Nr

nR

NnRR

NnRr

Nr

NNRr

NNrr

NnRr

Nnrr

nR

NnRR

NnRr

nnRR

nnRr

nr

NnRr

Nnrr

nnRr

nnrr

4/16

NNrr

1/16

Nnrr

2/16

nnRR

1/16

nnRr

2/16

nnrr

1/16

B1B1

B1B2

B1B2

B2B2

Fenotips

Pèl negre i arrissat

Tant en el cas de dominància incompleta com en el de codominància, a la F2 s’obtenen tres genotips:

Aquestes proporcions del fenotip no compleixen les proporcions de la segona llei de Mendel, 3:1, ja que cap dels dos al·lels domina sobre l’altre.

Nr

Resultats F2:

NnRn

B2

9/16

NNRr

2/16

B1

Per acabar, va tenir «molta sort» en l’elecció dels caràcters que va estudiar, ja que els gens que els controlen estan en cromosomes diferents o, dins el mateix cromosoma, però molt allunyats.

NNRR

NnRR

B2

Proporció

NR

2/16

B1

Mendel va seleccionar únicament set caràcters que variaven de manera completa, és a dir, les llavors eren verdes o grogues. Aquesta selecció li va permetre obtenir resultats fàcils d’identificar i quantificar. L’anàlisi quantitativa de les dades li va permetre obtenir uns resultats en forma de proporcions numèriques que es podien interpretar objectivament.

nr

1/16

19

Pèl negre i llis

3/16

Pèl blanc i arrissat

3/16

Pèl blanc i llis

1/16

La tercera llei de Mendel no es compleix en el cas dels gens lligats que es troben molt junts en el mateix cromosoma, ja que generalment es transmeten junts a la descendència. Els gens que s’hereten de manera independent i que compleixen la tercera llei de Mendel són els que es troben en cromosomes diferents o en el mateix cromosoma, però allunyats. En l’ésser humà els gens que determinen el color dels cabells i dels ulls estan situats molt junts en el mateix cromosoma (gens lligats) per la qual cosa se solen heretar junts.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 301

B1B2

◊

18

nR

NNRr

B1B2

En la codominància els híbrids o heterozigots tenen trets dels dos progenitors, ja que els dos al·lels s’expressen simultàniament, mentre que en la dominància incompleta tots dos al·lels expressen de la mateixa manera la seva informació, i s’obtenen híbrids o heterozigots amb un fenotip que presenta característiques intermèdies entre ambdós progenitors.

Nr

NNRR

R2R2

17

NR

Proporció

R1R2

25 % homozigots (R1R1), 50 % heterozigots (R1R2) i 25 % homozigots (R2R2). Això no obstant, s’observen tres fenotips en les proporcions 1: 2: 1.

F2

Genotips

R1R2

Fenotip: 25 % flors blanques; 25 % flors rosades i 50 % flors amb trossos de color rosat i blanc.

nt

Fenotip F1: 100 % conills de pèl negre i arrissat.

Gàmetes

R1R1

Gen flors blanques: B1 i gens flors rosades: B2.

Gàmetes

Genotip F1: 100 % NnRr, dihíbrids.

F1

R2

Genotip: 25 % homozigots B1B1; 25 % homozigots B2B2 i 50 % heterozigots B1B2.

NnRr

F1

R1

F1

NNRR ◊ nnrr NR

R2

Fenotip: 25 % flors vermelles; 25 % flors blanques i 50 % flors roses.

R. M. En els conills, el pèl negre (N) domina sobre el pèl blanc (n) i el pèl arrissat (R) domina sobre el llis (l). Si encreuem un conill de pèl negre i arrissat amb una femella de pèl blanc i llis, homozigots tots dos per als dos caràcters, quins seran els genotips i fenotips de la F1 i de la F2?

Gàmetes

R1

Genotip: 25 % homozigots R1R1; 25 % homozigots R2R2 i 50 % heterozigots R1R2.

Genotip: 25 % NnLl; 25 % Nnll; 25 % nnLl i 25 % nnll.

P

R1R2

◊

nl F2

13

R1R2

◊ nnll

301

24/10/2016 9:07:30

7 20

SOLUCIONARI

HERÈNCIA I GENÈTICA

Per al color dels cabells:

24

• Negre: dominant (PP i Pp)

a)  Mare portadora XHXh x Pare sa XHY XH

Xh

Xh

XH Xh

Xh Xh

Y

XH Y

Xh Y

b)  Gàmetes

• Ros: recessiu (pp) Lòbul de l’orella: • Amb lòbul separat: dominant (LL i Ll) • Amb lòbul unit: recessiu (ll) Forma de la cara:

Resultats: el 50 % de les filles, portadores, i l’altre 50 %, sanes; el 50 % dels fills, hemofílics, i l’altre 50 %, sans.

• Rodona: dominant (AA i Aa) • Quadrada: recessiu (aa) 25

Que el diagnòstic prenatal es fa en el fetus, dins l’úter i abans del naixement, i el diagnòstic genètic preimplantacional es fa quan s’utilitzen tècniques de fertilització in vitro, abans de la implantació de l’embrió en desenvolupament en l’úter matern. Aquest últim consisteix a analitzar les cèl·lules de l’embrió per comprovar l’existència o no d’un gen alterat o anomalies estructurals cromosòmiques. Si no es detecten alteracions genètiques, l’embrió s’implanta; en cas contrari, es rebutja.

• Blaus: recessiu (oo)

26

EDUCACIÓ CÍVICA. R. Ll.

Llavis:

27

RESUM. R. M.

Pigues: • Presència: dominant (EE i Ee) • Absència: recessiu (ee) Punta de cabell: • Presència: dominant (VV i Vv) • Absència: recessiu (vv) Color dels ulls: • Obscurs: dominant (OO i Oo)

• Gruixuts: dominant (GG i Gg)

Mendel i l’estudi de l’herència. L’herència és el procés pel qual es transmeten les característiques biològiques dels organismes a la seva descendència. Cadascuna d’aquestes característiques és un caràcter hereditari.

• Fins: recessiu (gg) Clotet: • Presència: dominant (NN i Nn) • Sense clotet: recessiu (nn) Plegament de braços: • Dret sobre esquerre: dominant (HH i Hh) • Dret sota esquerre: recessiu (hh) 21

El 50 %.

22

UTILITZA LES TIC. R. M. Durant les primeres setmanes del desenvolupament embrionari, la gònada de l’embrió és bipotencial, i es pot diferenciar tant en ovari com en testicle. La diferenciació gonadal està controlada pel cromosoma Y. De manera normal, si no existeix cromosoma Y, la gònada bipotencial de l’embrió tendeix a diferenciar-se en ovari. Tanmateix, si un gen situat en el segment diferencial del cromosoma Y, el gen SRY (Sex Region Y cromosome), s’expressa, es paralitza la formació dels ovaris i es dirigeix la formació de testicles, que produirà les hormones responsables de la masculinitat. S’ha comprovat que si la regió del gen SRY està danyada o no s’expressa, un individu XY pot ser dona.

23

D d

D

Mare portadora X X x Pare daltònic X Y Gàmetes

XD

Xd

Xd

XD Xd

Xd Xd

Y

D

d

X Y

X Y

Resultats: el 50 % de les filles són daltòniques i l’altre 50 % en són portadores; el 50 % dels fills són daltònics, i l’altre 50 %, no daltònics.

302

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 302

Mendel (1822-1884), un monjo agustí, volia saber com es transmetien els caràcters d’una generació a una altra. Per fer-ho va utilitzar el mètode científic i, com a material, el pèsol comú (Pisum sativum). Un dels encerts de Mendel va ser estudiar un caràcter determinat, o dos com a molt, en cada experiment. Els va dissenyar amb molta cura, va recollir una gran quantitat de dades, estudiant la descendència després de diverses generacions, i va utilitzar l’anàlisi matemàtica per demostrar que els resultats obtinguts eren coherents amb la seva hipòtesi. El naixement de la genètica: conceptes bàsics de genètica. Entre 1902 i 1909 es van anar creant els diferents termes que s’utilitzen actualment en l’estudi de la genètica que resulten imprescindibles per comprendre els mecanismes de l’herència biològica: •  Locus. Posició que ocupa un gen en un cromosoma. •  Al·lels. Cadascuna de les alternatives que pot presentar un gen. •  Homozigot. Individu que per a un caràcter té els dos al·lels iguals. •  Heterozigot. Individu que per a un caràcter té els dos al·lels diferents. •  Genotip. Conjunt de gens que presenta un organisme. •  Fenotip. Conjunt de qualitats físiques observables en un organisme. •  Dominant. L’al·lel que es manifesta, encara que l’altre porti informació diferent. •  Recessiu. L’al·lel que només s’expressa quan l’altre és igual.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

07/11/2016 14:08:52

D

;

s

.

Les lleis de Mendel. En són tres:

• Determinació cromosòmica del sexe.

•  Principi de la uniformitat. Quan s’encreuen dos individus de línies pures per a un determinat caràcter, tota la descendència resultant està formada per individus heterozigots o híbrids que presenten uniformitat.

  – Les dones són el sexe homogamètic (XX).   – Els homes són el sexe heterogamètic (XY). • Herència lligada al sexe. Tipus d’herència determinada per gens localitzats en els cromosomes sexuals. Trastorns d’origen genètic:

•  Principi de la segregació. Quan s’encreuen els híbrids de la primera generació filial, els al·lels se segreguen i es distribueixen en els gàmetes de manera independent.

• Alteracions en el nombre de cromosomes: monosomies (síndrome de Turner) i trisomies (síndrome de Down). • Alteracions dels gens en autosomes. Són trastorns hereditaris que segueixen patrons mendelians, i poden ser dominants o recessius.

• Principi de la segregació independent. Els diferents caràcters s’hereten independentment els uns dels altres i es combinen a l’atzar en la descendència.

• Alteracions dels gens lligats al cromosoma X: daltonisme i hemofília.

Dominància incompleta i codominància. Es defineixen com:

Prevenció i diagnòstic de trastorns genètics: •  Prevenció primària. Es produeix abans de la concepció, és a dir, de la unió de l’òvul i de l’espermatozoide. Té lloc a través del consell genètic.

•  Herència dominant. Es produeix quan l’al·lel dominant impedeix que s’expressi el recessiu en el fenotip.

•  Prevenció secundària. Té lloc després de la fecundació. Pot ser de dos tipus:

• Dominància incompleta. Es produeix quan tots dos al·lels expressen de la mateixa manera la seva informació. El resultat és un heterozigot amb un fenotip nou amb característiques intermèdies entre ambdós progenitors.

  – Diagnòstic prenatal. Es produeix en el fetus, dins l’úter i abans del naixement. Aquestes tècniques poden ser de dos tipus: no invasives i invasives.   – Diagnòstic postnatal. Es produeix després del naixement, normalment en els primers dies de vida, mitjançant anàlisi d’orina o de sang.

•  Codominància. Es produeix quan els heterozigots tenen trets dels dos progenitors, ja que els dos al·lels es manifesten simultàniament. La teoria cromosòmica. Aquesta teoria diu:

28

• Els gens es troben als cromosomes, col·locats de manera lineal. • En un cromosoma hi ha un gran nombre de gens. Els que es troben en el mateix cromosoma s’anomenen gens lligats. Els gens lligats tendeixen a heretar-se junts. • Els gens d’un mateix cromosoma es poden heretar per separat a causa de l’encreuament o intercanvi de material genètic que té lloc durant la meiosi entre cromàtides homòlogues. Genètica humana. Alguns dels caràcters en l’espècie humana compleixen les lleis de l’herència mendeliana, com ara els cabells arrissats o llisos, els llavis gruixuts o fins, etc. Cadascun d’aquests caràcters sol estar controlat per un gen que es transmet de pares a fills. Però moltes de les característiques humanes que donen lloc a la gran diversitat d’individus presenten herència poligènica, com per exemple l’alçada, el pes, el color de la pell, etc. En altres casos hi ha gens que, en lloc de dos al·lels, en tenen diversos, fet que es coneix amb el nom d’al·lelisme múltiple. La determinació genètica del sexe. En l’ésser humà, el sexe està determinat genèticament per dos cromosomes sexuals o heterocromosomes, que es diferencien per la mida, la forma i el nombre de gens: el cromosoma X i el cromosoma Y.

a) Perquè el seu mètode de treball no només es basava en l’observació, sinó en la utilització del mètode científic partint d’una hipòtesi. Mendel va estudiar un caràcter determinat, o dos com a molt, en cada experiment. Els va dissenyar amb molta cura, va recollir una gran quantitat de dades, estudiant la descendència després de diverses generacions, i va utilitzar l’anàlisi matemàtica per demostrar que els resultats obtinguts eren coherents amb la seva hipòtesi. b) Gen tija alta A i gen tija nana a. Encreuament: Aa x Aa Resultats: Genotip: 25 % homozigots AA, 25 % homozigots aa i 50 % heterozigots Aa. Fenotip: 75 % plantes de tija alta i 25 % de tija nana. gen

posició fixa d’un gen en el cromosoma

al·lel

A

29

fenotip

Aa

genotip

color de les ales de la papallona

caràcter locus

ales marrons fragment d’ADN

30 a) Si

un individu té els dos al·lels que determinen un caràcter diferents, es diu que és heterozigot.

b) Segons les lleis de Mendel, en encreuar dues races pures que difereixen en un caràcter, la F2 segueix la proporció numèrica 3:1.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 303

303

24/10/2016 9:07:32

7

SOLUCIONARI

HERÈNCIA I GENÈTICA

c) El tipus d´herència que hi ha quan els dos al·lels es manifesten de manera simultània en l´heterozigot es denomina codominància. 31

CONCEPTES CLAU. •  Gens lligats: gens que apareixen junts al mateix cromosoma i, generalment, es transmeten junts a la descendència. En aquest cas no sempre es compleix la tercera llei de Mendel.

Trastorns genètics Alteracions dels gens en autosomes

•  Herència poligènica: herència que es produeix per l’acció acumulativa de molts gens i la influència de l’ambient. Exemples d’aquest tipus d’herència són moltes de les característiques humanes que donen lloc a la gran diversitat d’individus, com ara l’alçada, el pes, el color de la pell, etc.

Causes Són trastorns hereditaris que segueixen patrons mendelians, i poden ser dominants o recessius.

•  Al·lelisme múltiple: es produeix quan un gen, en lloc de dos al·lels, en té diversos. El caràcter del grup sanguini de les persones està determinat per aquest tipus d’herència. 32

b) El sexe està determinat pel cromosoma sexual que porta l’espermatozoide. Com que els òvuls sempre contenen el cromosoma sexual X, si l’espermatozoide porta el cromosoma X naixerà una nena (XX). Per contra, si porta el cromosoma Y, naixerà un nen (XY). En els homes, com que porta un sol cromosoma X, els gens situats en aquest cromosoma es manifestaran. Per contra, les dones, com que porten dos cromosomes X, tenen dos al·lels per a aquest caràcter. Així, el seu genotip pot ser tant homozigot com heterozigot. Les dones heterozigotes seran portadores per a aquest caràcter.

Alteracions dels gens lligats al cromosoma X

34

Trastorns genètics Alteracions en el nombre de cromosomes

Causes Es produeixen quan el repartiment de cromosomes en la formació dels gàmetes és defectuós. Dóna lloc a individus amb un nombre incorrecte de cromosomes, tant per excés com per defecte.

304

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 304

Tipus • Monosomies. A causa de la falta d’un cromosoma respecte de la dotació normal. • Trisomies. A causa de la presència d’un cromosoma de més, és a dir, hi ha tres cromosomes homòlegs. Ex. Síndrome de Down.

• Herència dominant. Es produeix quan l’al·lel alterat és dominant sobre el normal i, per tant, es manifesta en el fenotip tant si es troba en homozigosi (AA) com en heterozigosi (Aa). Ex. L’acondroplàsia. • Herència recessiva. Aquests trastorns són menys freqüents i poden ser difícils de detectar. Es produeixen quan l’al·lel alterat és recessiu sobre el normal, per tant, només es manifesta en homozigosi (aa). Ex. L’albinisme.

a) L’herència del sexe en els éssers humans depèn dels cromosomes sexuals X i Y. Un zigot XX desenvoluparà un individu de sexe femení i un zigot XY desenvoluparà un individu de sexe masculí. L’herència lligada al sexe es refereix als caràcters que estan determinats per gens que es troben als cromosomes sexuals.

33

Tipus

Entre els gens localitzats en el segment diferencial del cromosoma X hi ha dues alteracions provocades per un al·lel recessiu: daltonisme i hemofília. Els caràcters recessius lligats al cromosoma X els solen transmetre les dones i manifestar-los els homes.

35

• Daltonisme. Trastorn hereditari que dificulta la distinció dels colors, principalment el vermell i el verd. • Hemofília. Es caracteritza per la incapacitat de coagulació de la sang. És una malaltia hereditària greu.

Les tècniques de diagnòstic prenatal serveixen per comprovar que el fetus s’està desenvolupant i formant adequadament, sense cap defecte congènit. Mitjançant les tècniques invasives, es recullen cèl·lules fetals del cordó umbilical, de les vellositats corials o del líquid amniòtic mitjançant una punció que comporta un cert risc de

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:07:33

D

e

.

pèrdua de l’embaràs, aproximadament un 0,5-2 % segons la prova. Només es fan en els casos estrictament necessaris. Entre aquestes proves hi ha l’amniocentesi, tècnica en què s’introdueix, sota control ecogràfic, una agulla aspiradora a través de la cavitat abdominal de la mare fins a l’úter, per tal de recollir líquid amniòtic que conté cèl·lules del fetus.

42

Encreuament proposat: Bb x bb El gos negre ha de ser heterozigot Bb. P

Les tècniques no invasives no comporten cap risc de pèrdua d’embaràs i consisteixen en proves analítiques a la mare o en ecografies. L’ecografia fetal és un mètode innocu per al bebè per al qual es crea una imatge del fetus a l’úter matern. 36

37

38

43

b

F1

Bb

b bb

Color clapat AA i Aa. Color uniforme aa.

Genotip home amb ulls marrons: Mm, i de la dona amb ulls clars: mm.

Pares

El genotip de la descendència és: fill amb ulls clars: mm, fills amb ulls marrons: Mm.

Gàmetes

Genotip del pare miop homozigot MM i de la mare sana homozigot mm.

F1

L’encreuament proposat és: AaBB x aabb

Ales normals AA i Aa. Ales vestigials aa. En el primer encreuament, la mosca amb ales normals és homozigota AA. En el segon encreuament, la mosca amb ales normals és heterozigota Aa.

aB

AaBb

aaBb

Individus de pèl de color clapat i llarg poden ser: AAbb / Aabb. Resultats de la F2: AB

Ab

aB

ab

Ab

AABb

AAbb

AaBb

Aabb

ab

AaBb

Aabb

aaBb

aabb

Resultats: 3/8 pèl color clapat i curt, 3/8 pèl color clapat i llarg, 1/8 pèl color uniforme i llarg i 1/8 pèl color uniforme i curt. Per tant, a la F2 el percentatge de conills de color clapat i pèl llarg és 3/8. 44

El brau sense banyes és heterozigot Ff. La vaca A, que té banyes, és ff. La vaca B, també amb banyes, és ff. La vaca C, que no té banyes, és Ff. Primer encreuament: 50 % Aa sense banyes i 50 % aa amb banyes. Segon encreuament: 50 % Aa sense banyes i 50 % aa amb banyes. Tercer encreuament: 25 % FF sense banyes, 50 % Ff sense banyes i 25 % ff amb banyes.

45

A: gen dominant per al color porpra de les flors. a: gen recessiu per al color blanc de les flors. a) Porpra ◊ porpra: AA ◊ AA b) Porpra ◊ blanc: Aa ◊ aa c) Porpra ◊ porpra: Aa ◊ Aa

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 305

ab

b) L’encreuament proposat és: AaBb x aa Bb.

La descendència d’una gallina de plomatge blau NB amb una altra de plomatge blanc BB és: 50 % gallines de plomatge blanc BB i 50 % de plomatge blau NB.

En aquest cas es tracta d’una codominància, ja que en genotips heterozigots els dos al·lels s’expressen de la mateixa manera; és a dir, no s’obté un fenotip intermedi, un color nou a conseqüència de la mescla de colors, sinó que apareixen els dos fenotips íntegres en el mateix individu, en forma de taques vermelles i blanques.

Ab

◊ aabb

Per tant, a la F1 el percentatge de conills amb color clapat i pèl llarg és zero.

Es tracta d’un cas d’herència de dominància incompleta que passa quan els dos al·lels expressen de la mateixa manera la seva informació. Quan s’uneixen dos individus homozigots diferents, les seves característiques es mesclen i el resultat és un individu heterozigot amb un fenotip que presenta característiques intermèdies entre tots dos progenitors.

A la F1 s’obtenen tres genotips: 25 % homozigots (RR), 50 % heterozigots (RB) i 25 % homozigots (BB). Tanmateix, s’observen tres fenotips: 25 % amb pelatge vermell (RR), 50 % amb pelatge amb taques (RB) i 25 % amb pelatge blanc (BB). Les proporcions obtingudes són 1:2:1, per tant, no es compleixen les proporcions de la segona llei de Mendel, 3:1, ja que cap dels dos al·lels domina sobre l’altre.

AaBB

a) Resultats F1: 50 % de pèl clapat i curt i 50 % de pèl uniforme i curt.

Genotip F1: plomatge blau heterozigots NB.

41

B

Pèl curt BB i Bb. Pèl llarg bb.

Genotips generació parental: gallines plomatge negre NN i plomatge blanc BB.

40

Gàmetes

bb

◊

Gen ulls marrons dominant M i gen ulls clars recessiu m.

Fenotip: tots els descendents seran miops i el seu genotip Mm heterozigots. 39

Bb

Resultats F1: 50 % gossos de color negre i 50 % gossos color marró.

a)  El 50 %. b) El 50 %, ja que la probabilitat és d’un 25 % cadascun d’ells.

Color negre BB i Bb. Color marró bb.

305

24/10/2016 9:07:33

7 46

SOLUCIONARI

HERÈNCIA I GENÈTICA

d) Blanc ◊ blanc: aa ◊ aa

I generació: 1. Dona malalta aa i 2. Home sa Aa.

e) Porpra ◊ blanc: AA ◊ aa

II generació: 1. Dona sana Aa; 2. Home malalt aa;

a) L’albinisme és un caràcter recessiu respecte de la pigmentació normal.

3. i 4. Dones malaltes aa; 5. Home sa Aa

b) Home: XHYaa; Dona: XHXAa

III generació: 1. Home sa Aa; 2. Dona sana Aa; H

i 6. Dona malalta aa. 3. Home malalt aa; 4. Dona sana Aa

H

L’encreuament proposat seria: X Yaa ◊ X XAa

47

XHA

XHa

XA

Xa

XHa

XHXHAa

XHXHaa

XHXAa

XHXaa

Ya

XHYAa

XHYaa

XYAa

XYaa

i 5. Home malalt aa. IV generació: 1. Home malalt aa; 2. Home malalt aa; 3. i 4. Dones malaltes aa. e) L’individu III3 està malalt i la condició suficient perquè tingués filles malaltes seria que la seva parella fos, almenys, heterozigot per a aquest caràcter. En el cas que la seva parella també estigués malalta, tots els seus fills manifestarien la malaltia.

Un home amb grup sanguini A pot ser AA o A0. Una dona amb grup sanguini B pot ser BB o B0. Perquè tots dos tinguin un fill amb grup sanguini 0, han de ser heterozigots (A0 i B0, respectivament). Pares

A0

f  ) Dizigòtics.

