Biologia i Geologia 4t

01 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:23

Página 1

ESO

Guia didàctica Biologia i geologia 4 Ciències de la naturalesa

EQUIP D’AUTORS Eva Rizo David Bueno Maria Tricas

EDICIÓ COORDINACIÓ DEL PROJECTE

Jordi Font Aleph servicios editoriales, SL

EQUIP DE TEXT-LA GALERA DIRECCIÓ D’ART COORDINACIÓ DE MAQUETACIÓ COORDINACIÓ DE L’ÀREA

Cass Montserrat Estévez

Eduard Martorell

COORDINACIÓ PEDAGÒGICA DIRECCIÓ

Anna Canals

Xavier Carrasco

DIRECCIÓ EDITORIAL

Jesús Giralt

01 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:23

Página 2

Projecte ESO

Recursos

Continguts de les guies didàctiques

PROJECTE D’ESO Presentació i característiques, materials, contribució de cada àrea al desenvolupament de les competències bàsiques i estructura didàctica de les unitats del llibre de l’alumne.

RECURSOS DIDÀCTICS Orientacions metodològiques, activitats complementàries per explotar el llibre de l’alumne, més material per al professorat.

ATENCIÓ A LA DIVERSITAT Fitxes imprimibles i fotocopiables de reforç i d’ampliació.

AVALUACIÓ Indicacions per a l’avaluació inicial i final; controls de les unitats i també fulls de seguiment.

PROGRAMACIONS Objectius de l’àrea i criteris d’avaluació del curs. Continguts, objectius, competències bàsiques i criteris d’avaluació de les unitats didàctiques.

SOLUCIONS Solucions de les activitats del llibre de l’alumne i de les avaluacions.

01 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:23

Página 3

per al professorat CD

Guies en format PDF • Projecte ESO • Avaluacions • Programacions (també en word) • Solucions • Recursos • Atenció a la diversitat

CD de tecnologia Activitats interactives i recursos

DVD d’Educació per a la ciutadania i Ètica Documents audiovisuals

Pissarra activa Arxius multimèdia de suport al professorat

Enllaços d’interès Pla lector

Pòsters Làmines de ciències de la naturalesa, ciències socials, matemàtiques i tecnologia.

www.text-lagalera.cat Catàleg de publicacions Guies didàctiques Més recursos Activitats interactives Enllaços d’interès

01 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:23

Página 4

Primera edició: juliol del 2008 Disseny de la coberta: Cass Disseny de l’interior: Endora disseny Il·lustracions: Marie Nigot i Susanna Campillo Correcció: Aleph servicios editoriales, SL Maquetació: Oriol Cabrero Fotografies: ECSA-Corel, FIROFOTO, Age Fotostock, J. M. Barres Aquest llibre ha estat realitzat a partir de materials elaborats per David Bueno i Maria Tricas. © 2008, Enciclopèdia Catalana, SAU Josep Pla, 95. 08019 Barcelona www.enciclopedia-catalana.com www.text-lagalera.cat [email protected] Impressió: Barcelona Digital Rosselló, 77 08029 Barcelona ISBN: 978-84-412-1727-0 Dipòsit legal: B-35.790-2008 La reproducció total o parcial d’aquesta obra per qualsevol procediment, comprenent-hi la reprografia i el tractament informàtic, com també la distribució d’exemplars mitjançant lloguer o préstec, resten rigorosament prohibides sense l’autorització escrita de l’editor i estaran sotmeses a les sancions establertes per la llei. Tots els drets reservats.

01 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:23

Página 5

índex El projecte d’ESO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

Àrea de Ciències de la naturalesa . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

Contribució de l’àrea a les competències bàsiques . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

Estructura didàctica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12

L’avaluació en la LOE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

L’avaluació en el projecte d’ESO de Text-La Galera . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

Avaluació inicial, solucions i full de seguiment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

Avaluació final, solucions i full de seguiment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

25

Objectius d’etapa i criteris d’avaluació de curs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

33

El treball unitat a unitat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

35

Programació de continguts, objectius didàctics, competències bàsiques i criteris d’avaluació Orientacions i recursos didàctics Solucions Control, solucions i full de seguiment

Unitat 1

La història de la Terra ................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

36

Unitat 2

La litosfera, un element dinàmic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

56

Unitat 3

La biosfera i el seu entorn geològic . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

76

Unitat 4

La cèl·lula i el material genètic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

96

Unitat 5

L’herència dels caràcters biològics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

Unitat 6

Origen i evolució de la vida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

Unitat 7

Unitat final . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

Atenció a la diversitat – Reforç Atenció a la diversitat – Ampliació

01 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:23

Página 6

01 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:23

Página 7

Presentació Avui, a principi d’un segle nou, ens trobem amb una societat que ha canviat radicalment en els darrers anys, i amb uns alumnes que tenen uns interessos i unes necessitats diferents. L’any 2007, amb la implantació de la LOE, es va iniciar una època de canvis. Des de Text-La Galera ens proposem donar resposta a les noves necessitats dels alumnes, de l’escola i la societat i continuem amb il·lusió un nou projecte basat en els postulats de la nova llei. Volem oferir als professors una eina útil i eficaç perquè puguin desenvolupar la seva tasca docent, uns materials que puguin adequar-se a cada situació d’aprenentatge i a les necessitats educatives de cada centre, de cada aula i, en definitiva, de cada alumne o alumna.