B0

◊

50

Gàmetes

A

0

B

0

F1

AB

A0

B0

00

Resultats F1: 25 % (1/4) grup sanguini AB, 25 % (1/4) grup B, 25 % (1/4) grup A i 25 % (1/4) grup 0. Maneres de pensar. Anàlisi científica 48

El gen D indica dit índex més curt que l’anular. És dominant en homes i recessiu en dones. Home

dd

Gàmetes

d

◊

DD D

Dd

F1

El gen d determina dit índex igual o més llarg que l’anular. És dominant en dones i recessiu en homes. Resultats F1: genotip, 100 % heterozigots Dd. Fenotip, tots els homes amb el dit índex curt i totes les dones amb el dit índex llarg.

Negre: malalt. Blanc: sa. 51

A, gen dominant normal, i a, gen recessiu, que en homozigosi produeix una malaltia genètica.

Saber fer

I generació: 1. Dona Aa i 2. Home Aa.

49 a) No

està lligat al sexe. Si fos un caràcter lligat al sexe, els descendents homes de la primera generació estarien tots afectats, i les dones serien portadores però no expressarien la malaltia.

b) Els individus I1 i II1 són de sexe femení i els individus II2 i III3 són de sexe masculí.

II generació: 1. Dona Aa; 2. Home Aa; 3. Home aa; 4. Dona Aa i 5. Home aa. III generació: 1. Dona aa; 2. Home Aa o AA i 3. Home aa. 52

UTILITZA LES TIC.R. Ll. S’anomena consanguinitat el parentiu natural entre individus que vénen d’un mateix tronc.

53

R. Ll.

c) La seva mare (I1). d) El gen que produeix la malaltia genètica és un gen recessiu. Per tant, el genotip dels individus sans pot ser AA i Aa, i el dels individus malalts, aa.

306

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 306

Es tracta de l’herència d’un gen autosòmic recessiu.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:07:34

.

ES0000000051237 785237_UNITAT 7_58301.indd 307

24/10/2016 9:07:34

8. LA INFORMACIÓ I LA MANIPULACIÓ GENÈTICA

Introducció i recursos Introducció i continguts de la unitat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312 Previsió de dificultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313 Esquema conceptual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313 Et recomanem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314

Ensenyament individualitzat Reforç i suport • Continguts fonamentals Fitxa 1. Resum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316 • Esquemes muts Fitxa 2. Nucleòtid. Polinucleòtid. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317 Fitxa 3. Estructura de l’ADN. La replicació de l’ADN . . . . . . . . . . . . . . . . 318 Fitxa 4. Transcripció. Traducció . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319 Fitxa 5. Fabricació d’insulina. Teràpia gènica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320 Fitxa 6. Clonació reproductiva. Clonació terapèutica. . . . . . . . . . . . . . . . 321 • Consolida les competències Fitxa 7. Com es va descobrir l’estructura de l’ADN? . . . . . . . . . . . . . . . . 322 • Fitxes multilingües Fitxa 8. Àcids nucleics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 Fitxa 9. L’expressió de la informació genètica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326

Aprofundiment • Projectes d’investigació Fitxa 10. L’edició de l’ADN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328 • Treballs d’aula Fitxa 11. Banc de dades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330 Fitxa 12. El conreu de transgènics en l’actualitat . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331

308

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 308

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:04:54

D

.

Recursos per a l’avaluació Autoavaluació . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335 Avaluació de continguts • Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336 • Criteris d’avaluació i solucions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338

Avaluació per competències • Prova . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340 • Criteris d’avaluació i solucions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342

Solucionari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 309

309

24/10/2016 9:04:54

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 310

24/10/2016 9:04:55

Introducció i recursos

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 311

24/10/2016 9:04:55

8

INTRODUCCIÓ I RECURSOS

LA INFORMACIÓ I LA MANIPULACIÓ GENÈTICA

INTRODUCCIÓ DE LA UNITAT

P

En aquesta unitat es desenvolupen els principis de la genètica molecular, de l’enginyeria genètica i dels estudis moleculars del genoma que han portat a la publicació del genoma humà. Comença amb l’estudi de l’estructura de l’ADN i la seva autoreplicació, transcripció i traducció. S’analitza de manera elemental, però rigorosa, en què consisteix el codi genètic universal i després s’aborden les mutacions, classificades segons la importància i la transcendència que tenen. Tot seguit es presenta la biotecnologia com una activitat impulsada per l’aplicació de les tècniques de l’enginyeria genètica, les eines principals de la qual s’analitzen detalladament. S’estudien les eines per

manipular (enzims de restricció i ADN ligasa) i transferir (vectors) l’ADN i els processos d’amplificació mitjançant la reacció en cadena de la polimerasa (PCR). Totes aquestes tècniques apareixen freqüentment en programes de televisió i reportatges a la premsa com a elements que permeten resoldre qüestions penals i civils en tribunals de justícia. Per últim, es tracta la clonació, l’estudi de les cèl·lules mare i es descriuen els aspectes principals del Projecte Genoma Humà, des d’una perspectiva bioètica, més necessària que mai ateses les implicacions i la potència de les noves tècniques que s'apliquen com a eina habitual en la investigació biològica.

CONTINGUTS SABER

L d e e c l l l c u i n d

E • L’ADN i els àcids nucleics. • La replicació de l’ADN. • De l’ADN a les proteïnes. • Com s’expressa la informació genètica. • Les mutacions. • Biotecnologia i enginyeria genètica. • Tècniques d’enginyeria genètica. • Aplicacions biotecnològiques. • La clonació i les cèl·lules mare. • El Projecte Genoma Humà. • Bioètica.

SABER FER

• «Desxifrar» el codi genètic. • Interpretar empremtes genètiques.

SABER SER

• Valorar la importància de les aplicacions biotecnològiques en el medi ambient, en l’agricultura i la ramaderia i en les ciències de la salut. • Ser conscients de la necessitat de regulació ètica dels avenços aconseguits en enginyeria genètica i que aquesta regulació s’ha d’abordar des d’un punt de vista interdisciplinari amb la participació de la societat civil.

312

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 312

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:04:56

D

.

PREVISIÓ DE DIFICULTATS Les dificultats principals que poden sorgir en el desenvolupament d’aquests continguts té a veure amb el nivell de complexitat estructural i funcional en el qual ens movem. Si es desconeix la bioquímica de l’ADN, com és ara el cas, la naturalesa de les molècules que l’integren tenen alguna cosa màgica que pot dificultar la comprensió real dels fenòmens que estem estudiant: la replicació de l’ADN, la transcripció, la traducció i la correlació informació-caràcters genètics. Per esmentar-ne un exemple, i tot i que en el text se cita i apareix en il·lustracions, la traducció no es pot entendre bé a aquest nivell i els mecanismes de transferència que es presenten difícilment poden consolidar un aprenentatge significatiu.

Per mirar de salvar aquestes dificultats, suggerim elaborar models físics utilitzant plastilina, cordes, clips, de manera que la manipulació reiterada ajudi l’alumnat a familiaritzar-se amb els elements bàsics. Una altra dificultat és l’atribució necessària d’un caràcter genètic a l’actuació d’una proteïna enzimàtica o a la presència de qualsevol altre tipus de proteïna. Acompanyar l’explicació d’aquests fenòmens amb una presentació, si es vol descriptiva, de la funció biològica de les proteïnes podria ser d’ajuda. Paradoxalment, les eines d’enginyeria genètica, tret de la PCR, acostumen a ser força intuïtives, tot i que tornem altra vegada al terreny de la «màgia».

ESQUEMA CONCEPTUAL • Pentosa: ribosa ARN

• Bases: A, G, C i U • Tipus: ARNm, ARNt, ARNr

Àcids nucleics

Informació genètica

• Pentosa: desoxiribosa • Bases: A, G, C i T ADN

• Estructura: doble hèlice • Replicació semiconservativa • Fragment d’ADN: gen

Expressió

Mutacions

ADN

Transcripció

ARNm

Traducció

Segons les cèl·lules

Somàtiques i heretables

Segons l’ADN

Genètiques i cromosòmiques

Segons l’origen

Espontànies i induïdes

Proteïna

Tecnologia de l’ADN recombinant

Aplicacions

Manipulació

Biotecnologia i enginyeria genètica

Clonació Bioètica

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 313

Medicina, medi ambient, agricultura i ramaderia

Reproductiva i terapèutica Cèl·lules mare

313

24/10/2016 9:04:56

8

INTRODUCCIÓ I RECURSOS

ET RECOMANEM

A LA XARXA

Molecular genetic. iTunes i Google Play

PÀGINES WEB

App en anglès composta de tres parts: il·lustracions i text animat sobre el ADN, els processos de replicació, transcripció i traducció, activitats interactives i una avaluació final.

Recursos interactius sobre el ADN. Web en anglès de PBS Learning Media que conté animacions, vídeos, fotografies, jocs i unitats didàctiques sobre el ADN, codi genètic, mutacions, etc. Inclou un joc de simulació del procediment bàsic d’identificació de ADN per descobrir qui ha realitzat un robatori. Cal entrar a la web de PBD Learning Media i fer una cerca dels elements que continguin «fingerprint ADN» Paraules clau: pbs learning media. Animacions de biologia cel·lular. Col·lecció d’animacions sobre l’estructura, replicació, transcripció del ADN, els aminoàcids i les proteïnes creades pel Departament de Genètica de la Universitat de Navarra. Paraules clau: Universidad, Navarra, animaciones, biología. Una qüestió d’eficiència. Informació sobre el concepte de clonatge i aplicacions a partir d’un vídeo de la UAB del 2010 sobre l’obtenció dels primers ratolins clonats a Espanya. Paraules clau: transferència nuclear, edu3tv. Què hi ha darrera del genoma? Articles descarregables en pdf de la revista Mètode sobre el genoma elaborada per la Universitat de València. Paraules clau: mètode, revista, 32, genoma. Recursos sobre el Projecte Genoma Humà. Web en anglès del National Human Genome Research Institute que inclou nombrosos recursos didàctics sobre el projecte Genoma Humà, entre els que destaquen una línia de temps amb informació sobre els diferents descobriments des de Darwin i Mendel fins al projecte, un vídeo molt interessant on s’explica què és el projecte Genoma i animacions sobre el procés de seqüenciació del genoma (necessita connector Flash). Paraules clau: human genome project, educationkit. Genètica. Universitat Autònoma de Barcelona. Pàgina amb recursos variats: conceptes bàsics, informació sobre Mendel, lectures multimèdia i diversos enllaços. Presenta una interessant ressenya històrica de la genètica. Paraules clau: curs, genètica, UAB. Des de Mendel fins a les molècules. Blog educatiu de genètica. Blog guanyador del 1r premi UBA 2012 en la categoria de blogs educatius. 2a menció als premis UBA 2013 i 2014 a la divulgació de continguts educatius en mitjans periodístics nacionals. Té nombrosos recursos: informació, enllaços i vídeos. Paraules clau: gen molecular, blog educatiu. APPS PER A TAULETES I TELÈFONS INTEL·LIGENTS OnScreen ADN Model. iTunes. Aplicació en anglès i de pagament que proporciona animacions i informació sobre el ADN en 3D. La simulació interactiva permet canviar la posició de la molècula, trencar i reformar els ponts d’hidrogen de l’estructura i els seus components en els processos de transcripció i replicació.

314

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 314

LLIBRES I REVISTES Cómo clonar una oveja: guía práctica para convertirte en una superestrella de la ciencia Hazel Richardson. Editorial Oniro, 2010. Llibre on s’explica la història de l’ovella Dolly, els descobriments i teories de Darwin i Mendel que van permetre el desenvolupament de la clonació i el debat sobre la seva ètica. Convivint amb transgènics David Bueno i Torrens. Ominis Cellula, Publicacions i Edicions de la Universitat de Barcelona, 2008. Llibre de divulgació on es parla de la història, les bases, els fonaments i el futur de la biotecnologia aplicada a l’agronomia, la salut i l’ecologia, en el qual també es plantegen qüestions ètiques i legals. 50 años de ADN. La doble hélice Pedro García Barreno (director). Editorial Espasa Calpe. 2003. S’expliquen diferents treballs que relacionen la descoberta de l’estructura del ADN amb la química física, les tècniques del ADN, el projecte del genoma humà, la teoria de l’evolució i aspectes relacionats amb la salut, com la genètica del càncer. Els gens que mengem: la manipulació genètica dels aliments Daniel Ramon. Editorial Bromera, 2000. Llibre molt didàctic on s’expliquen coneixements basics sobre els àcids nucleics i les principals manipulacions genètiques per obtenir millors resultats en el camp dels fermentats, l’agricultura i la ramaderia. Gen-Ética Federico Mayor Zaragoza, Carlos Alonso Bedate (coordinadors). Editorial Ariel, 2003. Es planteja , entre altres aspectes, el debat sobre les implicacions ètiques i jurídiques de les patents biotecnològiques i la dimensió social de la biotecnologia.

DOCUMENTALS I PEL·LÍCULES «Misterios del ADN, La búsqueda de Adán». National Geographic, 2013. Documental especial de National Geographic on es debat sobre la vinculació del cromosoma Y amb els avantpassats comuns. La mosca. David Cronenberg, 1986. Pel·lícula de ciència ficció que permet debatre el concepte de mutació així com les implicacions que comporta tant a nivell biològic com evolutiu.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:04:57

Ensenyament individualitzat Reforç i suport Aprofundiment

.

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 315

24/10/2016 9:04:57

8

REFORÇ I SUPORT

FITXA 1

Continguts fonamentals

RESUM

L’ADN i els àcids nucleics

Els àcids nucleics són polinucleòtids. Cada nucleòtid té tres components: un sucre (ribosa o desoxiribosa), una molècula d’àcid fosfòric i una base nitrogenada, que pot ser adenina (A), guanina (G), citosina (C), timina (T) i uracil (U). Entre els àcids nucleics destaquen:

N

• L’ADN o àcid desoxiribonucleic és la molècula que emmagatzema la informació genètica de la cèl·lula. Presenta una estructura en doble hèlice, el sucre és una desoxiribosa i les bases nitrogenades són A, G, C i T. • L’ARN o àcid ribonucleic és un altre tipus d’àcid nucleic. Té com a pentosa una ribosa, i com a bases nitrogenades, A, G, C i U.

Replicació de l’ADN

Durant el cicle vital d’una cèl·lula, cada cadena d’ADN fa una còpia de si mateixa amb la finalitat de poder transmetre-la a cada una de les cèl·lules filles. És un procés semiconservatiu.

De l’ADN a les proteïnes

Un gen es defineix, des del punt de vista de la funció que té, com un fragment d’ADN que porta la informació per sintetitzar una proteïna, necessària perquè s’expressi un caràcter determinat en l’individu.

Com s’expressa la informació genètica

Les mutacions

Transcripció. Formació d’una molècula d’ARN missatger la seqüència de bases nitrogenades de la qual és complementària a una de les cadenes de la doble hèlice d’ADN. Traducció. Formació d’una proteïna la seqüència d’aminoàcids de la qual està determinada per la seqüència de bases nitrogenades de l’ARNm. Els canvis o alteracions en el material genètic d’una cèl·lula es denominen mutacions, que es poden classificar segons diversos criteris: segons les cèl·lules afectades, segons l’ADN afectat i segons el seu origen. La biotecnologia és l’ús d’éssers vius o els seus derivats en la creació o la modificació de productes o processos d’interès per a les persones.

Noves tecnologies

P

L’enginyeria genètica és el conjunt de tècniques de manipulació de gens fetes amb un propòsit concret que sigui aprofitable per a les persones. Per desenvolupar-la és fonamental l’ús d’ADN recombinant. La clonació és una tècnica mitjançant la qual es produeixen organismes, cèl·lules o molècules idèntiques entre si i idèntiques a l’original del qual procedeixen. Totes aquestes tècniques tenen molts beneficis, però també riscos derivats d’un mal ús. En sorgeixen dilemes ètics (bioètica) relacionats amb els riscos d’un ús inadequat.

ACTIVITATS 1

Fes un esquema de les aplicacions principals de la biotecnologia en medicina, en el medi ambient i en l’agricultura i la ramaderia.

2

Indica les diferències entre la clonació reproductiva i la clonació terapèutica.

316

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 316

3

Indica les característiques principals del genoma humà.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:05:01

D

.

8

REFORÇ I SUPORT

FITXA 2

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

NUCLEÒTID

POLINUCLEÒTID

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 317

317

24/10/2016 9:05:02

8

REFORÇ I SUPORT

FITXA 3

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

ESTRUCTURA DE L’ADN

T

T LA REPLICACIÓ DE L’ADN

318

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 318

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:05:04

D

.

8

REFORÇ I SUPORT

FITXA 4

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

TRANSCRIPCIÓ

TRADUCCIÓ

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 319

319

24/10/2016 9:05:06

8

REFORÇ I SUPORT

FITXA 5

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

FABRICACIÓ D’INSULINA

C

C

TERÀPIA GÈNICA

Teràpia

320

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 320

Teràpia

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:05:07

D

.

8

REFORÇ I SUPORT

FITXA 6

Esquemes muts

Nom:

Curs:

CLONACIÓ REPRODUCTIVA

Data:

5. 

1. 

6. 

7. 

4.  3.  2. 

CLONACIÓ TERAPÈUTICA

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 321

321

24/10/2016 9:05:09

8

REFORÇ I SUPORT

Consolida les competències

Com es va descobrir l’estructura de l’ADN? Cap al 1950, quan va començar la investigació definitiva per esbrinar l’estructura de l’ADN, se sabia que era la substància responsable de l’herència dels caràcters biològics i que era una molècula lineal molt llarga formada per fosfat, el sucre desoxiribosa i quatre substàncies nitrogenades: adenina (A), guanina (G), timina (T) i citosina (C). També se sabia que la quantitat d’A era igual a la de T i la de G igual a la de C. Malgrat això, el problema era que no es tenia ni idea de com s’unien en l’espai aquests components, és a dir, quina n’era l’estructura. Tres grans equips van dissenyar els seus projectes respectius per esbrinar l’estructura de l’ADN: • A CALTEC (Institut Tecnològic de Califòrnia), dirigit per Linus Pauling (dues vegades Premi Nobel). • A l’Imperial College de Londres investigaven el problema dos físics experts en cristal·lografia de raigs X, Maurice Wilkins (el més gran i de més nivell acadèmic) i Rosalind Franklin. • A la Universitat de Cambridge hi havia Francis Crick, també cristal·lògraf, i un jove bioquímic nord-americà anomenat James Watson. La difracció amb raigs X era aleshores el millor mètode experimental per esbrinar com es disposen els àtoms d’un compost en l’espai. Bàsicament consisteix a «il·luminar» amb un feix de raigs X una substància cristal·litzada i a projectar els raigs difractats en una pel·lícula fotogràfica. Així s’obté un conjunt de taques que permeten descobrir l’estructura atòmica de la substància analitzada. Basant-se en les excel·lents imatges preses per Rosalind Franklin amb aquest mètode, Watson i Crick van arribar a la conclusió que es tractava d’una doble hèlice. Per entendre com es formava aquesta estructura, tots dos investigadors van dedicar diverses setmanes a encaixar models retallables de les molècules components de l’ADN, fins que en van trobar la solució. El 1953 van publicar les seves conclusions a la prestigiosa revista Nature i al cap de nou anys, confirmada ja per un aclaparador conjunt de proves experimentals, James Watson, Francis Crick i Maurice Wilkins van rebre el Premi Nobel de Fisiologia o Medicina. De manera totalment injustificada, Rosalind Franklin va ser exclosa d’aquest premi, tot i que la seva feina havia estat determinant per a la investigació.

James Watson i Francis Crick.

322

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 322

Rosalind Franklin.

Doble hèlice d’ADN.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:05:12

D

.

FITXA 7

ACTIVITATS 1

Per què Crick es referia a l’ADN com «el secret de la vida»? Com és possible que aquesta molècula contingui tota la informació genètica d’un individu?

2

COMPRENSIÓ LECTORA.

Schrödinger havia insinuat que el llenguatge de la vida podia ser com un codi Morse, una mena de punts i ratlles. No anava gaire desencaminat. El llenguatge de l’ADN és una sèrie lineal d’A, T, G i C. I, igual que a l’hora de transcriure la pàgina d’un llibre es pot produir un curiós error tipogràfic, l’estranya equivocació s’introdueix furtivament quan totes es copien al llarg d’un cromosoma. Aquests errors són les mutacions de les quals els genetistes parlen des de fa gairebé cinquanta anys. Canvieu una «a» per una «e» i «sac» es converteix en «sec» en català; canvieu una T per una C i «ATG» passa a ser «ACG» en l’ADN. Fragment d'ADN. El secreto de la vida, de James D. Watson.

3

De les relacions aritmètiques següents sobre la molècula d’ADN, indica les que són vertaderes i les que són falses. Raona-ho. a. A + T / C + G = 1 b. A/T = C/G c. A + G / T + C = 1

4

COMPETÈNCIA SOCIAL I CIUTADANA. L’activitat científica és una activitat cooperativa, d’equips. Al laboratori de la Universitat de Cambridge segurament devien treballar moltes persones amb ocupacions ben diferents, algunes de les quals no necessàriament eren científiques. Fes una llista d’aquests treballs necessaris en un gran laboratori d’investigació.

5

COMPETÈNCIA SOCIAL I CIUTADANA. El Premi Nobel de Fisiologia o Medicina del 1962 va ser atorgat a Watson, Crick i Wilkins. Rosalind Franklin no va ser guardonada tot i la seva decisiva contribució a la investigació de l’ADN. Què creus que va passar? Podria esdevenir-se alguna cosa semblant en l’actualitat?

a. On radica concretament el missatge genètic? b. A què dóna lloc aquest missatge? c. Què és una mutació? De quin tipus de mutacions es parla en el text? Quin canvi es pot produir en la cèl·lula si ATG canvia a ACG?

TREBALL COOPERATIU

Construcció d’un model tridimensional d’ADN i presentació de la maqueta a l’aula Per fer aquesta activitat, primer cal buscar informació sobre l’estructura i les dimensions de l’ADN. Després, es concretarà el disseny del projecte i, per últim, s’establiran les pautes per dur-lo a terme. La maqueta pot ser: a. Sinòptica, recordant el model que apareix a la fotografia de la pàgina anterior, que és el model que van presentar Watson i Crick. b. Amb els parells de bases A-T, T-A, G-C i C-G retallats en cartró ploma i muntats sobre una doble hèlice de filferro.

c. Amb models de boles. Aquest és el model més interessant i complex, però requereix molt material i moltes hores de feina, per la qual cosa l’haurien de dur a terme diverses classes i que cada alumne s’encarregués de construir un nucleòtid. La maqueta definitiva requeriria aproximadament un mes de feina. La maqueta se simplifica considerablement, en qualsevol d’aquestes opcions, si el sucre i el fosfat se substitueixen per una peça en forma de T, la qual s’ha d’unir pel pal llarg a la base i el pal curt formaria la cadena lateral. També, per a tots els models, com més petita sigui, més fàcil de manejar serà.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 323

323

24/10/2016 9:05:13

8

REFORÇ I SUPORT

Fitxes multilingües ÀCIDS NUCLEICS ACIZI NUCLEICI ACIZI NUCLEICI

ACIZI NUCLEICI

1. Acid dezoxiribonucleic (ADN)

1. Acid dezoxiribonucleic (ADN)

1.

2. Adenină

1. Adenină Àcid desoxiribonucleic (ADN) 1. Acid dezoxiribonucleic2.(ADN)

1.

1.

1.

2.

2.

1. 3. Timină 1.

2. 6. Àcid 2. ribonucleic (ARN)

3.

3.

4.

4.

5.

5.

6.

6.

2. Adenină

3. Timină

2. 4. Guanină 2.

3.

3.

3. Timină

4. Guanină

3. 5. Citozină 3.

4.