01 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:23

Página 8

El projecte d’ESO

El projecte de Text-La Galera per a l’Educació Secundària

Mantenint el compromís de renovació pedagògica i qualitat de l’educació, Text-La Galera ofereix per a aquest nou curs una proposta trencadora, la nova línia de materials didàctics per a l’Educació Secundària Obligatòria. Els canvis socials, pedagògics i legislatius han marcat el nou plantejament didàctic dels nostres materials. Els alumnes de secundària, amb els nostres llibres aprendran a... saber fer tenir criteri propi ser autònoms reflexionar sobre el seu procés d’aprenentatge verbalitzar i comunicar els seus aprenentatges tenir iniciativa En definitiva, aprendran a aprendre, a preparar-se per aconseguir desenvolupar les capacitats bàsiques i les competències que regeixen les relacions personals, socials i professionals de la societat actual.

8

ESO El projecte

01 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:23

Página 9

Aspectes didàctics del projecte

Respectant la LOE, apostem per... La temporització trimestral d’acord amb els períodes avaluatius escolars. Els llibres dels alumnes tenen 9 unitats, temporitzables en dos trimestres de tres unitats cada un i un últim trimestre de dues unitats de treball i una final de síntesi. Una estructura didàctica coherent de les unitats en funció de la seqüència lògica d’aprenentatge: 1 Presentació i sondeig dels coneixements previs. 2 Treball mitjançant la informació i les activitats i les diferents seccions segons l’àrea i atenent a la diversitat. 3 Avaluació al final de cada unitat. Una atenció especial a la diversitat de ritmes d’aprenentatge. Les activitats estan marcades segons si són de reforç o ampliació. La guia didàctica va acompanyada de més activitats de reforç i d’ampliació per atendre aquesta diversitat d’alumnat. Les activitats són intencionadament diverses i de treball de les competències bàsiques proposades des dels currículums del Departament d’Educació: • dirigides • obertes • en grup i individuals • orals i escrites • d’ús de les TIC • de treball dels eixos transversals • procedimentals i manipulatives • de reflexió • de síntesi S’ha fet èmfasi en l’explicitació de la transversalitat i el tractament de la llengua específica de cada àrea, dedicant esforços a pautar bé la verbalització i l’autoreflexió del treball dels alumnes.

ESO El projecte

9

01 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:23

Página 10

Àrea de Ciències de la naturalesa Contribució de l’àrea a les competències bàsiques

Competències pròpies de la matèria La competència científica es defineix com la capacitat d’utilitzar el coneixement científic per identificar preguntes i obtenir conclusions a partir d’evidències, amb la finalitat de comprendre i ajudar a prendre decisions sobre el món natural i els canvis que l’activitat humana hi produeix (PISA, 2000). La competència científica està estretament relacionada amb la competència bàsica: el coneixement i la interacció amb el món físic. Assolir la competència científica comporta: Emocionar-se amb la ciència, amb la seva metodologia per generar explicacions sobre els objectes i fenòmens del món, amb la bellesa d’aquestes explicacions i amb les seves aplicacions quan s’utilitza de manera responsable. Pensar científicament a partir de construir i utilitzar versions elementals però complexes dels grans models de la ciència. Aquests coneixements han de proporcionar estratègies útils per descriure els fenòmens relacionats amb problemes socialment rellevants, per explicar-los i per fer prediccions. Analitzar i donar resposta a problemes contextualitzats, a partir de plantejar-se preguntes investigables científicament, de planificar com es poden trobar evidències de les explicacions inicials elaborades, de posar en pràctica el procés de recerca d’aquestes evidències, de deduir conclusions i d’analitzar-les críticament. Pensar de manera autònoma i creativa, tot assumint que el coneixement científic evoluciona a partir de la recerca d’evidències i també de les discussions sobre les maneres d’interpretar els fenòmens. Comunicar en llenguatge científic les dades, les idees i les conclusions utilitzant diferents modes comunicatius, i argumentar-les tenint en compte punts de vista diferents del propi.

10

Comprendre textos de contingut científic de diferents fonts (Internet, revistes i llibres de divulgació científica, discursos orals, etc.) i disposar de criteris per analitzar-los críticament. Fer servir el coneixement científic per argumentar de manera fonamentada i creativa les actuacions com a ciutadans responsables, especialment les relacionades amb la gestió sostenible del medi, la salut pròpia i la comunitària, i l’ús d’aparells i materials en la vida quotidiana. Aportacions de la matèria a les competències bàsiques La formació de l’alumnat en els continguts de l’àrea de les Ciències de la naturalesa contribueix a l’assoliment de totes les altres competències bàsiques de la manera que es detalla a continuació: Competència comunicativa lingüística i audiovisual. Les Ciències de la naturalesa aporten el coneixement del llenguatge de la ciència que és indissociable al del propi coneixement científic. Aquest llenguatge es concreta en maneres específiques de descriure els fets i fenòmens, d’explicar-los i exposar-los, de justificar-los i argumentarlos i de definir-los. Així mateix, la complexitat dels fets i fenòmens objecte d’estudi requereix la col·laboració d’altres llenguatges o modes comunicatius, com el visual o el matemàtic.