4. 7. ARN missatger

4. Guanină

5. Citozină

5. 4. 6. Acid 4. ribonucleic (ARN)

5.

5. Citozină

6. Acid ribonucleic (ARN)

5. 7. ARN 5. mesager

6.

6.

7.

7.

6. 8. ARN 6. de transport

7.

7.

8.

8.

7. 9. ARN 7. ribozomal

8.

8.

9.

9.

8.

8.

9.

9.

9.

9.

6. Acid ribonucleic (ARN) 7. ARN mesager 7. ARN mesager

8. ARN de transport

8. ARN de transport

9. ARN ribozomal

2. Adenina 3. Timina

9. ARN ribozomal

8. ARN transferent

4. Guanina

9. ARN ribosòmic 5. Citosina

Romanès ACIZI NUCLEICI

Xinès

Àrab

1. Acid dezoxiribonucleic (ADN)

1. 1

1. 1.

2. Adenină

2. 2

2. 2.

3. Timină

3. 3

3. 3.

4. Guanină

4. 4

4. 4.

5. Citozină

5. 5

5. 5.

6. Acid ribonucleic (ARN)

6. 6

6. 6.

7. ARN mesager

7. 7

7. 7.

8. ARN de transport

8. 8

8. 8.

9. ARN ribozomal

9. 9

9. 9.

324

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 324

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:05:16

D

.

FITXA 8

ÀCIDS NUCLEICS NUCLEIC ACIDS ACIDES NUCLÉIQUES NUKLEINSÄUREN 1. Àcid desoxiribonucleic (ADN)

6. Àcid ribonucleic (ARN)

7. ARN missatger

2. Adenina 3. Timina 8. ARN transferent

4. Guanina

9. ARN ribosòmic 5. Citosina

Anglès

Francès

Alemany

1. Deoxyribonucleic acid (DNA)

1. Acide désoxyribonucléique (ADN)

1. Desoxyribonukleinsäure (DNA)

2. Adenine

2. Adénine

2. Adenin

3. Thymine

3. Thymine

3. Thymin

4. Guanine

4. Guanine

4. Guanin

5. Cytosine

5. Cytosine

5. Cytosin

6. Ribonucleic acid

6. Acide ribonucléique

6. Ribonukleinsäure (RNA)

7. Messenger RNA

7. ARN messager

7. Boten-RNA

8. Transfer RNA

8. ARN de transfert

8. Transfer-RNA

9. Ribosomal RNA

9. ARN ribosomique

9. Ribosomale RNA

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 325

325

24/10/2016 9:05:17

8

REFORÇ I SUPORT

Fitxes multilingües L’EXPRESSIÓ DE LA INFORMACIÓ GENÈTICA EXPRESIA INFORMAŢIEI GENETICE

‫التعبير عن المعلومات الجينية‬

2. Cadena d'ADN

3. TRANSCRIPCIÓ

‫جين‬ ‫سلسلة الحامض النووي‬ 1. Gen ‫الريبي منقوص األكسجين‬ ‫توصيف‬ ‫سلسلة الحامض الريبي النووي‬ ‫نقل‬/‫ترجمة‬ ‫الرابطة الببتيدية‬ T A A G C C G T C ‫مجموعة من األحماض األمينية‬/‫نوع‬ ‫حمض أميني‬ ‫يوراسيل‬

I

4. Cadena d'ARNm

A U U C G G C A G 5. TRADUCCIÓ

7. Codó

I

6. Polipèptid 8. Aminoàcid

Romanès 1. Gen 2. Lanț de ADN 3. Transcriere 4. Lanț de ARN 5. Traducere 6. Polipeptidă 7. Codon 8. Aminoacid

326

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 326

Xinès

Àrab

‫جين‬ ‫سلسلة الحامض النووي‬ ‫الريبي منقوص األكسجين‬ ‫توصيف‬ ‫سلسلة الحامض الريبي النووي‬ ‫نقل‬/‫ترجمة‬ ‫الرابطة الببتيدية‬ ‫مجموعة من األحماض األمينية‬/‫نوع‬ ‫حمض أميني‬ ‫يوراسيل‬

1

1.

2

2.

3

3.

4

4.

5

5.

6

6.

7

7.

8

8.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:05:18

D

.

FITXA 9

L’EXPRESSIÓ DE LA INFORMACIÓ GENÈTICA THE EXPRESSION OF GENETIC INFORMATION L’EXPRESSION DE L’INFORMATION GÉNÉTIQUE AUSPRÄGUNG DER GENETISCHEN INFORMATION (GENEXPRESSION) 1. Gen

T A A G C C G T C

2. Cadena d'ADN

3. TRANSCRIPCIÓ

I

4. Cadena d'ARNm

A U U C G G C A G 5. TRADUCCIÓ

7. Codó

I

6. Polipèptid 8. Aminoàcid

Anglès

Francès

Alemany

1. Gene

1. Gène

1. Gen

2. DNA chain

2. Chaîne d’ADN

2. DNA-Kette

3. Transcription

3. Transcription

3. Transkription

4. RNA chain

4. Chaîne d’ARN

4. RNA-Kette

5. Translation

5. Traduction

5. Translation

6. Polypeptide

6. Polypeptide

6. Polypeptid

7. Codon

7. Codon

7. Codon (Basentriplett)

8. Amino acid

8. Aminoacide

8. Aminosäure

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 327

327

24/10/2016 9:05:19

8

APROFUNDIMENT

PROJECTES D’INVESTIGACIÓ

L’edició de l’ADN Des que els investigadors van entendre que podien llegir l’ADN i fins i tot alterar amb agents mutagènics el text codificat, es va començar a treballar en la idea d’editar l’ADN i de modificar-lo amb finalitats terapèutiques. Aquesta idea va començar a fer-se realitat quan, als anys setanta del segle passat, es van descobrir els enzims de restricció, proteïnes capaces de tallar l’ADN en determinades zones de les quals en podien reconèixer la seqüència. Gràcies a aquesta tècnica es van poder aïllar gens que, recombinats amb l’ADN de vectors gènics, es podien expressar massivament quan s’introduïen en bacteris, aprofitant el creixement exponencial d’aquests organismes. Així va néixer l’enginyeria genètica. Des d’aleshores la insulina humana, per exemple, s’obté en grans quantitats per aquest sistema. Una tècnica d’edició genètica que ha aparegut molt recentment, coneguda com a CRISPR, permet modificar l’ADN de manera precisa i coordinada. Mitjançat un sol enzim d’ús múltiple denominat Cas9, els científics poden tallar l’ADN com desitgin, en qualsevol regió complementària d’un ARN sintetitzat a aquest efecte, i incloure-hi les seqüències que vulguin. La tècnica CRISPR/Cas9 ha guarit malalties en animals i s’ha provat, de moment, en embrions humans inviables. Les seves possibilitats són tan grans que moltes veus ja en demanen urgentment una regulació ètica.

La tècnica CRISPR ha suprimit desenes de retrovirus en porcs.

FULL DE RUTA Objectiu: investigar els avenços i les possibilitats de l’enginyeria genètica i debatre’n les implicacions ètiques.

• Els perills de l’edició i la manipulació gènica. Necessitat d’una regulació ètica i jurídica.

Investigacions suggerides:

Fonts d’investigació:

• Què és l’enginyeria genètica. Quines en són les eines i els mètodes. Aportacions que afegeix al benestar comú.

• «La edición genética más precisa». Margaret Knox, Investigación y Ciencia, febrer de 2015.

• Els enzims de restricció. Quin paper tenen en la natura. Com funcionen. • La teràpia gènica. Èxits actuals i possibilitats futures. • En què consisteix la tècnica CRISPR. Quin avantatge té respecte de la tecnologia dels enzims de restricció. Quins organismes la tenen de manera natural i quin paper hi desenvolupa. • Camps de la investigació bàsica, la medicina i el medi ambient en què té aplicació la tècnica CRISPR. Problemes ja resolts mitjançant aquesta tècnica i possibilitats futures. • Paper dels investigadors espanyols (Francisco Mojica i altres) en el descobriment i el desenvolupament de la tècnica CRISPR.

328

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 328

• «Riesgos de la edición genética». Jeantine Lunshof, Investigación y Ciencia, agost de 2015. • «La edición genética en los cerdos». Monique Brouillette, Investigación y Ciencia, març de 2016. • «Así funciona CRISPR, la revolucionaria herramienta de edición de ADN». José A. Peñas. Sinc, 17 de desembre de 2015. • «Y con CRISPR llegó la revolución». José Luis Sampedro. El País, 27 de desembre de 2015. Presentació: exposició amb diapositives seguida de debat. Durada de l’elaboració: 4 setmanes. Realització: equips de 5 alumnes.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:05:21

D

.

FITXA 10

TINGUES EN COMPTE QUE

• Els enzims de restricció i les eines moleculars que fa servir CRISPR procedeixen de bacteris i duen a terme en aquests organismes funcions de defensa davant de les invasions de virus. Tant els enzims de restricció com les eines moleculars actuen tallant l’ADN viral, de manera que impedeixen que la invasió vírica prosperi. • Una de les raons que fan molt atractiva la tècnica CRISPR, a part de la seva precisió i eficàcia, és que és molt més econòmica que altres tècniques d’edició d’ADN. • CRISPR es pot utilitzar per modificar l’ADN de les cèl·lules reproductores humanes que donen lloc a espermatozoides i òvuls, fet que afectaria tota la descendència de l’individu. Hi ha lleis en gairebé tots els països que prohibeixen aquestes pràctiques, però a la Xina ja s’ha experimentat amb embrions humans inviables i al Regne Unit s’estan fent passos legals per abolir aquesta prohibició. • CRISPR també pot alterar els genomes de plantes i animals amb rapidesa. Tot i que en principi es busqui un aspecte positiu en aquesta modificació, cal valorar-ne els efectes secundaris sobre els ecosistemes.

EL QUE HAS DE SABER • Endonucleases de restricció: denominades habitualment enzims de restricció, són les primeres eines moleculars o «tisores màgiques» que es van fer servir per tallar l’ADN per regions determinades. Cada enzim de restricció reconeix una seqüència de nucleòtids i la talla. Hi ha centenars d’enzims de restricció. • Ligases: dos fragments d’ADN de la mateixa espècie o de diferents espècies obtinguts per aquestes endonucleases es poden unir entre si per l’acció d’enzims ligases o altres enzims, de manera que se n’obté ADN híbrid o recombinant. • Plasmidis: són fragments d’ADN circular de doble cadena que es reprodueixen autònomament en els bacteris i que es poden transmetre dels uns als altres. S’utilitzen com a vectors de gens perquè poden incorporar ADN d’altres cèl·lules després de ser oberts per enzims de restricció i segellats per ligases. • CRISPR/Cas9: tècnica d’edició d’ADN que pot tallar fragments de gens per inactivar-los o incorporar ADN sa a l’ADN lesionat i «curar» un gen. Consta d’un ARN sintetitzat prèviament que es fixa sobre una regió complementària d’ADN i d’una proteïna Cas9 que, seguint l’ARN, engloba el complex ADN-ARN i talla la cadena d’ADN. La precisió és total. Es pot tallar l’ADN per qualsevol regió.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 329

329

24/10/2016 9:05:22

8

APROFUNDIMENT

FITXA 11

TREBALLS D’AULA

Banc de dades

E

L p

CONTINGUT D’ADN EN CÈL·LULES D’ORIGEN DIFERENT Organisme

Nombre de parells de bases

Longitud total (mm)

Nombre haploide de cromosomes

Escherichia coli

4  ◊ 106

1,36

 1

Saccharomyces cerevisiae

1,35  ◊ 107

Drosophila melanogaster

4,60

17

8

56

 4

9

1,65  ◊ 10

L

•

•

Homo sapiens

2,9  ◊ 10

990

23

A

Zea mays

5,0  ◊ 109

1.710

10

•

•

•

NOMBRE DE GENS D’ALGUNES ESPÈCIES Espècie

Gens

Espècie

R h ( n

Gens

Homo sapiens

30.000

Haemophilus influenzae

1.740

Mus musculus

30.000

Helicobacter pylori

1.590

Arabipdosis thaliana

25.000

Treponema pallidum

1.234

Caenorhabditis elegans

19.000

Borrelia burgdorferi

863

Drosophila melanogaster

13.000

Mycoplasma pneumoniae

677

Saccharomyces cerevisiae

 6.034

Virus de la grip

Escherichia coli

 4.288

10

NOMBRE DE CROMOSOMES DIPLOIDES EN DIFERENTS ESPÈCIES Mosca de la fruita

 8

Ratolí

40

Pèsol

14

Rata

42

Ceba

16

Conill

44

Blat de moro

20

Ésser humà

46

Pastanaga

22

Ximpanzé

48

Tomàquet

36

Vaca

60

Porc senglar, porc

36

Gos

78

Gat

38

Pollastre, gallina

78

P m

ACTIVITATS 1

Si volgués esbrinar la quantitat d’ADN que contenen les cèl·lules dels diferents organismes, en quina columna de la primera taula hauria de mirar?

2

Pots explicar que l’ésser humà (Homo sapiens) i el ratolí (Mus musculus) tinguin el mateix nombre de gens?

330

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 330

3

Considera dos organismes, Homo sapiens i Drosophila melanogaster, i estableix si hi ha relació entre el contingut d’ADN de les cèl·lules, el nombre de gens d’aquestes espècies i el nombre de cromosomes.

4

De les espècies esmentades, quina és la que té un nombre més petit de gens? Per què?

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:05:24

D

.

8

APROFUNDIMENT

FITXA 12

TREBALLS D’AULA

El conreu de transgènics en l’actualitat La major part de la superfície sembrada amb transgènics en el món correspon a quatre conreus, destinats a la producció de pinsos i altres usos industrials: soja, blat de moro, cotó i colza. Les varietats dels conreus transgènics actuals tenen, principalment, dues característiques: • Resistència a un grup d’insectes, a causa del fet que se’ls ha introduït un gen d’un bacteri (Bacillus thuringiensis) productor d’una toxina mortal per a alguns insectes. • Tolerància a un herbicida, com al glifosat de Monsanto o al glufosinat de Bayer. En aquest cas, el gen inoculat a la planta produeix un enzim que destrueix l’herbicida abans no danyi les seves cèl·lules. Alguns dels problemes denunciats per les associacions ecologistes són: • Que les varietats transgèniques poden crear noves al·lèrgies. • Que els conreus transgènics podrien transmetre els seus nous gens a altres espècies amb les quals es poden encreuar sexualment, fet que a la llarga perjudica altres conreus. • També s’ha denunciat que les varietats resistents als insectes poden estar contribuint a fer que aquests paràsits augmentin la resistència als plaguicides. Recentment, després de trenta anys d’ús dels conreus transgènics, l’Acadèmia Nacional de Ciències dels Estats Units ha dut a terme una gran revisió científica de tots els articles relacionats amb els organismes genèticament modificats (OGM) i han conclòs que no hi ha proves que aquestes plantes tinguin un impacte negatiu en la salut de les persones ni que causin problemes mediambientals.

Plantació de soja. La majoria de la soja conreada a escala mundial és transgènica.

Protesta de Greenpeace contra el blat de moro transgènic el 2003.

ACTIVITATS 1

U  TILITZA LES TIC. Busca informació i elabora una taula amb els arguments a favor i en contra dels OGM.

2

Quins col·lectius estan més a favor dels OGM i quins hi estan en contra?

3

Per què les associacions ecologistes denuncien que el conreu de plantes modificades genèticament poden reduir la biodiversitat? Què passa amb les varietats naturals?

4

Actualment, a la UE només s’admet la comercialització de soja i blat de moro transgènic per a ús alimentari, mentre que les fruites i les hortalisses n’estan excloses. Però amb la signatura dels acords de lliure comerç, com el TTIP, això podria canviar, ja que un dels condicionants és desbloquejar la lliure comercialització d’aquests productes. Explica la teva postura respecte del consum d’aliments provinents de conreus transgènics. Raona-ho amb arguments científics.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 331

331

24/10/2016 9:05:26

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 332

24/10/2016 9:05:27

Recursos per a l’avaluació Autoavaluació Avaluació de continguts Avaluació per competències

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 333

24/10/2016 9:05:27

D

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 334

24/10/2016 9:05:28

8

AUTOAVALUACIÓ

LA INFORMACIÓ I LA MANIPULACIÓ GENÈTICA

Nom:

1

Curs:

c. Les cadenes es mantenen unides mitjançant ponts d’hidrogen.

Els gens són en realitat: a. Els plasmidis bacterians.

d. Les seves bases nitrogenades són: A, G, C i U.

b. Fragments d’ADN. c. Fragments d’ARN.

7

d. Cèl·lules hereditàries. 2

Data:

L’ADN recombinant: a. Està format per la unió de fragments d’ADN de diferents organismes.

Què determina les característiques dels éssers vius?

b. És el resultat d’una o més mutacions.

a. Les proteïnes. b. Les vitamines.

c. Està format per un fragment d’ADN i un altre d’ARN.

c. Els nucleòtids.

d. És necessari per a la clonació reproductiva.

d. Els cromosomes. 8 3

Els enzims de restricció:

On es troba l’ADN en les cèl·lules eucariotes?

a. Permeten unir fragments d’ADN de diferent procedència.

a. Envoltant el nucli de les cèl·lules.

b. Intervenen en la reacció en cadena de la polimerasa.

b. En el reticle endoplasmàtic rugós. c. En els cromosomes del nucli de les cèl·lules.

c. Permeten clonar fragments d’ADN sense cèl·lula, directament en un tub d’assaig.

d. En el citoplasma cel·lular. 4

d. Són capaços de tallar l’ADN en punts específics.

Les mutacions: a. Es poden produir espontàniament en la natura. b. Són canvis produïts en els organismes per la intervenció dels investigadors.

9

La bioremediació: a. Té com a finalitat solucionar el problema de la fam al món.

c. No afecten mai les característiques dels organismes.

b. Consisteix en l’ús de microorganismes recombinants capaços de degradar compostos contaminants.

d. Sempre causen danys en els organismes. 5

c. Utilitza els éssers vius en la denominada lluita biològica.

En la replicació de l’ADN: a. Cada molècula d’ADN en produeix quatre iguals que ella.

d. Consisteix en l’ús de microorganismes recombinants per millorar la producció agrícola.

b. Enfront d’una molècula d’adenina se’n col·loca una altra de citosina. c. Enfront d’una molècula de timina se’n col·loca una altra de guanina. d. Enfront d’una molècula de citosina se’n col·loca una altra de guanina. 6

L’ADN o àcid desoxiribonucleic: a. Està format per una doble hèlice constituïda per dues cadenes paral·leles.

10

En el genoma humà: a. Al voltant del 2 % de l’ADN no té una funció coneguda. b. Cada gen està implicat en la síntesi d’una sola proteïna. c. Està format per uns 25.000 gens que codifiquen proteïnes. d. Les tres respostes anteriors són certes.

b. La seva estructura la va establir el 1953 Rosalind Franklin. 1 b; 2 a; 3 c; 4 a; 5 d; 6 c; 7 a; 8 d; 9 b; 10 c. SOLUCIONS DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 335

335

24/10/2016 9:05:28

8

AVALUACIÓ DE CONTINGUTS

LA INFORMACIÓ I LA MANIPULACIÓ GENÈTICA

Nom:

1

Curs:

Data:

Completa el text següent: L’ADN o àcid

és la molècula que emmagatzema la

l’individu. Es pot

de la cèl·lula i, per tant, de

, transmetent la informació de generació en generació, i determina quines

se

sintetitzen en cada moment. Segons el tipus d’organització cel·lular, l’ADN es pot trobar en diferents llocs de la cèl·lula i presentar diferents característiques. En a proteïnes, que formen la

es troba al nucli, constituït per dues

, que, quan es condensa, origina els

però circular, a les

i als

. En

. A més, molts bacteris tenen . L’ARN o àcid

troba en tots els éssers vius. Té com a pentosa sempre la i 2

. També hi ha ADN de doble cadena,

, el cromosoma bacterià és generalment una

circular que no està delimitada per cap més petits i també circulars, anomenats

lineals associades

addicionals,

és un altre tipus d’àcid nucleic que es i com a bases nitrogenades, adenina,

. En les cèl·lules eucariotes l’ARN es localitza al

i al

,

.

Explica el procés que es representa en l’esquema i digues com s’anomena.       

3

Identifica les parts numerades de la figura i explica quins processos hi estan tenint lloc. 1 2

  

3

 4



6 5

  7

4



A partir de la seqüència següent d’ADN: ATGCCGAAATTTTTAGCTGCATGACCCCAC a. Escriu la seqüència de la cadena complementària:  b. Transcriu a ARNm la cadena complementària:  c. Escriu la cadena proteica que es formarà: 

336

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 336

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:05:29

D

.

5

Què són les mutacions? Classifica-les utilitzant com a criteris les cèl·lules afectades, la quantitat d’ADN afectat i l’origen.    

6

La fabricació del vi entra dins de la biotecnologia? I de l’enginyeria genètica? Explica-ho.   

7

Defineix què és l’enginyeria genètica i explica quines en són les eines principals.    

8

Explica l’esquema següent diferenciant les dues modalitats. ex vivo

in vivo

      

9

Quina diferència hi ha entre la clonació terapèutica i la teràpia gènica?   

10

Què és el Projecte Genoma Humà?   

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 337

337

24/10/2016 9:05:30

8

CRITERIS D’AVALUACIÓ I SOLUCIONS

LA INFORMACIÓ i LA MANIPULACIÓ GENÈTICA Criteris d’avaluació

Activitats

Comparar els tipus i la composició dels àcids nucleics, relacionant-los amb la seva funció.

1, 2, 3 i 4

Relacionar la replicació de l’ADN amb la conservació de la informació genètica.

1, 2, 3 i 4

Comprendre com s’expressa la informació genètica, utilitzant el codi genètic.

4

Valorar el paper de les mutacions en la diversitat genètica, entenent la relació entre mutació i evolució.

5

Identificar les tècniques de l’enginyeria genètica: ADN recombinant i PCR.

6, 7, 8 i 10

Comprendre el procés de la clonació.

1

2

L’ADN o àcid desoxiribonucleic és la molècula que emmagatzema la informació genètica de la cèl·lula i, per tant, de l’individu. Es pot duplicar, transmetent la informació de generació en generació, i determina quines proteïnes se sintetitzen en cada moment. Segons el tipus d’organització cel·lular, l’ADN es pot trobar en diferents llocs de la cèl·lula i presentar diferents característiques. En eucariotes es troba al nucli, constituït per dues cadenes lineals associades a proteïnes, que formen la cromatina, que, quan es condensa, origina els cromosomes. També hi ha ADN de doble cadena, però circular, a les mitocòndries i als cloroplasts. En procariotes, el cromosoma bacterià és generalment una doble cadena circular que no està delimitada per cap membrana. A més, molts bacteris tenen cromosomes addicionals, més petits i també circulars, anomenats plasmidis. L’ARN o àcid ribonucleic és un altre tipus d’àcid nucleic que es troba en tots els éssers vius. Té com a pentosa sempre la ribosa i com a bases nitrogenades, adenina, guanina, citosina i uracil. En les cèl·lules eucariotes l’ARN es localitza al nucli i al citoplasma. L’esquema representa el procés de replicació semiconservativa de l’ADN. El procés comença amb la ruptura dels ponts d’hidrogen que uneixen les bases complementàries. A mesura que les dues cadenes se separen, cada una actua de motlle per a la síntesi de la complementària. La regió on s’obre l’ADN per sintetitzar les cadenes complementàries es denomina bombolla de replicació.