Un glossari al final de cada llibre, que fa la funció d’un petit diccionari científic, facilita l’ús d’un vocabulari específic ple de tecnicismes i neologismes. El coneixement d’aquest vocabulari és un pas paral·lel al domini del llenguatge científic.

Competències artística i cultural. La ciència, vista com a conjunt de models i teories, de processos i de valors construïts per homes i dones al llarg dels segles, és una forma de cultura bàsica en el context actual. Més enllà de les seves aplicacions, l’aprenentatge de la ciència permet accedir a formes d’explicar, de raonar, de valorar i d’ac-

ESO Competències bàsiques

01 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:23

Página 11

tuar sovint diferents de les del sentit comú. L’apropiació d’aquest tipus de cultura necessita el desenvolupament de la imaginació i de la creativitat, aspectes que es comparteixen amb la competència artística.

En l’apartat “Reportatge” de cada unitat dels llibres de Text-laGalera parlem de curiositats i altres notícies del món científic que gairebé sempre donen resposta a problemes molt determinats, sempre rellevants i, alhora, quotidians. L’educació per a la promoció de la salut també és un compromís editorial que sempre es manifesta en alguna de les activitats de cada unitat dels llibres.

Tractament de la informació i competència digital. Actualment les persones poden accedir a la informació sobre temàtiques de contingut científic a través de tots tipus de mitjans, però molt especialment d’Internet. Tanmateix, l’ús d’aquesta informació comporta saber utilitzar el coneixement bàsic que s’aprèn a l’escola per analitzar-la críticament. Al mateix temps, l’aprenentatge científic requereix comunicar les idees de manera convincent, concisa i unívoca, a partir de combinar dades, informacions i coneixements mitjançant tot tipus de suports.

La informàtica, protagonista de les TIC (tecnologies de la informació i la comunicació), mereix, en els llibres de Text-laGalera, una atenció molt especial. Els llibres de ciències de la naturalesa ofereixen una bona bateria d’activitats que es treballen amb programes informàtics tant de l’entorn Windows com del programari lliure.

Competència matemàtica. El desenvolupament de la competència científica està íntimament associat al de la competència matemàtica. La mesura, el tractament de les dades, la construcció i lectura de gràfics, les representacions geomètriques i la deducció i la interpretació de models matematitzats són, entre d’altres, àmbits que els dos camps competencials comparteixen i que cal treballar conjuntament en la recerca de respostes a les preguntes que ens fem sobre els fenòmens de la naturalesa. Competència social i ciutadana. Els aprenentatges en el camp de les ciències de la naturalesa aporten al desenvolupament d’aquesta competència, d’una banda, coneixements que possibiliten analitzar els problemes del nostre entorn i problemes globals del planeta des de la seva complexitat i fonamentar les opinions i l’actuació responsable i, de l’altra, estratègies i actituds per afrontar aquesta anàlisi relacionades amb la recerca de l’objectivitat, el ri-

ESO Competències bàsiques

gor i la racionalitat i, al mateix temps, amb el reconeixement dels condicionaments socials en el desenvolupament de la ciència, del grau d’incertesa en les afirmacions i de la necessitat d’aplicar el principi de precaució a l’hora de prendre decisions.

Des dels llibres de Text-laGalera volem proposar un missatge integrador entre ciència, tecnologia i medi ambient. Aquest missatge, palès en tots els llibres, es remarca en l’apartat “Eix transversal” que hi ha en cada unitat.

Competència d’aprendre a aprendre. Les persones generen en el context quotidià idees per interpretar el món, idees que cal aprendre a canviar per apropiar-se de la cultura científica. Per aprendre ciències, a l’escola i al llarg de tota la vida, cal ser capaç de reconèixer les limitacions de les pròpies idees i de fer-les evolucionar a partir d’observar el món amb nous ulls i de contrastar-les amb les dels altres. Això comporta ser capaç de fer-se preguntes sobre el que succeeix en l’entorn, d’imaginar respostes, d’autoregular-les, de treballar en equip, de no desanimar-se davant de les dificultats, de reconèixer les pròpies potencialitats i mancances i, molt especialment, de reconèixer el plaer d’aprendre i de compartir el saber amb els altres. Competència d’autonomia i iniciativa personal. Tant la ciència com el seu aprenentatge són el resultat d’un procés d’evolució constant. La competència científica comporta ser capaç de plantejar-se problemes rellevants i de donar-hi respostes sovint provisionals i sotmeses a l’autocrítica. Necessita posar en pràctica un pensament divergent i creatiu, assumir que l’error forma part de l’aprenentatge i mantenir l’autoestima davant de les dificultats. Al mateix temps, es posa en acció en el marc de projectes de treball sovint col·lectius que comporten tenir iniciatives, organitzar-se de manera efectiva, negociar i prendre decisions, etc. Tots aquests aspectes, juntament amb altres, contribueixen al desenvolupament de l’autonomia de l’alumnat.

Els llibres de Text-laGalera posen èmfasi en aquestes dues últimes competències i ofereixen els procediments, activitats pautades amb la màxima precisió i molt il·lustrades, que actuen com a avaluació dels continguts treballats en cada unitat. Aquestes activitats, tot i presentar-se molt dirigides, estan obertes a modificacions que no limitin la capacitat d’innovació dels alumnes, sobretot quan el treball és en grup.

11

01 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:23

Página 12

Estructura didàctica

Pàgines d’entrada Aquest és el llibre de quart d’ESO de biologia i geologia.