338

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 338

9

3

1. Embolcall nuclear; 2. ADN; 3. Procés de transcripció; 4. ARNm; 5. Procés de traducció; 6. Ribosoma; 7 Proteïna. Els processos que hi tenen lloc són: la transcripció (formació d’una molècula d’ARNm a partir de cadena d’ADN motlle) i la traducció (formació de proteïnes a partir de la informació continguda als ARNm).

4

a. TAC GGC TTT AAA AAT CGA CGT ACT GGG GTG b. AUG CCG AAA UUU UUA GCU GCA UGA CCC CAC c. Met-Pro-Lys-Phe-Leu-Ala-Ala.

5

Són canvis o alteracions en el material genètic d’una cèl·lula. Segons les cèl·lules afectades, les mutacions es denominen somàtiques, quan afecten qualsevol cèl·lula de l’individu, excepte les reproductores, i heretables, quan afecten els gàmetes o les seves cèl·lules mare. Segons l’ADN afectat, es denominen puntuals o gèniques si produeixen alteracions en la seqüència de nucleòtids d’un gen, i cromosòmiques quan produeixen canvis en alguns segments dels cromosomes, en cromosomes sencers o en el seu nombre. Segons l’origen, es denominen espontànies quan es deuen a causes naturals, com els errors en la replicació de l’ADN, i induïdes quan estan causades per agents mutagènics presents en el medi, com les radiacions, algunes substàncies químiques o agents biològics.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:05:31

D

.

6

7

La fabricació del vi entra dins de la biotecnologia, ja que fa servir éssers vius (llevats) per modificar les característiques químiques i organolèptiques del suc de raïm. No entra dins de l’enginyeria genètica perquè els llevats causants de la fermentació, que viuen sobre la pell dels grans de raïm, habitualment no estan modificats genèticament. L’enginyeria genètica és una branca de la biotecnologia que utilitza sistemes biològics modificats genèticament. Per fer-ho actua sobre l’ADN modificant-ne la seqüència de les bases. Les seves eines principals són: • Els enzims de restricció, proteïnes capaces de tallar l’ADN en un lloc determinat. • Les ADN ligases, que permeten unir fragments d’ADN de procedència diferent. • Els vectors de transferència, que es poden reproduir autònomament i serveixen per transportar gens. • Sistemes d’amplificació de gens com ara la reacció en cadena de la polimerasa, PCR, que és capaç de produir moltes còpies d’ADN idèntiques a partir d’un fragment d’ADN.

8

L’esquema representa la teràpia gènica que permet substituir en humans un gen defectuós causant d’una malaltia per un de sa. Hi ha dues modalitats de teràpia gènica: • En la teràpia ex vivo, representada a la part esquerra de l’esquema, s’extreuen cèl·lules del pacient que són infectades per un virus, al qual prèviament

se li ha inserit el gen sa. Les cèl·lules modificades s’introdueixen en el pacient. • En la teràpia in vivo, representada a la part dreta de l’esquema, el virus portador del gen sa s’introdueix directament en el pacient. 9

La clonació terapèutica consisteix a clonar teixits o òrgans del pacient per utilitzar-los en el guariment de certes malalties o en transplantaments d’òrgans, i requereix fer servir cèl·lules mare. La teràpia gènica substitueix un gen defectuós per un de sa que es transfereix mitjançant un vector, habitualment un virus, i utilitza les cèl·lules diferenciades del pacient.

10

És un projecte dut a terme en col·laboració internacional, entre entitats públiques i privades, per identificar i seqüenciar els gens de l’ésser humà. Gràcies a ell sabem que el nostre genoma està format per 25.000 gens codificadors de proteïnes, que l’ADN que porta aquests gens és només el 2 % de l’ADN total i que el 99,9 % dels gens de totes les persones són iguals. El coneixement del nostre genoma possibilitarà abordar el diagnòstic i la prevenció de les malalties genètiques. La importància dels coneixements derivats d’aquest projecte i la importància que té per a tota la humanitat en fa imprescindible la regulació, d’acord amb principis ètics, com també que els actors d’aquesta regulació no siguin només els científics o els ciutadans d’un sol país o d’un únic grup social.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 339

339

24/10/2016 9:05:32

8

AVALUACIÓ PER COMPETÈNCIES

LA INFORMACIÓ I LA MANIPULACIÓ GENÈTICA

Nom:

Curs:

Data:

De cop i volta a l’Àlvar se li ha acudit una pregunta estranya: per què els fills dels gats són sempre gats i els dels humans són sempre humans? Encara que estiguem acostumats que sigui així, no deixa de ser curiós. Ara sap que darrere d’aquesta evidència hi ha la química i que són les molècules les que determinen el que serà cada un. I entre totes aquestes molècules conegudes, només una és capaç d’autoreplicar-se, és a dir, de formar dues molècules idèntiques a ella. És l’ADN, un gran polímer d’estructura sorprenentment senzilla i repetitiva.

1

Com tots els polímers, l’ADN està format per la repetició d’altres molècules més petites que anomenem monòmers i que, en aquest cas concret, són els nucleòtids. Cada nucleòtid està format, alhora, per tres molècules unides sempre de la mateixa manera. Identifica cada una de les seves molècules components.  

2

L’Àlvar ara és conscient que l’ADN és responsable de l’herència biològica i que s’hi troba la informació perquè siguem humans o gats, alts o baixos, rossos o morenos, etc. Quines de les frases següents són certes i quines són falses quan ens referim a l’ADN? C/F L’ADN està format per dues cadenes de nucleòtids que es mantenen units mitjançant ponts d’hidrogen entre els seus àcids fosfòrics. L’única diferència entre els ADN i els ARN és que els primers tenen com a glúcid la desoxiribosa i els segons, la ribosa. L’ADN es duplica durant la metafase i es transcriu durant l’etapa S de la interfase. En el codi genètic, a cada codó li correspon un sol aminoàcid. Segons el codi genètic, a cada aminoàcid li correspon un sol codó.

3

4

Ara coneix l’estructura de l’ADN i li sembla tremendament lògica. En el model de doble hèlice d’ADN proposat per Watson i Crick es compleix que: a. A = C

c. A + G = T + C

b. G = T

d. A + T = C + G

Relaciona a les columnes següents cada tipus d’ARN amb la seva funció específica: ARN ARNr (ribosòmic) • ARNm (missatger) • ARNt (transferent) •

340

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 340

Funcions • Relaciona cada codó amb l’aminoàcid corresponent. •  Forma part estructural dels ribosomes. • Transporta el missatge genètic des del nucli fins als ribosomes.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:05:33

D

.

5

La química dels àcids nucleics és tan lògica que l’Àlvar gairebé no s’ho pot creure. La seqüència de bases nitrogenades següent es correspon amb la zona intermèdia del gen que codifica per a una proteïna determinada. Quines seran les seqüències de la seva cadena complementària i de l’ARNm transcrit a partir d’aquesta? … TTACTACGGGAATTAGAGTCGAGGATG… a. Cadena complementària:  b. ARNm: 

6

7

8

Si en analitzar aquest gen en una taca de la pell d’una persona observem que, com a conseqüència d’una radiació determinada, s’ha substituït una adenina per una guanina, quin tipus de mutació s’ha produït? a. Cromosòmica.

c. Espontània.

b. Gènica.

d. Heretable.

Una de les tècniques bàsiques en enginyeria genètica és la formació d’ADN recombinant per introduir-lo en determinades cèl·lules i aconseguir que aquestes fabriquin una o diverses molècules d’interès sanitari o industrial. L’Àlvar es demana quin tipus de molècules s’obtenen sempre com a conseqüència de l’expressió d’un ADN recombinant. a. ARNm.

c. Proteïnes.

b. Restrictives.

d. ADN ligases.

Per introduir l’ADN recombinant a l’interior d’una cèl·lula es fan servir el que anomenem vectors, que, en cas que la cèl·lula reproductora sigui un bacteri, acostumen a ser plasmidis. Què són aquests plasmidis? a. Petites molècules d’ADN circular i monocatenari. b. Petites molècules d’ADN lineal i bicatenari. c. Petites molècules d’ADN lineal i monocatenari. d. Petites molècules d’ADN circular i bicatenari.

9

Mitjançant la biotecnologia i l’enginyeria genètica es poden aconseguir animals i, sobretot, plantes amb característiques que no eren pròpies de la seva espècie. Per exemple, salmons que dupliquen la mida que tenen els naturals, tomàquets que resisteixen les glaçades i molts dies sense podrir-se, o raïm que és resistent a les plagues d’insectes i fongs. Quin nom rep el gen responsable d’aquesta característica que no és pròpia de l’espècie en la qual es troba?

10

a. Transgèn.

c. Gen recombinant.

b. Transgènic.

d. Gen clonat.

Quines de les frases següents són certes i quines són falses quan ens referim al genoma humà? C/F El nostre genoma té uns 3.000 milions de nucleòtids. Les diferències entre els ADN de les diferents persones arriba a l’1 %. Està format per uns 25.000 gens que codifiquen proteïnes. La mida mitjana dels gens conté uns 27.000 parells de bases. Aproximadament el 98 % del nostre ADN codifica proteïnes; el 2 % restant té funcions desconegudes. Cada gen codifica exclusivament per a una proteïna.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 341

341

24/10/2016 9:05:34

8

CRITERIS D’AVALUACIÓ I SOLUCIONS

LA INFORMACIÓ I LA MANIPULACIÓ GENÈTICA Competències que s’avaluen Competència comunicativa, lingüística i audiovisual Competència matemàtica i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic

Criteris d’avaluació Comparar els tipus i la composició dels àcids nucleics, relacionant-los amb la seva funció.

Activitats

1, 2, 3 i 4

Competència d'aprendre a aprendre

Competència matemàtica i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic Competència d'aprendre a aprendre

Competència comunicativa, lingüística i audiovisual Competència matemàtica i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic Competència matemàtica i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic

Competència matemàtica i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic Competència social i ciutadana Competència d'autonomia, iniciativa personal i emprenedoria

342

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 342

Relacionar la replicació de l’ADN amb la conservació de la informació genètica.

2

Comprendre com s’expressa la informació genètica, utilitzant el codi genètic.

5 i 10

Valorar el paper de les mutacions en la diversitat genètica, comprenent la relació entre mutació i evolució.

Identificar les tècniques de l’enginyeria genètica: ADN recombinant i PCR.

6

7, 8 i 9

Reconèixer les aplicacions de l’enginyeria genètica: OMG (organismes modificats genèticament).

7

Valorar les aplicacions de la tecnologia de l’ADN recombinant en l’agricultura, la ramaderia, el medi ambient i la salut.

7i9

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:05:35

D

.

1

Cada una de les molècules components són: un àcid fosfòric, una desoxiribosa i una base nitrogenada.

2

F; F; F; C; F.

3

c. A + G = T + C

4

ARNr (ribosòmic) - Forma part estructural dels ribosomes. ARNm (missatger) - Transporta el missatge genètic des del nucli fins als ribosomes. ARNt (transferent) - Relaciona cada codó amb l’aminoàcid corresponent.

5

a. Cadena complementària: 5´ AATGATGCCCTTAATCTCAGCTCCTAC 3´. b. ARNm: 5´ AAUGAUGCCCUUAAUCUCAGCUCCUAC 3´.

6

b. Gènica.

7

c. Proteïnes.

8

d. Petites molècules d’ADN circular i bicatenari.

9

a. Transgèn.

10

C; F; C; C; F; F.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 343

343

24/10/2016 9:05:36

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 344

24/10/2016 9:05:36

Solucionari

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 345

24/10/2016 9:05:36

8

SOLUCIONARI

LA INFORMACIÓ I LA MANIPULACIÓ GENÈTICA

Interpreta la imatge • La imatge del fons representa l’ADN. S’hi observa un fragment de la doble hèlice i la seqüència de bases d’un missatge genètic. • S’hi observa el cor, el naixement de l’artèria pulmonar i de l’aorta. També s’hi observa l’aparell digestiu, els pulmons i alguns ossos llargs de les extremitats. • El salmó transgènic (OGM) és un salmó atlàntic al qual s’ha afegit ADN de salmó reial, una espècie gegant de l’oceà Pacífic. Els nous salmons produeixen més hormona del creixement i en un any i mig arriben a la talla típica dels tres anys, que és la mida que demana el mercat.

sense permís, per part de Watson i Crick, va ser decisiu perquè el 1952 fessin pública l’estructura de l’ADN. 8

Interpreta la imatge. Cadena original: TAGCTGAACTCTTCACTCTC. Cadena nova: ATCGACTTGAGAAGTGAGAG.

9

La replicació té lloc dins del nucli en les cèl·lules eucariotes i al citoplasma en les cèl·lules procariotes.

10

La importància biològica de la replicació radica que aquest procés és la base d’una de les propietats bàsiques de la vida, la perpetuació de la informació genètica de cada cèl·lula mare. D’una molècula amb informació genètica continguda en una cèl·lula, se n’originen dues d’exactament iguals que es reparteixen en cadascuna de les cèl·lules filles.

11

Significa que cada una de les dobles cadenes originades en la replicació conté una cadena «mare» o original i una cadena «filla» o de nova síntesi.

12

Interpreta la imatge. Cada rectangle negre representa un gen, un fragment d’ADN que conté la informació per sintetitzar una proteïna. Les boles de colors són la proteïna formada per aminoàcids que se sintetitza a partir de la informació del gen. Aquesta proteïna és la que determina un caràcter.

Claus per començar • L’ADN conté la informació genètica perquè la cèl·lula fabriqui proteïnes, que són necessàries perquè s’expressi un caràcter determinat. • És el conjunt de tota la informació genètica de l’ésser humà, és a dir, la seqüència d’ADN que està continguda en els 23 parells de cromosomes de cada una de les cèl·lules de l’ésser humà. • R. Ll. • R. Ll. • És el conjunt de tècniques de manipulació de gens al laboratori fetes amb un propòsit concret perquè sigui aprofitable per a les persones. 1

Interpreta la imatge. Hi apareixen quatre nucleòtids.

2

Interpreta la imatge. La seqüència és: TACG.

3

Interpreta la imatge. Els escalons estan formats pels parells de bases complementàries. Les baranes estan formades per les pentoses i l’àcid fosfòric, que es van alternant i formen un esquelet extern.

4

Interpreta la imatge. Hi ha quatre parells de nucleòtids per volta d’hèlice.

5

Les dues cadenes són antiparal·leles perquè es disposen de manera paral·lela però en sentits oposats, i complementàries perquè les bases d’una cadena sempre s’enfronten amb les complementàries de l’altra cadena. Així, sempre queden enfrontades la timina respecte de l’adenina i la citosina respecte de la guanina.

6

• UTILITZA LES TIC. George W. Beadler, Edward Lawrie Tatum i Joshua Lederberg van rebre el Premi Nobel de Fisiologia o Medicina el 1958. 13

Perquè s’expressi un caràcter determinat cal que hi hagi un gen que contingui la informació per sintetitzar una proteïna, que és necessària perquè s’expressi aquest caràcter. És molt freqüent que per a un caràcter hi hagi almenys dos gens: això passa en els organismes diploides com l’ésser humà.

14

La diferència entre les proteïnes es deu al nombre, el tipus i l’ordre específic en què els aminoàcids estan disposats. El nombre de proteïnes possibles és enorme. Això es deu al fet que els aminoàcids es poden repetir en una cadena i l’ordre en què es disposen és lliure. Repetició, ordre i nombre d’aminoàcids constituents estan determinats únicament per la seqüència de bases de l’ADN, i és aquesta la que determina la diferència entre proteïnes. Si volem construir una proteïna amb 100 aminoàcids, ho podem fer de 20100 maneres diferents. Aquest nombre és monstruós, molt més gran que el nombre d’estrelles de l’univers. Però també podem provar de fer proteïnes amb 101 aminoàcids 20101, o amb nombres més grans. Per exemple, amb 400 aminoàcids el nombre possible de proteïnes diferents seria de 20400.

ADN. Composició: desoxiribosa; A, T, G i C. Estructura: dues cadenes de polinucleòtids enrotllades al llarg d’un eix imaginari, formant una doble hèlice. Les dues cadenes són antiparal·leles. Localització: en eucariotes al nucli, les mitocòndries i els cloroplasts. Funció: emmagatzema la informació genètica de la cèl·lula. ARN. Composició: ribosa; A, U, G i C. Estructura: una sola cadena de polinucleòtids que no forma una estructura definida. Localització: en eucariotes al nucli i al citoplasma. Funció: tres tipus, ARNm, ARNr i ARNt, que intervenen en la síntesi de proteïnes.

7

Saber-ne més

UTILITZA LES TIC. R. M. Rosalind Franklin, química i cristal·lògrafa anglesa que va obtenir imatges per difracció de raigs X de l’ADN. Les seves fotografies van ser les més clares i concloents de l’equip de la Universitat de Cambridge que buscava l’estructura de l’ADN. El seu ús, sembla que

346

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 346

15 16

UTILITZA LES TIC. R. Ll. • Ala (alanina) està codificada pels codons GCU, GCC, GCA i GCG. • Gly (glicina) està codificada pels codons GGU, GGC, GGA i GGG. • Cys (cisteïna) està codificada pels codons UGU i UGC.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:05:37

D

17 a) Cadena

28

Interpreta la imatge. La diferència és que en la teràpia gènica in vivo el virus vector que porta el gen terapèutic infecta l’òrgan del pacient i allà produeix la transformació. En la teràpia ex vivo s’extreuen cèl·lules de l’òrgan malalt, que són modificades al laboratori pel virus vector que porta el gen terapèutic. Una vegada transformades, s’introdueixen al cos del pacient.

29

La bioremediació consisteix en l’ús de microorganismes recombinants capaços de degradar compostos contaminants del sòl o de l’aigua. És el cas, per exemple, de l’eliminació de les marees negres mitjançant l’ús de bacteris capaços de degradar els hidrocarburs de petroli i transformar-los en substàncies menys perjudicials per al medi ambient.

30

Un OGM és un organisme en l'ADN del qual s’ha introduït un transgèn, és a dir, un gen de la mateixa espècie o d’una de diferent que ens interessa perquè té una característica especialment útil, com ara produir alguna proteïna o expressar alguna característica d’interès.

31

UTILITZA LES TIC. R. Ll.

32

EDUCACIÓ CÍVICA. R. Ll.

33

Interpreta la imatge. De l’ovella núm. I, ja que és la que aporta el nucli. L’ovella II no aporta material nuclear i l’ovella III tampoc.

34

L’interès principal de la clonació reproductiva se centra en la producció ramadera, perquè permet obtenir espècies amb unes característiques determinades. També s’aplica en la conservació i la reproducció d’espècies que es troben en perill d’extinció.

b) ATGTCATTCGACGTAGTCCGGTGACTT c) Met-Ser-Phe-Asp-Val-Val-Arg d) Si no hi hagués un codó final i seguís la transcripció, no passaria res perquè UUU també codifica fenilalanina. 18

L’element que transporta la informació de l’ADN al citoplasma és l’ARN missatger (ARNm), que és monocatenari. Un fragment de l’ADN (un gen) es transcriu a una cadena d’ARNm monocatenària, que pot emigrar del nucli al citoplasma a través dels porus de la membrana nuclear. Una vegada és al citoplasma, l’ARNm és traduït pels ribosomes, lliures o associats al RER, i dóna lloc a proteïnes.

19

Significa que en gairebé tots els éssers vius el mateix triplet de bases nitrogenades codifica per a un mateix aminoàcid. Això és important perquè d'aquesta manera, per exemple, en bacteris es poden obtenir proteïnes humanes introduint un gen humà en un bacteri.

20

Són canvis o alteracions en el material genètic d’una cèl·lula, des de la variació d’una base nitrogenada fins a la variació en el nombre de cromosomes normal d’una espècie. Exemples: anèmia falciforme, síndrome de Down, albinisme, polidactília, sindactília, etc.

21

Quan les mutacions afecten el material genètic de les cèl·lules reproductores, són potencialment heretables. Si les mutacions afecten l’ADN de les cèl·lules somàtiques, com per exemple les que donen lloc a les pigues, no s’hereten.

22

Amb un sol nucleòtid diferent de l’original es pot originar una proteïna molt diferent.

23

La biotecnologia és l’ús de sistemes biològics, éssers vius o derivats en la creació o modificació de productes o processos d’interès per a les persones. La biotecnologia moderna, a diferència de l’antiga o clàssica, fa servir tècniques avançades de manipulació directa de l’ADN. La biotecnologia moderna neix amb l’arribada de l’enginyeria genètica.

24

Un objectiu de l’enginyeria genètica és la introducció en organismes amb una alta taxa de reproducció, com els bacteris, de gens procedents d’animals i plantes perquè s’hi expressin i que, per aquesta reproducció ràpida, generin grans quantitats del producte del gen. Un altre objectiu de l’enginyeria genètica és la clonació, és a dir, la producció de còpies idèntiques, sigui de gens, de cèl·lules i fins i tot d’individus.

t

.

motlle: TACAGTAAGCTGCATCAGGCCACTGAA

25

UTILITZA LES TIC. R. Ll.

26

Interpreta la imatge. Les tisores d’aquest dibuix simbolitzen els enzims de restricció. Aquests enzims són proteïnes capaces de tallar l’ADN en punts específics. Amb l’ajuda d’aquests enzims podem aïllar un gen determinat. Es coneixen més de 400 tipus d’aquestes proteïnes; la majoria de les utilitzades provenen de bacteris i es diferencien que fan el tall en diferents llocs.

27

Interpreta la imatge. R. G. Si l’alumne fa bé l’exercici, ha d’aconseguir 8 còpies d’ADN.

La clonació terapèutica consisteix a clonar teixits o òrgans i fer-los servir en el guariment de certes malalties o en transplantament d’òrgans. Aquest tipus de clonació necessita obtenir cèl·lules mare. Actualment s’aconsegueix regenerar teixits danyats per infarts, fractures greus o cremades i s’investiga sobre el guariment de diferents malalties, com ara la diabetis, l’Alzheimer o leucèmies mitjançant la implantació d’aquestes cèl·lules. 35

En la clonació reproductiva no es fan servir cèl·lules mare, i en la clonació terapèutica, sí.

36

UTILITZA LES TIC. R. Ll. L’alumne ha de fer referència a l’obtenció de cèl·lules mare adultes.

Saber-ne més • UTILITZA LES TIC. R. Ll. 37

UTILITZA LES TIC. R. Ll.

38

Perquè cal proporcionar criteris sobre què es pot fer i què no es pot fer. És a dir, portar al convenciment que la ciència i la tecnologia han de ser mitjans per al benestar humà i no instruments de dominació i control. Així, per exemple, el coneixement del nostre genoma obre la possibilitat de la manipulació del material genètic de la nostra espècie. Utilitzar la teràpia gènica per aconseguir uns determinats caràcters podria portar a la pèrdua de diversitat genètica.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 347

347

24/10/2016 9:05:37

8 39

SOLUCIONARI

LA INFORMACIÓ I LA MANIPULACIÓ GENÈTICA

L’aparició d’organismes transgènics pot provocar, alhora, la de nous microorganismes patògens que causin malalties desconegudes. La introducció d’organismes transgènics als ecosistemes pot provocar la desaparició d’espècies. A més, aquests organismes podrien causar desastres ecològics, com ara constituir plagues impossibles de controlar. Un altre risc és la possibilitat de pol·linització encreuada, mitjançant la qual el pol·len de plantes modificades genèticament pot passar a plantes no modificades, i això provocaria trastorns en l’ecosistema.

40

R. Ll. Cal valorar la importància de la visió multidisciplinària i la participació de la societat en les qüestions bioètiques.

41

RESUM. • L’ADN és la molècula que emmagatzema la informació genètica. En eucariotes es troba al nucli formant la cromatina, a les mitocòndries i als cloroplasts. En procariotes es troba al citoplasma i forma el cromosoma bacterià i els plasmidis. En els virus, l’ADN està tancat en una coberta proteica. • L’ADN és un tipus d’àcid nucleic. Els àcids nucleics estan constituïts per llargues cadenes de nucleòtids enllaçats entre si. Els nucleòtids de l’ADN estan formats per desoxiribosa, àcid fosfòric i una base nitrogenada (A, G, T o C). Cada molècula d’ADN està formada per dues cadenes antiparal·leles que es mantenen unides per la unió de les bases, A amb T i G amb C. L’ordre de les bases o seqüència determina la informació genètica. • L’ARN és un altre tipus d’àcid nucleic que es troba en tots els éssers vius. Els seus nucleòtids estan formats per ribosa, àcid fosfòric i una base nitrogenada (A, U, G o C). Acostuma a estar format per una sola cadena de polinucleòtids. En les cèl·lules eucariotes l’ARN es localitza en el nucli i en el citoplasma. Hi ha tres tipus d’ARN: missatger (ARNm), transferent (ARNt) i ribosòmic (ARNr). • Mitjançant la replicació, cada cadena d’ADN fa una còpia de si mateixa amb la finalitat de poder transmetre-la a cada una de les cèl·lules filles. La doble cadena d’ADN s’obre gradualment i permet la síntesi de cadenes noves sobre les originals. El resultat són dues dobles cadenes, cadascuna de les quals té una cadena de nova síntesi i una d’original. Es diu que la replicació és semiconservativa. Per evitar els errors del procés hi ha enzims de reparació. • Els gens són fragments d’ADN que contenen la informació genètica per a la síntesi d’una proteïna necessària perquè s’expressi un determinat caràcter en l’individu. Les proteïnes són cadenes formades per la seqüència de molècules més senzilles, denominades aminoàcids. N’hi ha 20 de diferents. Un canvi en el gen pot provocar una alteració en la proteïna. • La informació que conté l’ADN ha de ser descodificada en dos processos: a) en la transcripció es forma una molècula d’ARNm la seqüència de bases nitrogenades

348

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 348

de la qual és complementària a una de les cadenes de la doble hèlice d’ADN. b) En la traducció se sintetitza una proteïna la seqüència d’aminoàcids de la qual està determinada per la seqüència de bases nitrogenades de l’ARNm. Això requereix que els ribosomes «llegeixin» el missatge genètic en grups de tres nucleòtids, denominats codons. A mesura que el ribosoma va avançant sobre l’ARNm, va «enganxant» aminoàcids que són transportats per l’ARN transferent, que selecciona un aminoàcid específic per a cada codó. D’aquesta manera, la seqüència de bases de l’ARNm estableix l’ordre en el qual es van afegint els aminoàcids a la cadena que formarà la proteïna. El codi genètic determina quin aminoàcid correspon a cada tres nucleòtids de l’ARN missatger o codó. És universal. • Les alteracions en el material genètic d’una cèl·lula es denominen mutacions, que es poden traduir en canvis en les proteïnes amb conseqüències negatives, beneficioses o neutres. Les mutacions són una font de variació genètica per a la població, ja que poden originar l’aparició de gens nous. Les mutacions es classifiquen segons el tipus de cèl·lules que afecten, la quantitat d’ADN que modifiquen i el seu origen. • La biotecnologia és l’ús de sistemes biològics per a la creació o la modificació de productes. Quan la biotecnologia fa servir tècniques avançades de manipulació de l’ADN, rep el nom d’enginyeria genètica. Entre aquestes tècniques destaca l’ús d’ADN recombinant, que utilitza enzims de restricció, ligases i vectors gènics. Una altra tècnica de l’enginyeria genètica es l’amplificació de gens (PCR). Les seves aplicacions abasten diferents camps: medicina (obtenció de medicaments, identificació de microorganismes, diagnòstics de malalties, teràpia gènica, etc.); medi ambient (bioremediació, biodegradació, producció de combustibles, etc.); agricultura i ramaderia (organismes transgènics); investigació forense (empremta genètica); ciència bàsica (estudis evolutius); etc. • Un èxit de la biotecnologia moderna és la clonació, és a dir, la producció de còpies idèntiques, de gens, cèl·lules i fins i tot d’individus. La clonació reproductiva té com a objectiu aconseguir individus nous idèntics entre si i a l’original. Actualment, la llei prohibeix la clonació reproductiva en éssers humans. La clonació terapèutica consisteix a clonar teixits o òrgans i utilitzar-los en el guariment de certes malalties o en transplantaments d’òrgans. Aquest tipus de clonació necessita obtenir cèl·lules mare, mitjançant les quals s’aconsegueix regenerar teixits danyats. • El Projecte Genoma Humà (PGH) va ser el primer esforç, coordinat internacionalment, per localitzar i identificar els gens que formen el genoma humà, desxifrar la seqüència de nucleòtids del nostre ADN i saber quants gens són els codificadors de proteïnes. Gràcies a aquest projecte sabem, per exemple, que la nostra espècie té 25.000 gens que codifiquen proteïnes i que aquest ADN és només el 2 % del total.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:05:38

D

.

• La bioètica es defineix com l’estudi dels problemes ètics originats per la investigació biològica i les seves aplicacions. La bioètica s'interessa per l’ús de cèl·lules mare, la teràpia gènica, la clonació humana, els transplantaments, etc. Per donar resposta a aquestes qüestions s’han creat diferents organitzacions, entre les quals destaca el Comitè Internacional de Bioètica, que depèn de la Unesco. Al nostre país es va crear el 2007 el Comitè de Bioètica d’Espanya, format per biòlegs, filòsofs, metges, advocats, etc. 42 R. M.

d’inici de la traducció. UAA, UAG i UGA no codifiquen cap aminoàcid, sinó el senyal de final de la traducció. 48

S’uneix a aminoàcids específics per a cada codó que transporta fins als ribosomes, on es fabriquen les proteïnes.

49

Mutacions: segons les cèl·lules afectades (somàtiques i germinals o heretables); segons l’ADN afectat (gèniques o puntuals i cromosòmiques); segons l’origen (espontànies i induïdes).

50

La biotecnologia és l’ús de sistemes biològics, éssers vius o derivats en la creació o la modificació de productes o processos d’interès per a les persones. S’utilitza des de fa temps en diversos camps, com l’agricultura i la ramaderia, la indústria alimentària i la medicina. La biotecnologia moderna utilitza tècniques molt avançades. Quan aquestes tècniques inclouen la manipulació i modificació de l’ADN, parlem d’enginyeria genètica.

51

• Enzim de restricció: proteïnes capaces de tallar l’ADN en punts específics. Amb l’ajuda d’aquests enzims podem aïllar un gen determinat. Es coneixen més de 400 tipus d’aquestes proteïnes; gairebé totes les utilitzades provenen de bacteris i es diferencien que fan el tall en diferents llocs.

• La timina és una base nitrogenada exclusiva de l’ADN. • La ribosa és un glúcid de cinc àtoms de carboni, una pentosa exclusiva de l’ARN. • L’uracil és una base nitrogenada exclusiva de l’ARN. • La desoxiribosa és un glúcid de cinc àtoms de carboni, un sucre exclusiu de l’ADN. • L’adenina és una base nitrogenada. 43 a) És

un polinucleòtid de cadena doble i antiparal·lela. És ADN (tot i que també podria ser ARN de cadena doble).

b) 1. Nucleòtid; 2. Fosfat; 3. Desoxiribosa; 4. Citosina; 5. Guanina; 6. Adenina; 7. Timina.

• ADN ligases: enzims que permeten unir fragments d’ADN de diferent procedència, de manera que originen un ADN híbrid.

c) Mitjançant enllaços per ponts d’hidrogen, 2 entre A i T i 3 entre C i G. d) Complementàries i antiparal·leles. 44

• Vectors de transferència: molècules d’ADN que es poden reproduir autònomament i que serveixen per transportar gens. Un dels més utilitzats són els plasmidis bacterians, petites molècules d’ADN circulars que incorporen amb facilitat ADN procedent d’un altre organisme. També s’utilitza el material genètic de certs virus.

ADN. Composició química: desoxiribosa; A, T, G, C. Estructura: doble cadena complementària i antiparal·lela, lineal, que formen la cromatina. També hi ha ADN de doble cadena circular en les mitocòndries i els cloroplasts. Funció: portador; és la molècula que emmagatzema la informació genètica de la cèl·lula i, per tant, de l’individu. ARN. Composició química: ribosa; A, U, G, C. Estructura: sol estar format per una sola cadena de polinucleòtids; cadena senzilla ARNm, i mixta ARNt i ARNr; en alguns virus, cadena doble. Funció: ARNm, transporta informació de l’ADN nuclear als ribosomes perquè es fabriquin les proteïnes; ARNr, forma part, juntament amb proteïnes, dels ribosomes; ARNt, s’uneix a aminoàcids específics que transporta fins als ribosomes perquè es fabriquin les proteïnes.

45

Significa que les dues dobles cadenes filles, formades a partir d’una doble cadena mare, tenen una cadena materna i l’altra de nova síntesi. La duplicació de l’ADN es produeix just abans de la divisió cel·lular.

46

1. Membrana nuclear; 2. Doble hèlice; 3. Transcripció; 4. ARN missatger; 5. Traducció; 6. Ribosoma; 7. ARNt.

47

Un codó és un grup de tres nucleòtids de l’ARNm que codifiquen un aminoàcid o que actuen com a senyal en la síntesi de proteïnes. El codi genètic determina quin aminoàcid correspon a cada codó. Hi ha 64 codons possibles i 20 aminoàcids. Això vol dir que un mateix aminoàcid pot estar codificat per més d’un codó. AUG és un codó que codifica metionina i, a més, és el senyal

• Transgènic o organisme OGM és l’organisme en el qual s’ha introduït un transgèn, un gen que ens interessa perquè té una característica especialment útil, procedent d’un altre organisme, sigui de la mateixa espècie o d’una de diferent. La modificació genètica permet que el transgènic produeixi alguna proteïna útil o expressi alguna característica d’interès. 52

1. S’identifica i es localitza el gen desitjat. L’ADN donant és sotmès a enzims de restricció, que tallen els extrems del fragment d’ADN que ens interessa. 2. Amb els mateixos enzims es talla el plasmidi utilitzat com a vector. 3. El fragment d’ADN obtingut amb els enzims de restricció s’uneix al vector amb l’ajuda dels enzims ADN ligases. Així s’obté un fragment d’ADN híbrid o recombinant. 4. La molècula d’ADN recombinant es transfereix a una cèl·lula bacteriana receptora. 5. La molècula d’ADN recombinada es replica en la cèl·lula receptora. Quan aquesta es divideix, les cèl·lules filles porten l’ADN recombinat. Així es crea un clon de cèl·lules que contenen el gen procedent d’una altra cèl·lula.

53

Aquesta tècnica permet substituir en humans un gen defectuós no funcional, que causa malaltia, per un de sa. D’aquesta manera es poden corregir malalties d’origen genètic, disminuir la progressió de determinats tipus de

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 349

349

24/10/2016 9:05:38

8

SOLUCIONARI

LA INFORMACIÓ I LA MANIPULACIÓ GENÈTICA

càncer i detenir certes infeccions virals i malalties neurodegeneratives. La transferència de gens a cèl·lules es pot fer al laboratori i després integrar-los al cos (ex vivo) o directament a les cèl·lules del pacient (in vivo). reproductiva (prohibida en humans). La clonació reproductiva té com a objectiu aconseguir individus nous idèntics entre si i a l’original. Per fer-ho s’utilitza, generalment, la transferència nuclear somàtica. Aquesta tècnica està basada en l’ús de nuclis de cèl·lules diferenciades o de cèl·lules embrionàries en un estat prematur de desenvolupament. D’una banda, s’obtenen cèl·lules somàtiques d’un individu; de l’altra, s’obté un òvul del qual s’elimina el nucli. S’insereix el nucli de la cèl·lula somàtica a l’òvul i s’implanta a l’úter.

60

UTILITZA LES TIC. R. Ll.

61

Les sigles Unesco corresponen a United Nations for Education Science and Culture Organization. La seva missió, en paraules de la mateixa organització, consisteix a contribuir a la consolidació de la pau, l’eradicació de la pobresa, el desenvolupament sostenible i el diàleg intercultural mitjançant l’educació, les ciències, la cultura, la comunicació i la informació.

62

Perquè ha permès identificar els gens que formen el genoma humà, desxifrar la seqüència de nucleòtids del nostre ADN i saber quants gens són els codificadors de proteïnes; en definitiva, conèixer quina és la nostra constitució essencial com a éssers vius. Del seu estudi i anàlisi es poden derivar formes de prevenir i guarir moltes malalties.

63

R. Ll.

64

R. Ll.

65

R. Ll.

66

El pare és l’1, ja que presenta una coincidència de bandes d’ADN molt més gran amb el fill que el pare 2.

67

La coincidència de bandes més gran es dóna entre: Infant 1 - Pare i mare B; Infant 2 - Pare i mare C, i Infant 3 - Pare i mare A.

54 a)  Clonació

b) Clonació terapèutica. Aquesta tècnica consisteix a clonar teixits o òrgans i fer-los servir en el guariment de certes malalties o en transplantaments d’òrgans. Aquest tipus de clonació necessita obtenir cèl·lules mare. Quan una cèl·lula mare es divideix, cada cèl·lula nova pot continuar sent una cèl·lula mare o convertir-se en un altre tipus de cèl·lula amb una funció més especialitzada, com ara una cèl·lula muscular, un glòbul vermell o una cèl·lula cardíaca. 55

Si hi ha un 35 % de G, aleshores també hi haurà un 35 % de C. El 30 % restant seran un 15 % d’A i un 15 % de T.

56 a) La

presència d’U a la cadena indica que es tracta d’ARN.

b) Podria ser, ja que apareix el senyal d’iniciació AUG. Segons la seqüència que apareix, se sintetitzarien 8 aminoàcids: Met-Pro-Gln-Lys-Met-His-Gly-Thr. 57 Lys-Asp-Arg-Ile-Thr-Ser-Pro-Pro-Arg-Arg.

a) Es poden canviar diverses bases sense que canviï la seqüència de la cadena d’aminoàcids. Així, per exemple, els dos últims triplets (CGA i CGT) són equivalents i difereixen en una base. Passa el mateix amb el 3r triplet (AGA) i els últims (CGA i CGT) i amb els triplets 7è i 8è (CCA i CGA). b) N’hi hauria prou de canviar el primer nucleòtid de qualsevol dels triplets 1r, 2n, 4t, 5è, 6è, 7è, 8è i 10è perquè canviés la seqüència d’aminoàcids en la proteïna. El canvi més dràstic tindria lloc si canviem el primer nucleòtid del primer triplet per una T, ja que aturaria la síntesi (codó UAA). 58 a)  No

l’heretaran perquè es tracta d’una mutació somàtica, no heretable.

b) L’agent mutagènic és la radicació UVA. 59

Mitjançant enzims de restricció es talla el gen de la lluerna i s’insereix en un plasmidi d’un bacteri (Agrobacterium tumefaciens). Després, s’infecta la planta amb aquest bacteri. El bacteri transfereix al genoma de la planta el gen de la lluerna. Mitjançant tècniques de conreu in vitro, se seleccionen les plàntules que siguin fluorescents i se’ls deixa desenvolupar la planta adulta el genoma de la qual tindrà el gen de la fluorescència, de manera que expressarà aquesta característica.

350

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 350

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:05:39

.

ES0000000051237 785237_UNITAT 8_58302.indd 351

24/10/2016 9:05:39

9. L’ORIGEN I L’EVOLUCIÓ DE LA VIDA

Introducció i recursos Introducció i continguts de la unitat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356 Previsió de dificultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357 Esquema conceptual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357 Et recomanem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358

Ensenyament individualitzat Reforç i suport • Continguts fonamentals Fitxa 1. Resum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360 • Esquemes muts Fitxa 2. Experiment de Redi. Experiment de Pasteur. . . . . . . . . . . . . . . . 361 Fitxa 3. Proves de l’evolució biològica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362 Fitxa 4. Mecanismes evolutius més comuns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363 • Consolida les competències Fitxa 5. Estudi de la sèrie filogenètica dels èquids . . . . . . . . . . . . . . . . . 364 • Fitxas multilingües Fitxa 6. Teories de l’evolució. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366 Fitxa 7. Adquisició del bipedisme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368

Aprofundiment • Projectes d’investigació Fitxa 8. Homo neanderthalensis, el nostre parent més pròxim. . . . . . . . . 370 • Treballs d’aula Fitxa 9. Estudi de l’extremitat tipus quiridi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372

352

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 352

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:04:47

D

.

Recursos per a l'avaluació Autoavaluació . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377 Avaluació de continguts • Control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378 • Criteris d’avaluació i solucions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380

Avaluació per competències • Prova . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382 • Criteris d’avaluació i solucions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384

Solucionari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 353

353

24/10/2016 9:04:48

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 354

24/10/2016 9:04:48

Introducció i recursos

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 355

24/10/2016 9:04:48

9

INTRODUCCIÓ I RECURSOS

L’ORIGEN I L’EVOLUCIÓ DE LA VIDA

INTRODUCCIÓ DE LA UNITAT

P

La unitat «L’origen i l’evolució de la vida» constitueix el colofó del contingut del llibre de l’alumne, ja que d’alguna manera aplega tots els continguts anteriors. Comença la unitat amb l’origen de la vida, amb l'anàlisi de la refutació de la generació espontània per via experimental, per centrar-se en les teories abiogèniques d’Oparin i Haldane. A continuació, exposa les interpretacions que els científics han anat fent al llarg de la història per donar una explicació racional al fet de la biodiversitat, des de les teories creacionistes i fixistes, defensades per Cuvier, fins a la selecció natural de Darwin i Wallace, passant per les idees de Lamarck. Un punt central de la unitat rau en l’explicació de les bases genètiques de la variabilitat, amb una atenció especial al paper que la teoria neodarwinista atribueix

a les mutacions. Immediatament estudiem els mecanismes evolutius de la selecció natural, la deriva genètica i el flux gènic. Es presenten a continuació les proves clàssiques a favor de l’evolució per passar sense solució de continuïtat a la importància de l’adaptació i l’aïllament reproductiu en l’especiació. Ja a la part final de la unitat es desenvolupen dos continguts bàsics de l’evolució, els models evolucionistes actuals i l’evolució humana. Respecte del primer, es consideren amb un cert detall les teories sintètica, neutralista, de l’equilibri puntuat i la simbiogènesi. El segon analitza l’hominització i les etapes més ben comprovades fins al moment de la família Hominidae, amb referència a les descobertes paleontològiques a la península Ibèrica.

L c

CONTINGUTS SABER

U l l v l c l p o p l i c e a d

• L’origen de la vida.

E

• L’origen de la biodiversitat. • Lamarck i l’herència dels caràcters adquirits. • Darwin i Wallace. La selecció natural. • Bases genètiques de la variabilitat. • Mecanismes evolutius més comuns. • Proves a favor de l’evolució. • Adaptació i especiació. • Models evolucionistes actuals. • Hominització. • Evolució humana. SABER FER

• Interpretar la distància evolutiva entre espècies. • Interpretar un arbre filogenètic.

SABER SER

• Ser conscients de la necessitat del treball en equip dels científics (geòlegs, biòlegs, arqueòlegs, paleontòlegs, genètics, bioquímics, antropòlegs, etc.), per dilucidar problemes tan complexos com l’origen i l’evolució dels éssers vius. • Valorar la feina i la constància dels científics per buscar noves dades que confirmin o contradiguin les hipòtesis que s’elaboren a l’hora d’estudiar els fenòmens i els processos naturals.

356

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 356

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:04:49

D

.

PREVISIÓ DE DIFICULTATS Una dificultat que hem de superar en aquesta unitat és l’explicació de les teories sobre l’origen de la vida: en primer lloc, la panspèrmia no resol el problema de l’origen de la vida, sinó que trasllada l’escenari d’aquest origen i, en segon lloc, pel que fa a les teories abiogenètiques, el nivell de coneixements químics de l’alumne dificulta considerablement la comprensió d’un procés progressivament complex, que porta des de les molècules inorgàniques fins a molècules orgàniques de certa complexitat. Aquest problema es pot pal·liar en part mitjançant la visualització de vídeos de l’experiment de Miller en què, amb els ingredients adequats i l’energia suficient, s’aconsegueix en poc temps una concentrada sopa prebiòtica. Hi ha un buit per arribar a estructures precel·lulars funcionals, fet que cal exposar a l’alumne amb honestedat fins i tot amb el risc de generar desencís. Les teories de Lamarck, tan en consonància amb el sentit comú, són difícils d’eradicar en l'alumnat perquè manegen

elements que els alumnes veuen i estan acostumats a manejar en la vida corrent. Aquí cal reafirmar que els caràcters heretables són els que es troben en els gens, és a dir, en l’ADN. Una altra qüestió, no menor, és valorar si s’han d’explicar circumstàncies ambientals (epigenètiques) que modifiquin aquest ADN. Dels mecanismes d’evolució, ni la deriva genètica ni el flux gènic no es poden explicar amb senzillesa. Es pot recórrer a models i jocs que introdueixin un factor aleatori per visualitzar com es duen a terme aquests processos. Finalment, cal plantejar que poques coses en la biologia moderna són tan variables com l’estructura de l’arbre evolutiu humà. Les aportacions de la biologia molecular, la troballa de nous fòssils, les restes artístiques i d’indústries lítiques, fan que amb freqüència les branques de l’arbre canviïn de posició i fins i tot que s’hagi de buscar nous forats per a nous inquilins, mentre que altres d’establerts es desallotgen.

ESQUEMA CONCEPTUAL Panspèrmia

Teories sobre l’origen dels éssers vius

Síntesi prebiòtica

Lamarckisme

L’origen i l’evolució dels éssers vius

Teories evolucionistes

Darwinisme

Models evolucionistes actuals

Proves de l’evolució

• Importància de l’ambient • Llei de l’ús i el desús • Herència dels caràcters adquirits

• Selecció natural • Selecció sexual • Coevolució

• Teoria sintètica o neodarwinisme • Teoria neutralista • Teoria de l’equilibri puntuat • Simbiogènesi

• Anatòmiques • Biogeogràfiques • Paleontològiques • Bioquímiques

Evolució humana

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 357

357

24/10/2016 9:04:50

9

INTRODUCCIÓ I RECURSOS

ET RECOMANEM

A LA XARXA

LLIBRES I REVISTES

PÀGINES WEB

Viatge als orígens: Una història biològica dels humans Cristina Junyent i Jaume Bertranpetit. Editorial Bromera, 1998.

Charles Darwin Game. Joc interactiu i informació sobre la teoria de Darwin i la selecció natural en anglès de Science Channel. Paraules clau: Darwin, natural selection, Science Channel. El joc de l’evolució. Joc de simulació realitzat per Recerca en acció sobre el paper dels depredadors. S’analitza el cas real entre la interacció de la papallona Biston betulari i els seus depredadors. Paraules clau: selecció natural, depredadors, biston betularia, joc, evolució. Monogràfic sobre Darwin. Número 60 de la revista Mètode que tracta sobre el segon centenari del naixement de Darwin. S’exposen diversos articles sobre la selecció natural i com eren interpretades les teories de Darwin per altres disciplines d’estudi. Els articles es poden descarregar en pdf. Paraules clau: darwiniana, mètode, revista, centenari. Recursos interactius sobre l’evolució. Diversos recursos sobre l’evolució amb contingut formatiu i qüestionaris realitzats pel portal XTec. Inclou jocs com el de la selecció natural.