41 Els cicles geològics 42 El cicle geològic extern 44 El moviment de la litosfera i la tectònica de plaques 50 La formació de plaques litosfèriques i la deriva dels continents en la història de la Terra

La litosfera, un element dinàmic La litosfera terrestre es genera, es destrueix i canvia constantment. En aquesta unitat estudiaràs la dinàmica interna de la terra i els seus efectes sobre la litosfera.

2

Té 7 unitats: 6 unitats de programació i una unitat final de recapitulació.

Índex de la unitat

Tipus d’activitats

Títol i resum del capítol

Procediment

TIC

procediment

Simulació del procés de fossilització i construcció i ús d’una brúixola a Aprèn a fer rèpliques senzilles per simular el procés de fossilització sense malmetre els fòssils originals.

R reforç

Materials: Closques de cargol, de musclo o de petxina buides, escaiola, silicona, àcid clorhídric, xeringa, safata de plàstic, capsa o motlle de cartró que pugui contenir una closca de musclo o de petxina, martell petit.

dental, renta la zona afectada amb abundant aigua freda, sense utilitzar sabó.

3 Posa una closca de musclo o de petxina sobre l’escaiola líquida.

4 Deixa el cargol submergit en àcid tant temps com faci falta fins a la dissolució completa de la closca. La dissolució de la closca carbonàtica et permetrà veure el motlle intern de la cavitat de l’organisme.

4 Colga completament la closca amb més escaiola líquida.

Construcció de la rèplica interna d’un fòssil Construcció de la rèplica externa d’un fòssil

A ampliació

1 Fon la silicona seguint les instruccions impreses en la capsa de la silicona. Tingues molta cura de no cremar-te amb la font de calor que utilitzis.

1 Barreja escaiola amb aigua seguint les instruccions impreses en la capsa de l’escaiola. 2 Afegeix l’escaiola líquida fins a 1/3 del motllo de cartró.

2 Amb l’ajut de la xeringa, injecta silicona líquida dins una closca de cargol terrestre o marí buida. La silicona ha de ser prou fluida perquè penetri en tota la cavitat. Deixa el cargol amb la silicona dins una safata de plàstic. Els científics tenen un gran interès a conèixer la Terra i la seva història, ja que és també la nostra. Per exemple, el camp magnètic terrestre protegeix la superfície de la Terra de partícules atòmiques emeses pel Sol, el vent solar, les quals són molt perjudicials per a la vida. L’existència del camp magnètic terrestre es pot posar de manifest amb una brúixola. La Terra actua com un imant gegantí que atrau determinats materials, com el ferro de l’agulla de la brúixola.Tant se val cap on es giri l’instrument, la seva agulla magnetitzada sempre indicarà la mateixa direcció: el nord magnètic. Els científics pensen que el camp magnètic de la Terra es genera al seu centre, que és com una immensa dinamo que produeix forts corrents elèctrics. I els corrents elèctrics van associats als camps magnètics. Respecte a la història de la vida al planeta Terra, uns dels elements que permeten als científics reconstruir-ne l’evolució és l’anàlisi dels fòssils. Els paleontòlegs sovint construeixen rèpliques dels fòssils per estudiar-los i exhibir-los, la qual cosa permet conservar millor el patrimoni paleontològic.

5 Un cop l’escaiola s’hagi endurit completament (després d’un parell d’hores com a mínim, però la hi pots deixar tant temps com vulguis), treu-la del motllo i posa-la sobre la taula de tal manera que la closca quedi orientada perpendicular a la taula. 6 Finalment, amb l’ajut del martell, parteix el bloc d’escaiola amb un sol cop sec donat al mig del bloc, a la zona on hi ha d’haver la closca.

Aplicació:

3 Un cop s’hagi assecat la silicona (després d’un parell d’hores com a mínim, però la hi pots deixar tant temps com vulguis), submergeix la closca en una solució d’àcid clorhídric diluït a l’1% en aigua destil·lada. No toquis mai cap àcid amb les mans ni l’oloris, ja que et podria cremar la pell i les mucoses del nas i els ulls. En cas de contacte acci-

Agafa els motlles que has construït i dibuixa’ls. Compara els motlles amb l’original (en el cas dels cargols, compara’l amb un altre cargol del mateix tipus i de mida similar). Tenen la mateixa forma? Hi ha cap part que no hagi quedat representada? Ara, contesta: • Quina part de l’organisme queda plasmada en el motlle de silicona? • El motlle de silicona, té la mateixa forma que la cavitat interna del cargol, o n’és la forma complementària? • Quina part de l’organisme queda plasmada en el motlle d’escaiola? • El motlle d’escaiola, té la mateixa forma que la closca del musclo o la petxina, o n’és la forma complementària?

30

Notícia periodística o text literari introductori

1

31

Passos per desenvolupar el procediment Aplicació Informació

12

ESO Biologia i geologia 4

Página 13

Informació

Activitats

La litosfera

2

La Terra és un planeta dinàmic

Els cicles geològics Geològicament parlant, la Terra és un planeta dinàmic, malgrat que molts cops els canvis són tan lents que és difícil percebre’ls. La seva superfície experimenta modificacions lentes i contínues. El seu dinamisme es deu a l’existència de dos factors:

és transformada pels

està fragmentada en

agents geològics externs

plaques litosfèriques

aigua

oceàniques

vent

mixtes

• Les fonts d’energia interna, que provenen de l’interior de la Terra, bàsicament de la calor produïda per la desintegració dels elements radioactius que hi ha al nucli i el mantell.

que es desplacen a causa de

• Les fonts d’energia externa, que són d’escala còsmica i planetària, com la gravetat, la rotació de la Terra i l’energia del Sol, que actuen sobre l’atmosfera, la hidrosfera i la biosfera.