Llibre que tracta sobre la biodiversitat humana des dels orígens a partir de la informació del registre fòssil i la genètica per tal de poder imaginar com serà el futur de l’espècie humana. Evolució i complexitat Jordi Bascompte i Bartolo Luque. Editorial Bromera, 2011.  Història, concepte i visió moderna sobre el fet evolutiu. El reloj de Mr. Darwin Juan Luis Arsuaga. Editorial Temas de Hoy, 2009. Aquest llibre presenta una visió interessant sobre el darwinisme i ajuda a comprendre el fenomen de l’evolució des de Darwin fins a les últimes aportacions del segle xxi. El pulgar del panda Stephen Jay Gould. Editorial Crítica. Gould és un dels pares de la teoria evolutiva de l’equilibri puntuat. Una gran intel·ligència, l’elegància dels seus raonaments i la bellesa de la seva escriptura fan altament recomanable la lectura de qualsevol dels seus llibres.

Paraules clau: evolució, selecció natural, xtec. Darwinisme contra el càncer. Programa El medi ambient de TV3 de l’any 2009 on es fa palès que en el procés d’investigació biomèdica sobre el càncer hi són presents les idees darwinistes. Paraules clau: Darwin, càncer, biomedicina, edu3tv. Museu de l’Evolució Humana. La Universitat de Burgos i la Fundació Atapuerca col·laboren amb el museu i potencien les funcions pròpies del Museu de l’Evolució Humana. També hi ha un blog científic del museu. Paraules clau: museu, evolució, humana, Burgos. Paleoantropología hoy. Blog dirigit pel paleoantropòleg Juan Manuel Fernández López. Conté moltíssima i actualitzada informació sobre l’evolució humana. Paraules clau: paleoantropología hoy, origen del ser humano. Portal Ciencia. Web amb informació sobre: paleontologia, antropologia i evolució humana.

DOCUMENTALS i PEL·LÍCULES Genesis Documental dirigit per Claude Nuridsany i Marie Perennou de l’any 2004 sobre el naixement de l’univers i de la vida narrada per un contacontes que utilitza mites i tradicions. Permet el debat de la transmissió oral del coneixement combinant-lo amb les dades científiques actuals. La vida en la Tierra. Sèrie de documentals de David Attenborough que presenta un recorregut evolutiu des de l’aparició dels primers éssers vius fins al desenvolupament de l’espècie humana. Atapuerca. El misterio de la evolución humana. Madrid Scientific Films, 1996. Documental dirigit per Javier Trueba sobre la història de les excavacions i els seus descobriments més rellevants.

Paraules clau: portal, ciència. Becoming Human. Pàgina en anglès des de la qual es pot descarregar un documental sobre l’evolució humana. Paraules clau: becoming, human. APPS PER A TAULETES I TELÈFONS INTEL·LIGENTS Museo de Evolución Humana (IOS y Android). Una app gratuïta que permet una visita guiada a l’exposició permanent del museu (Burgos) i una altra als jaciments d’Atapuerca.

358

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 358

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:04:50

Ensenyament individualitzat Reforç i suport Aprofundiment

.

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 359

24/10/2016 9:04:51

9

REFORÇ I SUPORT

FITXA 1

Continguts fonamentals

RESUM • Panspèrmia Defensa que la vida es va originar en l’espai i que va poder arribar fins a la Terra transportada per meteorits. Hipòtesis sobre l’origen de la vida

E

• Abiogènesi o síntesi prebiòtica. Model més acceptat que reuneix un conjunt de teories sobre l’origen de les primeres formes de vida. En destaquen la teoria de la sopa o brou primordial i la de les fonts hidrotermals. L’evolució biològica és el procés de transformació de les espècies al llarg del temps. Per explicar-lo s’han proposat diverses teories evolucionistes: • Lamarckisme. Tot i que actualment no és una teoria acceptada, és important perquè va ser la primera gran teoria científica evolucionista. Entre els seus principis destaquen la importància de l’ambient, la llei de l’ús i el desús i l’herència dels caràcters adquirits.

Teories sobre l’evolució dels éssers vius

• Darwinisme. Darwin i Wallace van proposar que el mecanisme que fa que les espècies evolucionin és la selecció natural. Aquesta teoria es fonamental en l’existència de variabilitat fenotípica i conductual dins d’una població, matèria primera sobre la qual actua la selecció natural. • En l’actualitat hi ha altres models teòrics, entre els quals destaquen:   – Teoria sintètica o neodarwinisme.   – Teoria neutralista.

E

  – Teoria de l’equilibri puntuat.   – Teoria simbiogenètica. Les proves de l’evolució

Adaptació i especiació

Hominització i evolució humana

L’evolució biològica és un procés demostrat científicament. Les proves principals són: anatòmiques, biogeogràfiques, paleontològiques i bioquímiques. Una adaptació és tota característica que proporciona al seu portador un avantatge que li permet augmentar les seves probabilitats de sobreviure i de reproduir-se en un context ambiental concret. L’especiació és el procés pel qual una espècie antecessora es diversifica en dues o més espècies diferents. La principal causa d’especiació és l’aïllament reproductiu. Se’n distingeixen dos tipus: al·lopàtrica i simpàtrica.

MAMÍFERS

AUS

65 Ma DINOSAURES

Les característiques dels humans moderns, tal com som en l’actualitat, són fruit d’un llarg procés d’evolució conegut com a hominització. Entre les adaptacions que en van permetre aquesta ràpida diversificació destaca el bipedisme.

ACTIVITATS 1

Explica quina és la causa principal d’especiació.

2

En què consisteix la simbiogènesi?

360

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 360

3

Completa el resum explicant els mecanismes evolutius següents: selecció natural, deriva genètica i flux gènic.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:04:54

D

.

9

REFORÇ I SUPORT

FITXA 2

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

EXPERIMENT DE REDI

EXPERIMENT DE LOUIS PASTEUR 1.

2.

3.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 361

361

24/10/2016 9:04:55

9

REFORÇ I SUPORT

FITXA 3

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

PROVES DE L’EVOLUCIÓ BIOLÒGICA

M

PROVES PROVES

PROVES

PROVES

362

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 362

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:04:59

D

.

9

REFORÇ I SUPORT

FITXA 4

Esquemes muts

Nom:

Curs:

Data:

MECANISMES EVOLUTIUS MÉS COMUNS

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 363

363

24/10/2016 9:05:00

9

REFORÇ I SUPORT

Consolida les competències

Estudi de la sèrie filogenètica dels èquids Un dels indicis principals a favor de l’evolució biològica és el fet que es conserven restes fòssils d’espècies d’animals i plantes extintes i diferents de les espècies actuals. Atès que el registre fòssil encara és escàs, si tenim en compte el nombre d’espècies vives que es calcula que han existit al nostre planeta al llarg del temps, resulta impossible reconstruir l’arbre genealògic de les espècies vivents. Malgrat això, en alguns casos ha estat possible reconstruir sèries filogenètiques molt completes. Aquestes sèries són conjunts de fòssils d’un mateix tipus d’organisme que es poden ordenar de més antics a més moderns i que permeRECONSTRUCCIÓ

QUATERNARI

ten observar com ha canviat aquest organisme al llarg del temps. Un exemple clàssic n’és la sèrie dels èquids. El cavall actual (Equus caballus) és una espècie que descendeix d’altres espècies ja extingides que van evolucionar al llarg de milions d’anys a Amèrica del Nord, i que van creuar a través de l’estret de Bering cap a l’Àsia diverses vegades. Els més antics coneguts, de més de 55 Ma, són els del gènere Hyracotherium, del qual descendeixen tots els membres del gènere Equus. Durant el pleistocè, el gènere Equus es va extingir a Amèrica del Nord fins que posteriorment els cavalls hi van ser reintegrats. CRANI

MOLAR

POTA DAVANTERA

PLIOCÈ

2 Ma

Equus caballus Cavall domèstic actual (des de fa 2 Ma). Altura: 1,6 m.

MIOCÈ

15 Ma

40 Ma

EOCÈ ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 364

Merychippus Miocè-pliocè (26-7 Ma). Altura: 1,0 m.

Mesohippus Oligocè (38-26 Ma). Altura: 0,6 m.

60 Ma

364

Pliohippus Pliocè recent (7-2 Ma). Altura: 1,2 m.

OLIGOCÈ

TERCIARI

25 Ma

Hyracotherium Eocè (58-38 Ma). Altura: 0,4 m.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:05:01

D

.

FITXA 5

ACTIVITATS 1

Observa la sèrie filogenètica del cavall, fixa’t en tots els canvis que experimenten i completa la taula següent: Fòssil Edat Alçada Dits Crani Molar

2

 Segons les dades paleontològiques dels indrets on es van trobar fòssils, l’Hyracotherium vivia en boscos tropicals, mentre que la resta vivia en praderies. Podria haver tingut algun avantatge per a aquesta espècie l’augment d’estatura?

3

 En observar l’estructura i la mida dels molars, i sabent que uns s’alimentaven de fulles toves d’arbres i altres d’herba abrasiva de les praderies, es podria predir la dieta d’aquests animals?

4

 Si a les praderies no hi ha arbres i als boscos n’hi ha molts, aquests ambients deuen tenir relació amb la carrera i amb el nombre de dits d’aquests animals?

5

6

Tot i no estar complet, el registre fòssil revela diversos patrons que és poc probable que siguin alterats per descobriments futurs. En primer lloc, hi ha una gran regularitat. Per exemple, organismes de tipus particulars es troben a les roques d’edats específiques, i els nous organismes apareixen seqüencialment a les roques més joves. En segon lloc, a mesura que avancem des de períodes geològics remots cap al present, els fòssils s’assemblen cada vegada més a les espècies que viuen avui. Però el fet que un registre fòssil estigui incomplet ens pot conduir a error, quan mirem d’interpretar-lo. Els organismes poden haver evolucionat en llocs on els seus fòssils no s’han trobat. I encara més quan una espècie que va evolucionar en un indret apareix entre els fòssils trobats en un altre lloc, fa la falsa impressió que va evolucionar ràpidament a partir d’una espècie que ja vivia allà. Fragment extret de Vida. La ciencia de la Biología. Ed. Panamericana.

a. El registre fòssil és fiable? Raona-ho.

UTILITZA LES TIC. Busca informació a Internet sobre la sèrie filogenètica que mostra l’evolució de les balenes.

b. En quin cas el registre fòssil pot induir a error? Esmenta’n un exemple.

 COMPRENSIÓ LECTORA. Llegeix atentament el text següent i contesta les preguntes.

c. Els fòssils que s’assemblen més a les espècies actuals es troben en les roques més antigues o en les més joves?

TREBALL COOPERATIU

Elaborar i presentar una sèrie filogenètica El registre fòssil conté moltes sèries de fòssils que posen de manifest els canvis evolutius que s’han produït al llarg del temps en diferents grups d’organismes. Per elaborar una sèrie filogenètica farem els passos següents: • Formeu grups de 4 o 5 persones. Com que cada sèrie està formada per tres gèneres o més en diferents èpoques, us podeu repartir les feines còmodament.

• Busqueu informació a Internet per triar una sèrie filogenètica que us interessi. Alguns exemples en podrien ser l’elefant, les aus a partir dels dinosaures, els ammonites, els trilobits, els gats o els gossos. • Una vegada organitzada la informació, la podreu presentar en un pòster i exposar-la a l’aula amb textos explicatius.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 365

365

24/10/2016 9:05:03

5. Neodarwinism. Teoria sintetică 6. Selecţia naturală acţionează asupra variabilităţii genetice. Evoluează populaţia, nu indivizii

1. 2. 3. 4. 5. 6.

9

TEORII ALE EVOLUŢIEI REFORÇ I SUPORT Lamarkism. Teoria caracterelor dobândite Utilizarea repetată a unui organ produce dezvoltarea sa şi se transmite descendenţilor Darwinism. Evoluţie prin selecţie naturală Există o luptă pentru supravieţuire. Mediul îi selecţionează pe cei care se adaptează mai bine Neodarwinism. Teoria sintetică TEORIES DEnu L’EVOLUCIÓ Selecţia naturală acţionează asupra variabilităţii genetice. Evoluează populaţia, indivizii TEORII ALE EVOLUŢIEI 1. Lamarkism. Teoria caracterelor dobândite 2. Utilizarea repetată a unui organ produce dezvoltarea sa şi se transmite descendenţilor 3. Darwinism. Evoluţie prin1.selecţie naturală 4. Există Mediul îi selecţionează pe cei care se adaptează mai bine 1. o luptă pentru supravieţuire. 1. Lamarckisme. Teoria dels caràcters adquirits. 2. 5. Neodarwinism. Teoria sintetică 2. 2. L’ús repetit d’un 3. asupra variabilităţii 6. Selecţia naturală acţionează genetice. Evoluează populaţia, nu indivizii òrgan produeix el seu 3. desenvolupament 4. 4. i es transmet a la 5. descendència. 5. 1. 6. 6.

Fitxes multilingües

2. 3. 4. 5. 6.

2.

5. Neodarwinisme. Teoria sintètica.

3. Darwinisme. Evolució per selecció natural.

1.

3.

1.

4.

2.

5.

3.

6.

4. 5. 6.

1. 4. Hi ha una lluita per la supervivència. El medi 2. selecciona els més ben adaptats.

6. La selecció natural actua sobre la variabilitat genètica. Evoluciona la població, no els individus.

TEORII ALE EVOLUŢIEI 3. 1. Lamarkism. Teoria caracterelor dobândite TEORII ALE EVOLUŢIEI 4. 2. Romanès Utilizarea repetată a1.unui organ produce dezvoltarea dobândite sa şi se transmite descendenţilor Lamarkism. Teoria caracterelor 5. 3. Darwinism. Evoluţie prin selecţie naturală 1. Lamarkism. Teoria caracterelor dobândite. 2. Utilizarea repetată a unui organ produce dezvoltarea sa şi se transmite descendenţilor 6.prin 4. Există o luptă pentru Mediul îi selecţionează pe cei care se adaptează mai bine 2. Utilizarea repetată a unui organ produce dezvoltarea sa și se transmite descendenților. 3. supravieţuire. Darwinism. Evoluţie selecţie naturală 5. Neodarwinism. Teoria sintetică 3. Darwinism. Evoluție prin selecție naturală. 4. Există o luptă pentru supravieţuire. Mediul îi selecţionează pe cei care se adaptează mai bine 6. Selecţia naturală acţionează asupra variabilităţii genetice. 4. Există o luptă pentru Mediul ˆı i selecționează peEvoluează cei care sepopulaţia, adaptează nu maiindivizii bine. 5.supraviețuire. Neodarwinism. Teoria sintetică 5. Neodarwinism. Teoria6.sintetică. Selecţia naturală acţionează asupra variabilităţii genetice. Evoluează populaţia, nu indivizii 6. Selecția naturală acționează asupra variabilității genetice. Evoluează populația, nu indivizii.

1.

Àrab 

2.

1 1.

3.

2 2.

4.

3 3.

5.

4 4.

6.

5 5. 6 6.

 Xinès 1. 2.

1.

3.

2.

4.

3.

5.

4.

6.

5. 6.

366

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 366

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:05:06

D

.

FITXA 6

TEORIES DE L’EVOLUCIÓ THEORIES OF EVOLUTION THÉORIES DE L’ÉVOLUTION EVOLUTIONSTHEORIE 1. Lamarckisme. Teoria dels caràcters adquirits. 2. L’ús repetit d’un òrgan produeix el seu desenvolupament i es transmet a la descendència.

3. Darwinisme. Evolució per selecció natural.

5. Neodarwinisme. Teoria sintètica.

4. Hi ha una lluita per la supervivència. El medi selecciona els més ben adaptats.

6. La selecció natural actua sobre la variabilitat genètica. Evoluciona la població, no els individus.

Anglès

Francès

1. Lamarckism. Theory of acquired characteristics.

1. Lamarckisme. Théorie des caractères acquis.

2. The repeated use of an organ causes that organ to evolve and develop in their progeny.

2. L’utilisation répétée d’un organe produit son développement et se transmet à la descendance.

3. Darwinism. Evolution by natural selection. 4. There is a fight for survival. The environment chooses those that adapt best. 5. Neo-Darwinism. Synthetic theory. 6. Natural selection acts on genetic variation. The population evolves, not the individual.

3. Darwinisme. Évolution par sélection naturelle. 4. Il existe une lutte pour la survie. Le milieu sélectionne les mieux adaptés. 5. Néodarwinisme. Théorie synthétique. 6. La sélection naturelle agit sur la variabilité génétique. C’est la population qui évolue, et non les individus.

Alemany 1. Lamarckismus. Theorie von der Vererbung erworbener Eigenschaften. 2. Der wiederholte Gebrauch eines Organs trägt zu seiner Entwicklung bei und wird an die Nachkommen weitergegeben. 3. Darwinismus. Evolution durch natürliche Auslese. 4. Es existiert ein Überlebenskampf. Die Umwelt liest die Bestangepassten aus. 5. Neodarwinismus. Synthetische Evolutionstheorie. 6. Die natürliche Auslese wirkt sich auf die Veränderung der Verteilung von Genen aus. Es entwicklen sich die Populationen, nicht die Individuen.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 367

367

24/10/2016 9:05:09

9

REFORÇ I SUPORT

Fitxes multilingües ADQUISICIÓ DEL BIPEDISME DOBÂNDIREA MERSULUI BIPED

‫اكتساب اإلستواء على رجلين‬ 1. Cap alineat amb la columna vertebral. 5. Més radiació solar.

2. Pelvis ampla i curta.

6. Menys radiació solar.

7. Més vent.

3. Polze paral·lel a la resta dels dits.

8. Menys vent. 4. Extremitats inferiors més llargues.

Romanès

Xinès

Àrab

‫رأس محايد للعمىد الفقري‬

1

1.

‫حىض واسع قصير‬

2

2.

‫إبهام مىازي لباقي األصابع‬

3

3.

‫أطراف سفلية أطىل‬

4

4.

5. Mai multă radiație solară

‫إشعاع شمسي أكثر‬

5

5.

6. Mai puțină radiație solară

‫إشعاع شمسي أقل‬

6

6.

7. Mai mult vânt

‫رياح أكثر‬

7

7.

8. Mai puțin vânt

‫رياح أقل‬

8

8.

1. Cap aliniat cu coloana vertebrală 2. Bazin lat și scurt 3. Police paralel cu celelalte degete 4. Extremități inferioare mai lungi

368

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 368

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

07/11/2016 14:09:48

D

.

FITXA 7

ADQUISICIÓ DEL BIPEDISME ACQUISITION OF BIPEDALISM ACQUISITION DE LA BIPÉDIE DER AUFRECHTE GANG (BIPEDIE)

1. Cap alineat amb la columna vertebral. 5. Més radiació solar.

2. Pelvis ampla i curta.

6. Menys radiació solar.

7. Més vent.

3. Polze paral·lel a la resta dels dits.

8. Menys vent. 4. Extremitats inferiors més llargues.

Anglès

Francès

Alemany

1. Head aligned with the vertebral column

1. Tête alignée avec la colonne  vertébrale

1. Kopf und Wirbelsäule in einer Linie ausgerichtet

2. Wide short pelvis

2. Bassin large et court

2. Breites und kurzes Becken

3. Thumb parallel to the other fingers

3. Pouce parallèle aux orteils

3. Daumen parallel zu den übrigen Fingern

4. Lower extremities are longer 5. More solar radiation 6. Less solar radiation 7. More wind 8. Less wind

4. Extrémités inférieures plus longues 5. Davantage de rayonnement solaire 6. Moins de rayonnement solaire 7. Davantage de vent 8. Moins de vent

4. Längere Hintergliedmasse 5. Höhere Sonnenstrahlung 6. Geringere Sonnenstrahlvung 7. Mehr Wind 8. Weniger Wind

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 369

369

24/10/2016 9:05:10

9

APROFUNDIMENT

PROJECTES D’INVESTIGACIÓ

Homo neanderthalensis, el nostre parent més pròxim Durant milers d’anys hi va haver una altra espècie humana amb la qual vam conviure, l’home de Neandertal o Homo neanderthalensis, la capacitat cranial del qual era superior a la nostra, que retia culte als seus morts i que va produir indústria lítica i manifestacions artístiques. A la península Ibèrica són particularment interessants els trobats a El Sidrón, a Astúries; El Castillo, a Cantàbria; Axlor, a Biscaia; Cova Negra, a València, i, molt recentment, el de Pinilla del Valle, a la comunitat de Madrid. El desenvolupament de les tècniques d’extracció d’ADN en mostres antigues i els avenços en els procediments de seqüenciació han permès que alguns laboratoris, com el dirigit per Svante Pääbo, al Max Plank Institut, seqüenciïn l’ADN de diverses espècies d’homínids ja extingides, com els neandertals. La cooperació del genoma neandertal amb seqüències d’humans actuals, de diversos continents, ha demostrat que entre aquestes dues espècies hi va haver encreuaments, i que aquests van tenir lloc fora del continent africà, ja que en cap mostra d’aquesta procedència s’han trobat gens neandertals.

FULL DE RUTA Objectiu: investigar les característiques de l’home de Neandertal i la importància de la seva relació amb la nostra espècie. Investigacions suggerides: • Característiques físiques de l’home de Neandertal. • Origen, desenvolupament i extinció de l’espècie Homo neanderthalensis. • Distribució espaciotemporal d’aquesta espècie. • Les manifestacions culturals principals dels neandertals. • La capacitat de parlar i sentir-hi en els neandertals. • La presència de gens neandertals en el genoma humà actual. Fonts de la investigació: • El hombre de Neanderthal: en busca de genomas perdidos. Svante Pääbo, Alianza Editorial, 2015. • «El primer encuentro sexual entre neandertales y sapiens». Judith de Jorge. 17/02/2016; Abc. Carlos Lorenzo, novembre del 2014.

370

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 370

• «Las raíces de los neandertales». Carlos Lorenzo, Investigación y Ciencia, novembre del 2014. • «La mente neandertal». Kate Wong. Investigación y Ciencia, maig del 2015. • «Neandertales, denisovanos y sapiens: sexo y adaptación local». Javier Sampedro. El País. Materia, 25/03/2016. • «La mano del neandertal asoma tras las pinturas más antiguas». Alicia Rivera. El País. Sociedad. 14/06/2012. • «Descubierto el primer grabado rupestre neandertal». Alicia Rivera. El País. Sociedad. 1/09/2014. Presentació: realització d’un gran mural físic amb una representació d’una comunitat de neandertals amb objectes d’indústria lítica, representacions artístiques, cultes funeraris, escenes de caça, etc. Elaboració d’una guia explicativa del mural d’entre 2 a 4 DIN A-4. Durada de l’elaboració: 3 setmanes. Realització: dos equips de 4 o 5 alumnes.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:05:14

D

.

FITXA 8

TINGUES EN COMPTE QUE

• Les investigacions paleontològiques que han permès establir amb precisió relacions de parentiu entre neandertals i sapiens, si bé en un principi es van basar en dades morfològiques i cronològiques, han produït uns resultats espectaculars gràcies a la seqüenciació i la comparació dels genomes de neandertals, sapiens i altres espècies relacionades. • Fins fa molt poc temps es pensava que la cultura mosteriana (neandertal) no tenia representacions artístiques, tan abundants en les cultures de sapiens. Recentment s’han descobert gravats i pintures de naturalesa simbòlica inequívocament neandertal. • Les característiques facials reconstruïdes sobre els cranis dels neandertals els confereixen un aspecte rude que, injustificadament, ha motivat que no fa tant se’ls considerés éssers matussers i grollers. La capacitat cranial dels neandertals, no obstant això, era més gran que la dels sapiens. Aquest fet, que cal investigar en profunditat, dóna suport a la tesi que els considera homínids força intel·ligents, si bé la superfície cerebral, més que el volum, és el factor més relacionat amb la capacitat intel·lectiva. • La capacitat de parlar i emetre sons està codificada per un gen. Es complementa amb la capacitat auditiva. En els neandertals s’ha detectat un gen molt semblant al responsable de la parla en l’ésser humà; també tenien els ossets de l’orella mitjana que transmeten mecànicament el so, per la qual cosa és possible que poguessin parlar i escoltar, és a dir, comunicar-se verbalment.