éssers vius

mitjançant els

corrents de convecció de l’astenosfera

processos geològics externs meteorització i generen

erosió

contactes entre plaques

transport

convergents

sedimentació

El cicle geològic extern és responsable de la formació de les roques sedimentàries i d’algunes roques metamòrfiques.

El cicle geològic intern és responsable de la formació de les roques magmàtiques i d’algunes roques metamòrfiques.

Segons aquest criteri, es pot distingir entre:

Sobre els processos geològics:

• La dinàmica interna de la Terra, responsable de la formació del relleu mitjançant el cicle geològic intern. El cicle geològic intern provoca tota una sèrie de canvis i processos endògens, que es manifesten en la formació de serralades, erupcions volcàniques, aigües termals, moviments sísmics i el desplaçament de les plaques litosfèriques.

www.xtec.es/aulanet/ud/cien cies/planeta/activitats/activi tats.htm

• La dinàmica externa de la Terra, responsable del modelatge del relleu mitjançant el cicle geològic extern. El cicle geològic extern depèn de l’acció de l’atmosfera, la hidrosfera i la biosfera.

divergents transformants

El cicle geològic intern i el cicle geològic extern exerceixen accions contraposades sobre la litosfera terrestre. El cicle geològic intern forma desnivells, mentre que el cicle geològic extern els modela i tendeix a anivellar-los. La seva actuació conjunta dóna lloc a un cicle continu anomenat cicle geològic global.

i donen lloc a

serralades fenòmens volcànics fenòmens sísmics arcs d’illes

Erupció volcànica

Segur que ja saps...

T’agradaria saber...

1

Com es formen les muntanyes?

4

Quin és l’efecte dels agents geològics externs sobre la litosfera?

2

D’on prové l’energia responsable dels volcans i els terratrèmols?

5

Per què el perfil septentrional d’Àfrica i el perfil meridional d’Amèrica del Sud encaixen com si fossin les peces d’un trencaclosques?

6

Com ha anat canviant la superfície de la Terra al llarg del temps?

3

Què són els processos geològics externs?

Quins agents geològics externs es veuen en la fotografia?

40

41

Mapa de conceptes

Preguntes preliminars

Contingut

2

Marges amb informació complementària

R

14

Observa aquesta seqüència de dibuixos. [

i PÀG. 47

]

R

17

Defineix què són les zones de rift. Anomena les zones de rift que coneguis. [ i PÀG. 50]

R

18

Explica com poden evolucionar les zones de rift. [

A

19

Llegeix el text següent:

1

El temps i la geologia Les persones percebem el paisatge i la geografia com a immutables. Veiem les roques com a elements inerts dels quals, i només de molt tard en tard, ens arriben notícies d’un despreniment, d’un terratrèmol o d’una erupció. L’alçament progressiu d’una serralada, la meteorització implacable de les superfícies o la progressiva separació de les costes de dos continents necessàriament ens han de passar per alt, simplement perquè s’esdevenen a un ritme que només l’observació geològica és capaç de copsar. La formació de meandres demana desenes i fins centenars d’anys, les glaciacions ocorren en mil·lennis, la deriva continental abasta milions d’anys i la formació de l’atmosfera exigí el transcurs de milers de milions d’anys. La mateixa presència dels individus més arcaics d’Homo sapiens es remunta a 300.000 anys enrere, una quinze mil·lèsima part del temps d’existència de la Terra.

2

3

Descriu el procés que mostra i relaciona’l amb la teoria de la tectònica de plaques i la formació del relleu terrestre.

A. Garriga. Biosfera. Vol. 1. Planeta viu. Enciclopèdia Catalana. Barcelona 1993.

15

A

Contesta: [

i PÀG. 47

]

• Com es va generar l’Himàlaia? Quina teoria ho explica?

Resumeix en una frase la idea principal que s’exposa en el text.

Observa en el mapa la velocitat de moviment de les plaques litosfèriques, busca en un atlas la localització de la mar Roja i contesta: [ i PÀG. 45]

• Per què el text diu que els canvis en la litosfera s’esdevenen a un ritme que només l’observació geològica és capaç de copsar? • Quan es va formar Pangea? • Com era la litosfera abans de la formació de Pangea? • Quan es va començar a fragmentar Pangea? • Quines van ser les dues primeres masses de terra emergida en què es va fragmentar Pangea? • Per què el perfil de la costa septentrional africana encaixa amb el perfil de la costa meridional sud-americana? • Ha variat gaire la posició del territori on ara hi ha Catalunya respecte a Àfrica des de l’inici de la fragmentació de Pangea fins a l’actualitat?