EL QUE HAS DE SABER • Gen FoxP2. És un gen responsable, amb altres, de la parla en éssers humans. S’expressa en la formació d’algunes zones del cervell durant l’embriogènesi. Una varietat d’aquest gen apareix a l’ADN dels neandertals, fet que ha permès suggerir que aquesta espècie era capaç de parlar. • Cultura mosteriana. Es denomina així pel descobriment a Le Moustier (França) d’un jaciment neandertal amb indústria lítica associada. Per extensió, s’aplica a les produccions associades a jaciments neandertals de fa entre 125.000 i 30.000 anys. Són característiques d’aquesta cultura els ritus funeraris, el canibalisme i les representacions simbòliques. • Art simbòlic. Modalitat d’expressió artística que, en les mostres atribuïdes als neandertals es caracteritza per l’absència d’elements figuratius (persones, animals i coses) i la presència d’elements geomètrics abstractes. • Indústria lítica. Expressió genèrica que designa els estris i les eines de pedra que van construir alguns homínids, entre els quals s’inclouen bifaços, ascles, puntes de fletxa, rascadores, fenedors, ganivets, burins, etc.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 371

371

24/10/2016 9:05:16

9

APROFUNDIMENT

TREBALLS D’AULA

Estudi de l’extremitat tipus quiridi MATERIAL • Làmina amb dibuixos de l’estructura òssia de diverses extremitats. • Llapis de colors.

INTRODUCCIÓ

L’extremitat dels vertebrats tetràpodes és del tipus quiridi (de xiro, que en grec vol dir ‘mà’). Deriva de les aletes dels antics peixos crossopterigis. El EXTREMITAT ANTERIOR Membre Braç

disseny de les extremitats anteriors i posteriors és el mateix, tot i que els noms dels ossos són diferents.

QUIRIDI TIPUS

EXTREMITAT POSTERIOR

Ossos

Ossos

Húmer

Fèmur

Radi

Tíbia

Avantbraç

Membre Braç

Avantbraç Cúbit

Peroné

Carpians proximals

Tarsians proximals

Carpià central

Tarsià central

Carpians distals

Tarsians distals

Palmell

Metacarpians

Metatarsians

Palmell

Dits

Falanges

Falanges

Dits

Canell

Canell

PROCEDIMENT 1

 Identifica cada un dels ossos de cada extremitat. Posa’ls el nom tenint en compte que tots són d’extremitats anteriors.

2

 Pinta els ossos per diferenciar-los, però segueix el codi següent: húmer, blau; radi, vermell; cúbit, taronja; carpians, verd, i falanges, groc.

3

 Compta el nombre d’ossos de cada membre a cada extremitat.

372

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 372

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:05:17

D

.

FITXA 9

OCELL

BALENA

CAVALL

GUEPARD

HUMÀ

RATPENAT

TALP

COCODRIL

VELOCIRAPTOR

ACTIVITATS 1

Per què no totes les extremitats tenen els ossos amb la mateixa forma?

2

Trobes diferències en el nombre d’ossos de les diferents extremitats?

3

Escriu la funció de l’extremitat de cada animal.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 373

373

24/10/2016 9:05:19

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 374

24/10/2016 9:05:20

Recursos per a l’avaluació Autoavaluació Avaluació de continguts Avaluació per competències

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 375

24/10/2016 9:05:20

D

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 376

24/10/2016 9:05:20

9

AUTOAVALUACIÓ

L’ORIGEN I L’EVOLUCIÓ DE LA VIDA

Nom:

1

Indica quin dels personatges següents defensava el fixisme i el creacionisme:

Curs:

6

Segons Darwin, sobreviuen: a. Els organismes més forts de la població.

a. Cuvier.

2

b. Darwin.

b. Els organismes que presenten característiques heretables més avantatjoses.

c. Lamarck.

c. Els organismes que muten abans.

d. Wallace.

d. Els organismes que viuen en comunitat i es protegeixen els uns als altres.

Indica quin científic basa l’evolució de les espècies en l’herència dels caràcters adquirits:

7

Els òrgans homòlegs són:

a. Cuvier.

a. Els que tenen la mateixa estructura, encara que la seva forma i funció siguin diferents.

b. Darwin.

b. Els que tenen la mateixa estructura i funció però amb una forma diferent.

c. Lamarck. d. Wallace. 3

Data:

c. Els que tenen una estructura diferent encara que la seva forma i funció siguin semblants.

Les formen fòssils intermèdies són: a. Fòssils que conserven tant parts dures com toves de l’organisme. b. Fòssils d’organismes amb característiques intermèdies entre dos grups d’éssers vius.

d. Els que estan presents però no es fan servir. 8

Alguns científics afirmen que es pot formar matèria orgànica: a. A les atmosferes oxidants, com la nostra actual.

c. Fòssils d’organismes intermedis entre planta i animal.

b. A l’interior de les estrelles. c. A les fonts hidrotermals situades al costat de les dorsals oceàniques.

d. Fòssils d’animals amb un tipus de vida intermedi entre l’aquàtic i el terrestre.

d. A l’interior dels volcans. La creença de la generació espontània d’éssers vius a partir de matèria inerta:

9

La simbiogènesi defensa:

a. És defensada en l’actualitat pels partidaris de Lamarck.

5

a. Que la majoria de les mutacions són neutres.

b. És defensada en l’actualitat pels neodarwinistes.

b. Que les formes simples han donat lloc a les complexes mitjançant la mutació.

c. Va deixar de ser admesa a partir de l’acceptació del neodarwinisme.

c. Que la varietat d’espècies es deu a la selecció natural exclusivament.

d. Va deixar de ser admesa a partir dels experiments de Pasteur.

d. La transferència de gens, i fins i tot de genomes complets, entre espècies.

Perquè dues poblacions de la mateixa espècie passin a convertir-se en dues espècies diferents:

10

La teoria sintètica defensa: a. L’herència dels caràcters adquirits.

a. Han de mutar alhora tots els membres d’una de les dues poblacions.

b. Que la selecció natural actua sobre els individus però el que evoluciona són les poblacions.

b. Han de mutar alhora, però de manera diferent, tots els membres de les dues poblacions.

c. L’evolució biològica és un procés ràpid que es produeix mitjançant grans salts intermitents.

c. S’ha de produir un aïllament entre les dues poblacions que impedeixi que s’encreuin entre si individus d’una població i de l’altra.

d. L’atzar determina que una població evolucioni en un sentit o en un altre.

d. S’ha de produir un aïllament físic però no reproductiu.

1 a; 2 c; 3 b; 4 d; 5 c; 6 b; 7 a; 8 c; 9 d; 10 b.

4

SOLUCIONS DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 377

377

24/10/2016 9:05:21

9

AVALUACIÓ DE CONTINGUTS

L’ORIGEN I L’EVOLUCIÓ DE LA VIDA

Nom:

1

Curs:

Al dibuix de la dreta es representa un experiment:

Data:

1

a. Descriu aquest experiment. b. Quin principi referent a l’origen de la vida va demostrar? c. Qui va ser el científic que el va dissenyar?   

2

3

 

2

Explica en què consisteix la teoria evolucionista de Lamarck. Has de ressenyar els tres punts més importants d’aquesta teoria. Com explica aquesta teoria el llarg coll de les girafes?    

3

La teoria evolucionista de Darwin i Wallace es basa en la selecció natural. Defineix què entenem per selecció natural i explica com actua aquesta selecció.    

4

Les mutacions tenen importància en l’evolució? Indica quants tipus de mutacions hi ha segons els seus efectes i explica com actuen.    

5

Quan observem la natura trobem proves que donen suport a l’evolució. Esmenta quatre tipus de proves i explica-les breument.    

378

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 378

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:05:22

D

.

6

L’especiació és el procés evolutiu de formació de noves espècies. Un factor decisiu per a l’especiació és l’aïllament reproductiu, que evita o dificulta l’aparellament. Explica com actuen l’aïllament estacional, l’aïllament conductual i l’aïllament mecànic.   

7

Les figures resumeixen dues maneres d’entendre l’evolució. Explica en què consisteix cadascuna d’elles, com es denominen i quins van ser els científics que les van formular.    Estasis

Estasis

 

Formes intermèdies

  Nova espècie

 Nova espècie

 

8

Què és l’hominització? Indica els canvis principals que es van produir durant aquest procés.   

9

Relaciona les dues columnes: 1. És l’homínid bípede més antic.

a. Homo neanderthalensis

2. Es considera l'últim antecessor del gènere Homo.

b. Australopithecus

3. Va viure fa entre 6 i 7 Ma.

c. Homo sapiens

4. És l’homínid més semblant a l’ésser humà i hi va coexistir durant més de 50.000 anys.

d. Ardipithecus

5. Les seves restes més antigues tenen 195.000 anys. 10

e. Antecessor comú entre ximpanzés i humans

Explica per què és important el jaciment de la serra d’Atapuerca, a Burgos. Quin homínid s’ha trobat als jaciments d’El Sidrón, a Astúries, i la Cova Negra, a València? Quan van desaparèixer aquests últims?   

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 379

379

24/10/2016 9:05:23

9

CRITERIS D’AVALUACIÓ I SOLUCIONS

L’ORIGEN I L’EVOLUCIÓ DE LA VIDA Criteris d’avaluació

Activitats

Valorar el paper de les mutacions en la diversitat genètica, entenent la relació entre mutació i evolució.

4

Conèixer les proves de l’evolució. Comparar lamarckisme, darwinisme i neodarwinisme.

1, 2, 3 i 5

Comprendre els mecanismes de l’evolució, destacant la importància de la mutació i la selecció. Analitzar el debat entre gradualisme, saltacionisme i neutralisme.

2, 3, 6 i 7

Interpretar arbres filogenètics, incloent-hi l’humà.

7i9

Descriure l’hominització.

1

8, 9 i 10

i Wallace, i constitueix el nucli central de la teoria evolutiva d’aquests científics. La selecció natural es fonamenta en tres principis: l’existència de variabilitat heretable, la descendència amb modificació i la reproducció diferencial.

R. M. a. Va introduir el brou de carn en dos matrassos de coll llarg, estret i corbat, va fer bullir el líquid de cada matràs i, després de deixar-los refredar, va trencar el coll del que hi ha representat a la dreta. Al cap d’un temps, va observar que el brou que contenia el matràs de l’esquerra, amb el coll sencer, no s’havia descompost. No obstant això, el contingut del matràs amb el coll tallat sí que s’havia descompost. Es va demostrar que els microorganismes eren en l’aire, adherits a les partícules de pols. En passar l’aire pel coll corbat dels matrassos, la pols quedava dipositada al primer colze. Malgrat això, pel fet de trencar el coll, els microorganismes entraven en contacte amb el brou i el descomponien. b. Aquest experiment va demostrar de manera força concloent que la generació espontània de la vida no té lloc, la vida sempre procedeix d’un altre ésser viu preexistent.

4

Les mutacions són la font de la variabilitat. Es produeixen en individus i s’estenen a les poblacions. Poden ser favorables, que proporcionen algun tipus de benefici al portador, per la qual cosa augmenta la seva probabilitat de tenir descendència i transmetre els seus gens; perjudicials, que redueixen l’èxit reproductiu de l’individu, per la qual cosa tenen poca o cap possibilitat de ser transmeses a la generació següent al portador, i neutres, que com que no són favorables ni perjudicials no són afectades per la selecció natural, per la qual cosa no influeixen en l’èxit reproductiu de l’individu.

5

Les proves de l’evolució poden ser de quatre tipus: proves anatòmiques, basades en l’estudi comparat de diferents òrgans del cos de diferents espècies, tant en estructura com en funció; proves biogeogràfiques, que mostren la distribució geogràfica de les espècies; proves paleontològiques, basades en l’estudi dels fòssils, i proves bioquímiques, a partir de l’estudi de les diferències entre les molècules equivalents de diferents espècies, principalment proteïnes i àcids nucleics, sobretot ADN.

6

Quan dues poblacions de la mateixa espècie queden aïllades, exposades a condicions ambientals diferents, segueixen una evolució independent. L’aïllament estacional es produeix quan dues poblacions que viuen al mateix indret presenten diferències temporals pel que fa als períodes reproductius. L’aïllament conductual té lloc quan dues poblacions desenvolupen rituals de festeig o conductes d’aparellament diferents. Aïllament mecànic: quan hi ha diferències morfològiques que fan impossible l’aparellament entre individus d’una població.

c. Louis Pasteur, un dels científics més importants de tots els temps, va ser qui va portar a terme aquest experiment. 2

3

Els punts bàsics de la teoria evolucionista que Lamarck va postular el 1809 són la importància de l’ambient, la llei de l’ús i el desús i l’herència dels caràcters adquirits. Segons Lamarck, inicialment les girafes tenien el coll curt i s’alimentaven de les branques baixes dels arbres. A conseqüència de la competència per l’aliment, les girafes estiraven el coll per arribar a branques més elevades. La tensió provocada per un estirament del coll fa que aquest s’allargui de manera progressiva. Les girafes amb el coll llarg són capaces de transmetre aquest tret a la seva descendència. La selecció natural és la forma en la qual la natura afavoreix els éssers vius que s’adapten millor als canvis del medi. Aquest concepte va sorgir de les investigacions de Darwin

380

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 380

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:05:23

D

.

7

La figura de la dreta representa la teoria de l’equilibri puntuat, segons la qual les espècies romanen sense canvis durant molt de temps, situació denominada estasis, que s’interromp quan es produeixen canvis importants que donen lloc a noves espècies, sense formes intermèdies, en un període de temps curt. 8

• Augment de la capacitat cranial, des dels 500 cm3 dels australopitecs fins als 1.450 cm3 dels humans anatòmicament moderns.

La figura de l’esquerra representa el gradualisme, corrent del pensament evolutiu que estableix que l’evolució de les espècies es produeix de mica en mica, al llarg del temps, per acumulació de petits canvis. Les espècies s’originen quan la diferència per acumulació de canvis és molt gran.

Es coneix com a hominització el conjunt de canvis evolutius que van experimentar algunes espècies ancestrals fins que van donar lloc als humans actuals. Els canvis principals de l’hominització són: • El bipedisme, o pas de la locomoció quadrúpeda a la locomoció bípeda. Aquesta transformació en porta altres d’aparellades, com l’adquisició de la forma actual en S de la columna vertebral, del desplaçament del forat occipital cap a la part anterior de la base del crani, el desenvolupament de dits més gràcils i hàbils a les mans i la pèrdua de la capacitat prènsil dels peus.

• Desenvolupament del cervell i de les capacitats cognitives, manipulatives i artístiques. • Reducció del nombre i la mida de les dents fins a les 32 actuals, fet que va implicar la reducció de la mida de la cara i les mandíbules. 9

1 d; 2 b; 3 e; 4 a; 5 c.

10

Per la quantitat i la importància dels fòssils que s’hi van descobrir. El 1997 s’hi va descobrir una nova espècie, l’Homo antecessor, datada aproximadament en 780.000 anys. També s’hi ha trobat el nombre més gran de restes d’Homo heildelbergensis del món, d’almenys 30 individus, amb una antiguitat de 400.000 anys. A El Sidrón (Astúries) i a la Cova Negra (València) s’han descobert fòssils d’Homo neanderthalensis. Aquesta espècie va coexistir i va poder conviure com a Homo sapiens fa uns 30.000 anys.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 381

381

24/10/2016 9:05:24

9

AVALUACIÓ PER COMPETÈNCIES

L’ORIGEN I L’EVOLUCIÓ DE LA VIDA

Nom:

Curs:

Data:

Des que era molt petit, l’Andreu ha tingut un gran interès per saber sobre l’origen de totes les coses. Aquesta inquietud ha suposat de tant en tant un problema per als seus pares perquè constantment els feia preguntes i ells, moltes vegades, no sabien les respostes que l’Andreu necessitava. Actualment, l’Andreu estudia biologia i té molt interès per conèixer l’origen de la vida. Es fa moltes preguntes i busca informació sobre com i quan van aparèixer les primeres molècules orgàniques, com es van formar les primeres cèl·lules, si eren aeròbies o anaeròbies, etc.

Pols

Brou descompost

L’Andreu ha descobert que la biologia deu molt a Louis Pasteur, un científic francès que, entre altres treballs, va investigar sobre l’origen de la vida.

1

Què va demostrar Louis Pasteur amb els seus experiments? a. Que tot ésser viu procedeix d’un altre ja existent. b. Que hi ha éssers vius tan petits que no poden ser observats a simple vista. c. Que la vida es va originar en l’espai i va arribar a la Terra en els meteorits. d. Que la vida va sorgir en una atmosfera sense oxigen.

2

3

4

5

Segons Alexander Oparin i John Haldane, les primeres molècules orgàniques es van formar en una atmosfera de metà, amoníac, hidrogen i vapor d’aigua. L’Andreu ho va investigar i es va adonar que, per formar molècules orgàniques a partir d’aquests gasos inorgànics, cal una gran aportació d’energia. D’on suposaven Oparin i Haldane que va sortir l’energia necessària per transformar aquests gasos en molècules orgàniques com els aminoàcids, sucres, greixos, etc.? a. De la calor de les dorsals oceàniques.

c. Dels volcans i les radiacions ultraviolades.

b. De la radiació solar.

d. De fortes tempestes elèctriques i del Sol.

L’Andreu és un evolucionista convençut i li costa molt posar-se en la pell de la gent que, fa menys de 200 anys, creia fermament en el creacionisme i el fixisme. És incapaç d’entendre que persones tan intel·ligents com George Cuvier (1769-1832), promotor de l'anatomia comparada, de la paleontologia, que va dur a terme la primera classificació seriosa dels animals, etc., defensés les teories fixistes quan ja hi havia clars indicis que apuntaven cap a l’evolucionisme. Com justificava George Cuvier l’existència dels fòssils? a. Deia que eren pedres amb formes capritxoses.

c. Amb la teoria del creacionisme.

b. Amb la teoria del catastrofisme.

d. Mai no va reconèixer l’existència dels fòssils.

«La funció crea l’òrgan i els caràcters adquirits s’hereten», resumeix la base de la teoria: a. Lamarckista.

c. Darwiniana.

b. Fixista.

d. Sintètica o neodarwinista.

D’altra banda, també s’ha fixat que, encara que totes les ales serveixin per volar, no tenen la mateixa estructura. Per exemple, la semblança entre les ales dels ratpenats i les dels insectes és un clar exemple: a. Que prova l’evolució de les espècies.

c. D’òrgans anàlegs.

b. D’òrgans homòlegs.

d. Que en prova un origen comú.

382

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 382

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:05:25

D

.

6

Segons Darwin, la lluita per l’existència perpetuaria les variacions per mitjà de l’herència. Per a quin tipus de variacions es pot admetre aquesta teoria? a. Mutacions somàtiques. b. Mutacions germinals. c. Adquisició de certes habilitats per l’ús d’un òrgan determinat. d. Pèrdua de certes característiques pel desús d’un òrgan determinat.

7

Vistes des del punt de vista d’avui dia, a l’Andreu li costa diferenciar d’una manera clara si una determinada afirmació és darwinista, lamarckista o defensa la teoria sintètica. Relaciona cadascuna de les frases següents amb alguna de les teories que miren d’explicar l’origen de les espècies: Teoria Les foques, per intentar caçar peixos a sota l’aigua, augmenten cada vegada més la seva resistència sense respirar, i és possible que d’aquesta manera al final hagin perdut el reflex respiratori. Si les papallones que viuen entre les flors tenen ales multicolors és perquè les que no tenen aquest tipus d’ales són fàcilment eliminades pels depredadors i moren sense deixar cap descendent o pocs. L’allargament del coll de les girafes es va produir per mutacions a l’atzar ja presents en el genoma de les girafes i que van ser afavorides perquè proporcionaven un avantatge en les noves condicions ambientals. El talp desenvolupa les seves mans amb forma de pala per l’exercici continu que fa per cavar galeries a terra i adaptar-se al mode de vida subterrani.

8

9

De vegades també és difícil diferenciar el que és una adaptació al medi del que seria una mostra inequívoca d’un avantpassat comú. Per exemple: un tauró (peix), un ictiosaure (rèptil fòssil) i un dofí (mamífer) presenten el mateix aspecte pisciforme. L’Andreu es pregunta: a què es deu això? a. Al fet que tots tres són vertebrats.

c. Al fet que tots tres tenen un origen comú.

b. A una adaptació convergent.

d. Al fet que tenen la mateixa constitució organicoanatòmica.

L’Andreu, com tots els evolucionistes convençuts, és conscient que només una de les afirmacions següents és certa en tots els casos: a. La reproducció sexual no sempre produeix variabilitat genètica. b. Tant la reproducció sexual com l’asexual produeixen variabilitat genètica. c. La variabilitat genètica només es produeix en alguns casos de reproducció sexual. d. La meiosi i les mutacions són les fonts de la variabilitat genètica.

10

També ha estudiat les principals hormones i va quedar sorprès quan va saber que la insulina dels porcs només es diferencia de la humana en un aminoàcid, la de les vaques s’hi diferencia en tres i fins i tot la de l’invertebrat Caenorhabditis elegans (un cuc nematode) és molt similar en estructura a la humana i té efectes cel·lulars molt semblants. Sens dubte, aquest fet és una prova determinant de l’evolució de tipus: a. Hormonal.

c. Filogenètic.

b. Bioquímic.

d. Anàleg.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 383

383

24/10/2016 9:05:26

9

CRITERIS D’AVALUACIÓ I SOLUCIONS

L’ORIGEN I L’EVOLUCIÓ DE LA VIDA Competències que s’avaluen Competència comunicativa, lingüística i audiovisual Competència matemàtica, i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic Competència matemàtica, i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic

Criteris d’avaluació

Activitats

Valorar el paper de les mutacions en la diversitat genètica, entenent la relació entre mutació i evolució.

6

Conèixer les proves de l’evolució. Comparar lamarckisme, darwinisme i neodarwinisme. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 i 8

Competència social i ciutadana Competència d’autonomia, iniciativa personal i emprenedoria Competència matemàtica, i competència en el coneixement i la interacció amb el món físic Competència d’aprendre a aprendre

Comprendre els mecanismes de l’evolució, destacant la importància de la mutació i la selecció. Analitzar el debat entre gradualisme, saltacionisme i neutralisme.

1

a. Que tot ésser viu procedeix d’un altre ja existent.

2

d. De fortes tempestes elèctriques i del Sol.

3

b. Amb la teoria del catastrofisme.

4

a. Lamarckista.

5

c. D’òrgans anàlegs.

6

b. Mutacions germinals.

7

Lamarckisme; darwinisme; teoria sintètica; lamarckisme.

8

b. A una adaptació convergent.

9

d. La meiosi i les mutacions són les fonts de la variabilitat genètica.

10

7, 8, 9 i 10

b. Bioquímic.

384

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 384

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:05:27

Solucionari

.

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 385

24/10/2016 9:05:27

9

SOLUCIONARI

L’ORIGEN I L’EVOLUCIÓ DE LA VIDA

Interpreta la imatge

Saber-ne més

• Les persones de la imatge probablement són paleontòlegs que busquen fòssils en un jaciment.

• R. Ll. Pràcticament en tot. Cuvier defensava el creacionisme i que totes les espècies van aparèixer al mateix temps i han anat desapareixent al llarg del temps, de manera que n’ha quedat un nombre determinat en l’actualitat. Lamarck, al contrari, va proposar una explicació de l’origen de la diversitat d’espècies materialista i racional, basada en causes naturals que es podien estudiar científicament, i va arribar a la conclusió que les espècies es transformaven amb el temps en altres a causa de la pressió dels canvis de l’entorn, l’ús o el desús d’òrgans com a conseqüència dels esforços per adaptar-se a aquestes condicions ambientals i l’existència d’una herència de caràcters adquirits en vida.