Ara, contesta: 16

A

• Creus que la mar Roja pot ser el principi d’un nou fons oceànic? • Quines plaques separaria?

placa nord-americana

placa eurasiàtica

46 mm/any

1 mm/any 15 mm/any

placa pacífica

placa africana

placa placa del Carib de Cocos

placa de Nazca 150 mm/any

placa pacífica

placa aràbiga

placa filipina

200 mm/any

placa sud-americana placa indoaustraliana

84 mm/any

placa antàrtica

59

Número de pregunta i símbols descriptius del tipus d’activitat i dificultat

Remissions a les pàgines d’informació

Eix transversal 1

eix transversal

Segons les tradicions xewongs, un poble que viu a les selves tropicals de Malàisia, la Terra és el centre de l’U-

Plana, esfèrica o una petxina

nivers i inclou únicament el bosc tro-

Quina mida té la Terra? I quina forma té? Els éssers humans han intentat respondre preguntes com aquestes des de l’antigor. Pot ser que tingués forma de cilindre o de disc pla, o que semblés una closca de tortuga posada damunt d’una columna d’elefants. Fins fa pocs segles, la concepció de la Terra i el seu lloc a l’Univers anava lligada a les creences religioses i als rituals i els costums socials.

bles, molt petites i estan sempre em-

1 1

pical. L’Univers és format per vuit capes (anomenades Terres), sis de les quals estan situades per sobre de la Terra i una, per sota. La Terra en la qual viuen és la Terra Set, que ells

• Hi ha capes que se solapen? Quines són?

anomenen Te Tujuh, i el cel que veuen és la part de sota de la Terra Sis. Les quatre primeres Terres són inhabitaboirades. A la Terra Cinc hi viuen els

2

fantasmes immortals dels gibons, uns micos tropicals, que s’emporten les ànimes dels nens si mengen carn de gibó. La Terra Sis, o illa dels fruits,

ulls freds, no es posen malaltes i no moren mai. Quan es fan velles, es transformen en un nou infant.

más d’Oxtxuc. I per als habitants de les illes Tuamotu, a la Polinèsia, la Terra és una petxina.

ble de Chiapas, a Mèxic, la Terra és grans columnes, que es recolzen en un pla inferior on viuen éssers d’aparença no humana. Aquests éssers són de pell negra, ja que el Sol hi passa molt a prop i els torra, només

• Explica què veus en la fotografia. • Pensa si aquests objectes quotidians poden ser tòxics.

ra i que no era el centre de l’Univers va ser Aristarc, a la Grècia clàssica, al segle VI aC. I l’any 240 aC Eratòstenes cia de la Terra, que va calcular en

2 Com explicaries què és la Terra, si no coneguessis el que han demostrat els científics?

Els metalls pesants, com el zinc, el coure, el cadmi, el mercuri, el plom, l’or, el níquel, el cobalt, el gal·li, l’indi o l’arsènic, són presents a tota la biosfera en concentracions molts baixes. El zinc i el coure són nutrients essencials per als éssers vius, però la resta, si es troben en concentracions superiors a les normals, són tòxics.

fa 40.076,539 km). Malgrat aquests càlculs i coneixements, a l’edat mitjana, influenciada per la religió, a Europa es va tornar a defensar que la Terra era plana i que era el centre de l’Univers. I fins i tot Galileu va ser jutjat per defensar que la Terra girava al voltant del Sol.

3 Busca més informació sobre la vida i les idees científiques de Galileu i fes-ne un resum d’unes 10 línies. Pots trobar més informació en aquestes pàgines web:

Els metalls són elements químics i no es poden destruir. Les fonts de metalls pesants més importants són la mineria, les indústries derivades del metall i la combustió del petroli. També es localitzen en pintures, components elèctrics i mecànics i productes com empastaments dentals o cigarretes.

www.xtec.cat/~rmolins1/bios/cat/ galileo.htm www.pensament.com/filoxarxa/filo xarxa/Galileo.htm www.upf.edu/materials/fhuma/revo lucio/principal/biografias/paginas/ galileu3.htm

Els metalls pesants poden esdevenir contaminants importants i perillosos a escala local. Si, per exemple, un riu transporta metalls pesants en excés, totes les terres de conreu que rega els acumularan en concentracions tòxiques. Aquests metalls seran absorbits primer per les plantes, després pels animals que les consumeixin i, finalment, arribaran a les persones.

tenen un peu i són molt baixets. No necessiten menjar i ja en tenen prou olorant els aliments. Això explica que no defequin i que facin més bona olor que els humans. Segons aquesta tradició, l’eix de la Terra i del cel passa exactament pel capçal

• silici, ferro, magnesi i calci en estat sòlid

Aristarc, al s. VI aC, va ser el primer a postular que la Terra era esfèrica

• silici, alumini, magnesi, carbó, sofre nitrogen i oxigen en estat sòlid • ferro i níquel en estat sòlid • silici, ferro, magnesi i calci en estat semilíquid

Els metalls pesants

de Cirene va mesurar la circumferèn250.000 estadis, mesura que equival

plana i està aguantada per quatre

• ferro i níquel en estat semilíquid

escorça •

1 Què tenen en comú les tradicions sobre la forma de la Terra dels polinesis, els tzeltals i els xewongs? Per què creus que tots els pobles basen les seves tradicions en el que observen al seu voltant?

va postular que la Terra era una esfe-

a 46.620 km (actualment sabem que Segons les tradicions tzeltals, un po-

nucli intern • nucli extern • mantell inferior •

La primera persona coneguda que

La concepció de la Terra ha anat lligada durant segles a les creences religioses i socials