• A la part inferior de la fotografia es veuen fòssils de mandíbules, probablement homínids o primats. També s’hi veuen restes d’ossos llargs. Claus per començar • En sentit general, evolució és un canvi natural al llarg del temps. En sentit biològic, es refereix als canvis que ha experimentat la biosfera des de l’aparició de la vida a la Terra fins als nostres dies. L’evolució és una propietat de la vida i s’ha produït i es produeix en tots els sistemes biològics. • Les adaptacions són canvis anatòmics i fisiològics que experimenten els éssers vius amb la finalitat de superar les variacions que es produeixen en els ecosistemes al llarg del temps.

10

• Un fòssil és una resta d’un ésser viu que s’ha conservat en roques sedimentàries, en algunes de metamòrfiques i també en ambres, brees o petroli. 1

2

Interpreta la imatge. Els experiments de Redi no van ser concloents perquè, tot i que les mosques no tinguessin contacte amb la carn, podia estar contaminada prèviament amb microorganismes, indetectables amb els mètodes de l’època. Interpreta la imatge. La presència de rastres semblants als que deixen els corrents d’aigua a la Terra, com els solcs que es poden apreciar a la foto.

3

Per esterilitzar i matar els microorganismes que podia contenir el brou.

4

Perquè la carn en els experiments de Redi podia estar contaminada per manipulació prèvia i pels organismes sapròfits que, de manera natural, es troben en els éssers vius. L’experiment de Pasteur va ser concloent perquè l’ebullició del brou sotmès a prova va matar els microorganismes que probablement contenia.

5

R. Ll.

6

El conjunt de canvis químics que s’han produït al nostre planeta des que es va constituir com a tal i fins als nostres dies.

7

El fixisme afirmava que totes les espècies s’havien mantingut invariables al llarg del temps. En l’evolucionisme es postula que les espècies canvien al llarg del temps i poden donar lloc a altres de noves.

8

George Cuvier (1769-1832), fundador de la paleontologia i defensor del fixisme, va proposar la teoria del catastrofisme per explicar que, des que van ser creades, les espècies havien estat exposades a grans catàstrofes al llarg de la història de la Terra. Aquests esdeveniments, com el diluvi universal, serien la causa de moltes extincions d’espècies. Els fòssils serien les restes d’aquestes espècies desaparegudes.

9

R. Ll.

386

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 386

Segons Lamarck, en funció de les necessitats imposades pel medi natural, els òrgans poden créixer i desenvolupar-se, i fins i tot canviar de forma, segons l’ús que se’ls doni. No obstant això, també es poden reduir i arribar a desaparèixer quan es deixen de fer servir. Els talps viuen en medis foscos, com les galeries subterrànies. Per consegüent, des de l’origen d’aquesta espècie es deuen haver atrofiat fins a gairebé desaparèixer.

11

Lamarck pensava que els canvis en les condicions del medi en què es desenvolupen són el motor que impulsa el canvi en els organismes.

12

Perquè defensa l’herència dels caràcters adquirits per pressió ambiental, fet que la investigació genètica ha demostrat que és falsa amb fortes proves experimentals.

13

R. Ll. Era una manera d’expressar el principi de l’ús i el desús dels òrgans. L’ús d’un òrgan per a alguna cosa per a la qual no estava preparat en principi acabava transformant-lo, i aquests canvis els heretava la descendència. El desús d’un òrgan, la falta de funció, el degenerava fins a fer-lo desaparèixer.

S

•

Saber-ne més • UTILITZA LES TIC. R. Ll. Entre les respostes podrien figurar les ovelles de potes curtes (per evitar que saltin les tanques), les varietats de blat resistents al fred, les taronges sense llavors, etc. 14

R. M. a. Al pol Nord els animals de color blanc, tant els predadors com les preses, tenen avantatges sobre els d’un altre color, ja que passen inadvertits en confondre’s amb la neu i el gel. Si imaginem una població inicial amb una variabilitat heretable en el color, es deu haver produït una selecció natural. Els óssos de color més clar, afavorits per l’ambient, deuen haver tingut més oportunitats de caçar preses i alimentar-se. A causa d’això deuen haver tingut més descendència, a la qual deuen haver llegat les seves característiques de color, per la qual cosa es deuen haver imposat de mica en mica, generació rere generació, als de pelatge més fosc. Deu haver ocorregut el contrari amb els óssos de color marró als boscos atlàntics, on l’avantatge mimètic afavoreix el color marró, semblant al dels troncs dels arbres, la terra i les fulles caigudes.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:05:28

D

ó

b. El desenvolupament de banyams grans i forts és un caràcter genètic que, en els cérvols, suposa un avantatge reproductiu. Els més grans i més forts constitueixen un element d’avantatge en les lluites entre mascles per accedir a les femelles. Els mascles que els posseeixin venceran en aquests combats, es reproduiran i llegaran a la seva descendència aquesta característica. 15

16

.

UTILITZA LES TIC. R. Ll. La resposta ha de considerar el fenomen de la coevolució.

25

Que guarden un parentiu biològic entre si, és a dir, que tenen un avantpassat comú.

26

Interpreta la imatge. En realitat no vola com ho fan les aus. Únicament plana i així es desplaça entre els arbres.

27

No, perquè encara que es puguin encreuar i tenir descendència, la seva progènie, els muls somerins, és estèril.

28

R. M. Austràlia és un continent que en temps remots (fa 225 Ma) va començar a separar-se de Gondwana. Va romandre unida a l’Antàrtida cap al final del Cretàcic. Des d’aleshores ha estat aïllada de les grans masses continentals. En aquestes condicions, l’evolució de les seves espècies ha seguit rumbs diferents de les d’altres que s’han mantingut amb més contacte. Les seves espècies biològiques s’han adaptat a viure en un territori amb unes condicions molt dures (aigua escassa, forta insolació, diferències tèrmiques entre el dia i la nit molt marcades...), fet que ha permès el desenvolupament d’adaptacions especials que han determinat l’aparició d’espècies endèmiques.

29

UTILITZA LES TIC. R. Ll. La resposta podria considerar les hibridacions entre tigre i lleona (tigró) i entre lleó i tigressa (lligre).

Saber-ne més • Podria intentar obtenir el nèctar d’altres flors, atès que la longitud de la seva trompa li ho permet. El problema real seria què li passaria a aquesta espècie d’orquídia si desaparegués l’insecte, perquè no hi ha cap altre organisme tan especialitzat i la planta es quedaria sense possibilitat de transmetre el pol·len a altres individus de la seva espècie. 17

18

Les mutacions són una font de variabilitat. Si es tracta de mutacions avantatjoses, els caràcters nous dotaran d’avantatges selectius les espècies mutades. Les mutacions perjudicials, si afecten caràcters dominants, es transmeten amb dificultat i poden afectar molt negativament l’espècie, ja que apareixen de tant en tant i no acostumen a desaparèixer fàcilment. Les mutacions neutres no semblen afectar en cap sentit les espècies.

19

Perquè es basa precisament en l’extrema exactitud i precisió en la transmissió de la informació genètica d’una cèl·lula a les seves dues filles.

20

La variabilitat en gran part es deu a processos aleatoris, com en el cas de moltes mutacions o per com es recombinen els cromosomes durant la meiosi.

21

L’augment en la proporció de determinats al·lels gènics en una població fa que la probabilitat de ser transmesos sigui més gran. Això fa que els al·lels menys abundants puguin desaparèixer, com passa en poblacions petites a causa del fenomen de deriva genètica. També migracions aleatòries, que poden afectar un percentatge elevat dels al·lels que estan en minoria, poden accelerar els canvis evolutius en les poblacions.

u

e

R. M. Lamarck defensava que els canvis produïts en vida com a conseqüència dels esforços de l’organisme per sobreviure es transmetien a la descendència. Darwin, contràriament, va defensar que a les poblacions sorgeix la variabilitat constantment i que aquesta era heretable. Les condicions ambientals podien variar i el portador d’una característica que proporciona avantatges per a la supervivència tenia més probabilitat de reproduir-se. La seva descendència heretarà aquest caràcter avantatjós.

mutació apareix en una població, la genètica molecular ens dóna l’explicació del mecanisme mitjançant el qual opera i dels efectes que produeix. Quan un caràcter augmenta o disminueix la seva freqüència en una població, la genètica de poblacions calcula les freqüències que possiblement presentarà aquest caràcter en el futur. La genètica bacteriana ha demostrat que les mutacions espontànies es produeixen a l’atzar. Les interaccions entre gens que protagonitzen l’evolució són estudiades i explicades per la genètica.

22

Interpreta la imatge. R. Ll. El Tiktaalik té escames i brànquies de peix, però té un coll mòbil, com molts animals terrestres.

23

R. G. L’ordre, d’esquerra a dreta, seria: humà, ximpanzé, goril·la, cavall i zebra.

24

La genètica estudia l’herència dels caràcters biològics. També ens facilita l’explicació dels canvis evolutius. Així, quan una

Saber-ne més • R. Ll. 30

Perquè els organismes romanen estables (estasis) si no hi ha canvis en l’ambient que els forcin a adaptar-se. Quan aquests canvis es produeixen, els éssers vius s’adapten i canvien ràpidament. Aquest model teòric no és incompatible amb el neodarwinisme, només hi difereix en aspectes com el gradualisme, per tal com aquest suposa que els canvis són sempre lents i continus.

31

La simbiogènesi destaca l’existència de transmissió de gens, o fins i tot de genomes complets, entre espècies, fins i tot organismes molt diferents, i defensa que aquest fenomen ha estat crucial al llarg de l’evolució i permet explicar salts evolutius tan importants com l’origen de la cèl·lula eucariota.

Saber-ne més • R. Ll. Podria incloure temes conductuals. 32

Permet visualitzar l’horitzó per sobre de la vegetació per buscar arbres o depredadors. Consumeix menys energia que la posició quadrúpeda i el cos rep menys radiació solar i es ventila millor. Deixa lliures les mans, cosa que permet que es desenvolupi la capacitat prènsil i de manipulació d’objectes, i això allarga i enforteix els dits.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 387

387

24/10/2016 9:05:28

9 33

SOLUCIONARI

L’ORIGEN I L’EVOLUCIÓ DE LA VIDA • Les proves de l’avaluació són nombroses i de diverses categories: paleontològiques, anatòmiques, bioquímiques i biogeogràfiques.

Interpreta la imatge. Van coincidir fa uns 200.000 anys l’Homo sapiens, l’Homo neanderthalensis i probablement alguns Homo erectus.

• La nostra espècie és el producte d’un llarg procés d’evolució les últimes etapes del qual constitueixen l’hominització. Passos decisius en aquest procés són la el bipedisme, l’increment del volum cranial i un augment molt considerable de les capacitats cognitives, artístiques i manipulatives.

Saber-ne més •  UTILITZA LES TIC. R. Ll. 34

RESUM. • La generació espontània de la vida és una creença que es va mantenir des de l’antiguitat fins que els experiments de Redi al segle xvii i de Pasteur al xix en van demostrar la falsedat. • La vida va aparèixer al nostre planeta fa 3.800 milions d’anys. Segons la teoria de la panspèrmia les formes de vida inicials van arribar a la Terra procedents d’altres mons, viatjant en el nucli de cometes que van impactar sobre la superfície del planeta. Segons altres, la vida terrestre es va originar al planeta Terra, o bé a les aigües superficials dels mars primitius, o bé en aigües profundes a les proximitats de les xemeneies abissals.

• Nombrosos testimonis fòssils avalen la presència d’homínids a la península Ibèrica; en són particularment interessants els d’El Sidrón, a Astúries; El Castillo, a Cantàbria; Axlor, a Biscaia; la Cova Negra, a València, i, molt recentment, el de Pinilla del Valle, a la comunitat de Madrid. 35

a) Experiment de Redi. Hipòtesi inicial: només es desenvolupen cucs en la carn que ha estat en contacte previ amb les mosques. Dispositiu experimental: dos pots en els quals s’introdueixen trossos de carn, un d’ells amb una gasa fina de manera que les mosques no puguin penetrar en el pot, i l’altre a l’aire lliure. Resultats: confirmen la hipòtesi, només es descompon la carn del pot destapat.

• La variabilitat de la vida a la Terra es va explicar a començament del segle xix mitjançant les teories del creacionisme i del fixisme, que defensaven que totes les espècies conegudes van ser creades i que han arribat fins a nosaltres sense canvis en la seva forma ni en la seva funció, si bé algunes haurien desaparegut a causa de catàstrofes com el diluvi universal. • Lamarck, a cavall entre els segles xviii i xix, va enunciar que les espècies canvien al llarg del temps perquè adquireixen caràcters per l’ús que transmeten als seus descendents. Darwin i Wallace van defensar que les espècies canvien amb el temps a causa de la selecció natural. Aquesta actua sobre la variabilitat natural de les espècies i afavoreix les més ben adaptades als canvis ambientals. Les espècies seleccionades es reprodueixen més i els caràcters avantatjosos arriben a la seva descendència. L’aïllament de poblacions per causes geogràfiques, etològiques, mecàniques, etc., afavoreix la formació de noves espècies, ja que els canvis es produeixen de manera diferent en cada població aïllada. La variabilitat natural té una font d’origen extern, les mutacions, canvis produïts en el material genètic i, per tant, heretable, i una altra d’origen intern, la recombinació i distribució del material genètic subministrat pels progenitors. • Actualment hi ha dues teories evolucionistes que difereixen en el ritme i els canvis evolutius. La teoria sintètica, que recull les idees de Darwin i hi incorpora les aportacions de la genètica, que afirma que els canvis són lents i graduals i que només quan la seva acumulació és crítica es produeix la formació de noves espècies. La teoria de l’equilibri puntuat defensa que les espècies romanen invariables durant llargs períodes, però, en moments determinats, experimenten alteracions importants que les fan canviar substancialment. Una tercera teoria, la teoria endosimbiòtica, postula que l’evolució es produeix per transferència de gens i fins i tot de genomes d’uns individus a uns altres.

388

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 388

R. M.

b) Experiment de Pasteur. Hipòtesi inicial: en un brou de carn bullit només creixeran microorganismes si rep els gèrmens de l’aire. Dispositiu experimental: en dos matrassos de coll estret llarg i corbat es va dipositar una certa quantitat de brou de carn que es va bullir durant un temps. Acabada l’ebullició, va trencar el coll d’un dels matrassos i va mantenir intacte l’altre. Resultats: només van créixer microorganismes al matràs del coll trencat, al qual podien accedir fàcilment els microorganismes que flotaven en l’aire. El coll llarg de l’altre matràs retenia a les parets els microorganismes, de manera que els impedia l’accés al brou nutritiu. En tots dos casos es conclou que els éssers vius no es generen espontàniament, sinó a partir d’altres. 36

R. Ll. Teories sobre l’origen de la vida: generació espontània (refutada): la vida pot sorgir, en qualsevol moment, de la matèria inanimada; panspèrmia: la vida es va originar en altres mons i va ser «sembrada» al nostre planeta; biogènesi: la vida es va originar al nostre planeta fa 3.800 Ma, aproximadament, a partir de substàncies inorgàniques, en aigües superficials o en aigües profundes a les proximitats de zones abissals.

37

La diferència és que en la teoria de la sopa primordial la vida va sorgir en les aigües superficials dels oceans o llacs primitius perquè requeria la radiació ultraviolada procedent del sol i l’energia elèctrica provinent de les tempestes. En canvi, la teoria de les fonts hidrotermals defensa que la vida es va produir en les emanacions situades als fons oceànics al costat de les dorsals oceàniques, protegida de la radiació solar, però aprofitant l’energia química de les reaccions que es produeixen en aquests llocs.

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:05:29

D

.

38

R. G. Lamarck – 1809; Darwin – 1859; Oparin – 1920.

39

Lamarckisme: importància de l’ambient; llei de l’ús i el desús, i herència dels caràcters adquirits. Darwinisme: totes les espècies tenen un avantpassat comú; les espècies evolucionen segons un procés continu lent i gradual, i el principal mecanisme de la selecció de les espècies és la selecció natural.

40 •  Postura

Impedeixen la fecundació: aïllament gamètic. Redueixen la viabilitat dels híbrids: híbrids amb poca o cap probabilitat d’aconseguir descendència fèrtil. 45

El text s’inscriu dins del model teòric de Lamarck, ja que l’ús (tocar amb els tentacles els objectes) desenvolupa l’òrgan, i aquest desenvolupament es transmet a la descendència perfeccionant-se en cada generació. El text argumenta a favor dels caràcters adquirits.

46

Imatge A.

erecta en els homínids:

  – Segons Lamarck: a força de posar-se drets, fet que suposava avantatges, els homínids van anar adquirint a poc a poc aquest caràcter, que van llegar a la seva descendència.

• Segons Lamarck: els animals ancestres de l’ànec nedaven amb més facilitat quan tenien petites membranes interdigitals. L’ús reiterat d’aquestes membranes en la natació va ser utilitzat com un avantatge per algun d’aquests animals, la qual cosa les va fer créixer i desenvolupar-se, i aquest caràcter es va transmetre a la descendència.

  – Segons Darwin: dins de la variabilitat natural, alguns homínids tenien més facilitat que altres per posar-se dempeus i així buscar l’aliment i prevenir l’atac dels predadors. Els més ben alimentats i no ferits o morts pels animals de les praderies van llegar aquests caràcters a la progènie.

• Segons Darwin: en les poblacions d’ànecs primitius, alguns animals devien tenir membranes interdigitals incipients i d’altres no. Els que en tenien nedaven més de pressa i es podien alimentar abans i aconseguir les femelles amb més rapidesa, amb la qual cosa es reproduïen més i transmetien aquests caràcters als seus nombrosos descendents.

• Gran banyam de cérvols mascles:   – Segons Lamarck: el gran banyam, que serveix per vèncer altres mascles i tenir accés a les femelles, es desenvolupa si els cérvols lluiten molt. Una vegada adquirit aquest caràcter, el podran llegar als seus descendents.

Imatge B.

  – Segons Darwin: dins de la variabilitat natural, alguns cérvols tindran un gran banyam. Els cérvols que tinguin aquesta qualitat en un grau més elevat tindran accés a les femelles i es reproduiran llegant aquest caràcter a la progènie. 41

• Segons Lamarck: l’ús casual de la pinça esquerra per aconseguir menjar i defensar-se va fer que aquesta es desenvolupés més ràpidament i creixés més que l’altra. Aquesta capacitat es va transmetre a la descendència, i es va anar perfeccionant en cada generació.

CONCEPTES CLAU.

• Segons Darwin: dins de la variabilitat en la mida i la morfologia de les seves pinces, en alguns individus de la població de crancs violinistes primitius es produïa una mida i desenvolupament més grans de la pinça esquerra. Aquest caràcter oferia avantatge als individus que la posseïen per aconseguir aliment i per defensar-se i, en definitiva, n’afavoria la reproducció. En ser un caràcter hereditari, la mida més gran de la pinça esquerra es va transmetre als seus abundants descendents.

• Hominització. Procés d’evolució que ha donat lloc als humans moderns. • Bipedisme. És la capacitat per caminar amb els dos peus adoptant la postura erecta. És l’adaptació principal del procés d’hominització. • Adaptació. Conjunt de canvis anatòmics i fisiològics que experimenta un ésser viu per respondre als canvis ambientals. 42

• Els òrgans homòlegs tenen la mateixa estructura interna encara que la seva funció sigui diferent.

47 a)  Perquè

és una proteïna que participa en un procés general i comú a tots els éssers vius.

• Els fòssils de transició són formes intermèdies entre dos grans grups.

b) L’organisme A presenta 45 diferències amb l’ésser humà. Segons el criteri de similitud, el fong és l’ésser viu que s’assembla menys a l’ésser humà, per tant A és un fong. L’organisme C és el més semblant a l’ésser humà. Les aus s’assemblen més als éssers humans, per tant C és una au. Per exclusió, B és un peix.

• Com més semblant és la seqüència d’aminoàcids d’una proteïna, més estreta és la relació entre dues espècies. • Hi ha trets que es repeteixen en espècies que viuen molt allunyades però en ambients semblants. 43

44

A i B són homòlegs perquè són òrgans que procedeixen d'un avantpassat comú tot i que fan tasques diferents. A i B són anàlegs amb C perquè són òrgans que realitzen una tasca similar però no comparteixen el mateix origen. Eviten l’aparellament: aïllament estacional, aïllament conductual, aïllament ecològic i aïllament mecànic.

c) D’esquerra a dreta: fongs, peix, au i humà. Maneres de pensar. Anàlisi científica 48

COMPRENSIÓ LECTORA. Perquè cap individu de la mostra procedent d’Àfrica no presentava coincidències amb les seqüències neandertals (europees) ni amb les dels homes de Denisova (Sibèria).

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 389

389

24/10/2016 9:05:29

9 49

SOLUCIONARI

L’ORIGEN I L’EVOLUCIÓ DE LA VIDA

EDUCACIÓ CÍVICA. R. Ll.

Saber fer 50

0

R. G. Orangutan

Goril·la

Ximpanzé comú

Bonobo

Homínids bípedes

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

51

R. G. A

B

C

D

E

F

0

1

2

3 52

R. G. a) L’indica el nombre 1. Fa 3 Ma. b) L’avantpassat més recent d’A i B se situa fa 2 Ma (nombre 2), i també és ancestre comú d’A, B i C. c) El nombre 3 indica l'últim avantpassat comú de B i C, fa 1,5 Ma. El nombre 4 indica l'últim avantpassat comú de D i E, fa 2 Ma. d) Un milió d’anys. e) 1,5 Ma f ) L’espècie E.

390

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 390

DIA A DIA A L’AULA BIOLOGIA I GEOLOGIA 4t ESO Material fotocopiable © Grup Promotor / Santillana Educación, S. L.

24/10/2016 9:05:31

.

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 391

24/10/2016 9:05:31

Direcció d'art: José Crespo. Projecte gràfic: Estudi Pep Carrió. Fotografia de portada: Leila Méndez. Cap de projecte: Rosa Marín. Coordinació d’il·lustració: Carlos Aguilera. Il·lustració: Alademosca il∙lustració i Eduardo Leal. Cap de desenvolupament de projecte: Javier Tejeda. Desenvolupament gràfic: Raúl de Andrés, Rosa Barriga, Olga de Dios, Jorge Gómez i Julia Ortega. Direcció tècnica: Jorge Mira Fernández. Coordinació tècnica: Francisco Moral. Confecció i muntatge: Fernando Calonge, José Yugo, Alfonso García i Karakter, Serveis Editorials, S.L. Correcció: Karakter, Serveis Editorials, S.L. Cartografia i mapes: Marcos Testón. Documentació i selecció fotogràfica: Sergio Aguilera. Fotografia: ARXIU SANTILLANA

© 2016 by Grup Promotor / Santillana Educación, S. L. c/ Frederic Mompou, 11 (Vila Olímpica) 08005 Barcelona Printed in Spain

ISBN: 978-84-9130-197-4 CP: 785237 Dipòsit legal: M-37942-2016

ES0000000051237 785237_UNITAT 9_58303.indd 392

Aquesta obra està protegida per les lleis de drets d’autor i la propietat intel·lectual correspon a Santillana. Als usuaris legítims només els està permès fer-ne fotocòpies per fer-les servir com a material d’aula en aquelles pàgines en què figura la llegenda «Material fotocopiable». Està prohibida qualsevol utilització fora dels usos permesos, especialment si té finalitat comercial.

07/11/2016 14:09:49