Copia i relaciona amb fletxes:

mantell superior • (astenosfera)

Activitats:

Les persones que hi viuen només

4 Per què penses que a finals de l’edat mitjana, malgrat que ja s’acceptava que la Terra era esfèrica, encara es creia que era el centre de l’Univers? Això és gaire diferent de les tradicions xewong, tzeltal i polinèsia?

de l’altar de l’església de Santo To-

35


Copia aquests esquemes de la Terra i situa-hi, respectivament, els noms següents: nucli – mantell – escorça discontinuïtat de Mohorovicic discontinuïtat de Gutenberg litosfera – atmosfera hidrosfera – biosfera

educació per a la salut

mengen fruita, tenen la sang i els

Article periodístic

Exercicis per treballar els continguts

Avaluació

és un lloc fresc, ple d’arbres fruiters.

34

]

58

Reportatge Reportatge

i PÀG. 51

Preguntes per treballar l’article

activitats

16:24

Llegeix el text següent, tret d’una informació d’Europa Press, titulada La situació al litoral basc és insostenible “Maria José Caballero, responsable d’oceans de Greenpeace, ha assegurat que «el punt més negre és el golf de Biscaia, per la seva alta contaminació amb metalls pesants». [...] La preocupant situació de les costes no es deu al desmantellament de la indústria, sinó a una mala gestió dels residus. «La urbanització de les platges i la construcció de ports esportius, així com la proliferació d’abocaments incontrolats [...] provoquen danys irreparables al nostre ecosistema».” Ara, escriu una proposta raonable per evitar que la contaminació provocada per metalls pesants augmenti sense remei.

3

Què és la gravetat? Com se’n pot comprovar l’existència?

4

Què és el magnetisme? Com se’n pot comprovar l’existència?

5

En què es basen els mètodes directes d’estudi de la Terra? Anomena’ls i explica en què consisteixen.

6

En què es basen els mètodes indirectes d’estudi de la Terra? Anomena’ls i explica en què consisteixen.

7

Explica l’origen i la formació de la Terra.

8

Què és un fòssil? Com es formen els fòssils? Anomena els diferents tipus de fòssils i explica en què consisteixen.

9

Què és un estrat? I una columna geològica? En què consisteixen els mètodes de datació relativa i absoluta dels estrats?

10

Explica les principals característiques geològiques i biològiques de les eres criptozoica, paleozoica, mesozoica i cenozoica.

Tingues en compte: – No llencis pintures ni altres materials rics en metalls pesants al medi ambient. Diposita’ls en contenidors especials. – Limita al màxim l’ús de productes que continguin metalls pesants o utilitza, si és inevitable, els que en tinguin menys.

36

Informació

avaluació

3/7/08

activitats

01 guia ESO4 BiG

37

Activitats

Actituds que convé adoptar

Activitats de comprovació

13

01 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:24

Página 14


Pàgina d’entrada Cada unitat comença amb una doble pàgina il·lustrada amb una fotografia que fa la funció d’escenari. Hi trobem: a Un índex amb els principals temes tractats en la unitat, amb la pàgina en què es troba cadascun. b Una presentació sintètica de la unitat.

41 Els cicles geològics 42 El cicle geològic extern 44 El moviment de la litosfera i la tectònica de plaques 50 La formació de plaques litosfèriques i la deriva dels continents en la història de la Terra

La litosfera, un element dinàmic La litosfera terrestre es genera, es destrueix i canvia constantment. En aquesta unitat estudiaràs la dinàmica interna de la terra i els seus efectes sobre la litosfera.

2

Mapa de conceptes / Activitats prèvies El mapa de conceptes serveix per presentar de manera esquemàtica els continguts de la unitat i permet veure les relacions que s’estableixen entre aquests. Entre les activitats prèvies, distingim dos apartats: a “Segur que ja saps...” En aquest apartat es recullen preguntes numerades que fan un paper d’activadores de coneixements previs i que han de servir al professorat per valorar els coneixements previs que tenen els seus alumnes sobre els conceptes que s’ampliaran al llarg de la unitat. Aquestes activitats es poden treballar de manera oral i col·lectiva —es pot fer participar el conjunt de la classe i valorar les aportacions que en surtin— o de manera escrita i individual —amb un caràcter d’avaluació prèvia. El nombre que acompanya cada pregunta es localitza dins el mapa de conceptes previ, d’aquesta manera es pot observar com s’articula un determinat concepte conegut dins el conjunt de conceptes que configuren la unitat.

La litosfera

2


Els cicles geològics Geològicament parlant, la Terra és un planeta dinàmic, malgrat que molts cops els canvis són tan lents que és difícil percebre’ls. La seva superfície experimenta modificacions lentes i contínues. El seu dinamisme es deu a l’existència de dos factors:

és transformada pels




aigua

oceàniques

vent

mixtes




éssers vius

mitjançant els



erosió


transport

convergents

sedimentació


i donen lloc a







• La dinàmica externa de la Terra, responsable del modelatge del relleu mitjançant el cicle geològic extern. El cicle geològic extern depèn de l’acció de l’atmosfera, la hidrosfera i la biosfera. El cicle geològic intern i el cicle geològic extern exerceixen accions contraposades sobre la litosfera terrestre. El cicle geològic intern forma desnivells, mentre que el cicle geològic extern els modela i tendeix a anivellar-los. La seva actuació conjunta dóna lloc a un cicle continu anomenat cicle geològic global.


Erupció volcànica


40


1


4


2


5

3



6



41

b “T’agradaria saber...” En aquest apartat es proposa una bateria de preguntes que tenen un caràcter més aviat retòric, en el sentit que no demanen una resposta, sinó que serveixen com a anticipació d’allò nou que els alumnes aprendran al llarg de la unitat. Els nombres que les acompanyen també es localitzen dins el mapa de conceptes.

14


3/7/08

16:24

Página 15


Informació Cada unitat recull un tractament de la informació a doble pàgina. Hi destaca la profusió d’imatges (mapes, fotografies, il·lustracions, infografies) que acompanya el text explicatiu i que facilita un aprenentatge més lúdic i complet. Sovint aquestes imatges van acompanyades de preguntes que han de servir per aplicar els coneixements teòrics i per dinamitzar el grup. Aquestes preguntes són indicatives per al professor, és a dir, a partir de les que es proposen se’n poden fer centenars més. Serveixen per repassar, per confirmar l’explicació del text, per buscar relacions de causalitat. Tenen, per tant, un marcat caràcter didàctic.

La litosfera

2


Els cicles geològics és transformada pels




aigua

oceàniques mixtes




vent

mitjançant els



erosió


transport

convergents

sedimentació


Geològicament parlant, la Terra és un planeta dinàmic, malgrat que molts cops els canvis són tan lents que és difícil percebre’ls. La seva superfície experimenta modificacions lentes i contínues. El seu dinamisme es deu a l’existència de dos factors:

éssers vius






• La dinàmica externa de la Terra, responsable del modelatge del relleu mitjançant el cicle geològic extern. El cicle geològic extern depèn de l’acció de l’atmosfera, la hidrosfera i la biosfera.


El cicle geològic intern i el cicle geològic extern exerceixen accions contraposades sobre la litosfera terrestre. El cicle geològic intern forma desnivells, mentre que el cicle geològic extern els modela i tendeix a anivellar-los. La seva actuació conjunta dóna lloc a un cicle continu anomenat cicle geològic global.

i donen lloc a


Erupció volcànica



1


4


2


5

3



6



40

41

Activitats


2

58

R

14

Observa aquesta seqüència de dibuixos. [

i PÀG. 47

]

R

17

Defineix què són les zones de rift. Anomena les zones de rift que coneguis. [ i PÀG. 50]

R

18

Explica com poden evolucionar les zones de rift. [

A

19

Llegeix el text següent:

i PÀG. 51

]

1

2

3

Descriu el procés que mostra i relaciona’l amb la teoria de la tectònica de plaques i la formació del relleu terrestre.

El temps i la geologia Les persones percebem el paisatge i la geografia com a immutables. Veiem les roques com a elements inerts dels quals, i només de molt tard en tard, ens arriben notícies d’un despreniment, d’un terratrèmol o d’una erupció. L’alçament progressiu d’una serralada, la meteorització implacable de les superfícies o la progressiva separació de les costes de dos continents necessàriament ens han de passar per alt, simplement perquè s’esdevenen a un ritme que només l’observació geològica és capaç de copsar. La formació de meandres demana desenes i fins centenars d’anys, les glaciacions ocorren en mil·lennis, la deriva continental abasta milions d’anys i la formació de l’atmosfera exigí el transcurs de milers de milions d’anys. La mateixa presència dels individus més arcaics d’Homo sapiens es remunta a 300.000 anys enrere, una quinze mil·lèsima part del temps d’existència de la Terra. A. Garriga. Biosfera. Vol. 1. Planeta viu. Enciclopèdia Catalana. Barcelona 1993.

A

15

Contesta: [

i PÀG. 47

]

• Com es va generar l’Himàlaia? Quina teoria ho explica?

Resumeix en una frase la idea principal que s’exposa en el text. Ara, contesta:

A

16

Observa en el mapa la velocitat de moviment de les plaques litosfèriques, busca en un atlas la localització de la mar Roja i contesta: [ i PÀG. 45] • Creus que la mar Roja pot ser el principi d’un nou fons oceànic? • Quines plaques separaria?


placa eurasiàtica

46 mm/any

1 mm/any 15 mm/any

placa pacífica


placa de Nazca 150 mm/any

placa africana

placa aràbiga

placa pacífica placa filipina

200 mm/any


84 mm/any

placa antàrtica

• Per què el text diu que els canvis en la litosfera s’esdevenen a un ritme que només l’observació geològica és capaç de copsar? • Quan es va formar Pangea? • Com era la litosfera abans de la formació de Pangea? • Quan es va començar a fragmentar Pangea? • Quines van ser les dues primeres masses de terra emergida en què es va fragmentar Pangea? • Per què el perfil de la costa septentrional africana encaixa amb el perfil de la costa meridional sud-americana? • Ha variat gaire la posició del territori on ara hi ha Catalunya respecte a Àfrica des de l’inici de la fragmentació de Pangea fins a l’actualitat?

activitats

Aquesta secció ofereix un bon nombre d’activitats, que tenen una tipologia variada. Aquestes activitats poden ser: – De sondeig: per saber de quins coneixements previs es parteix. – De repàs: per explicitar el que s’ha estudiat, amb remissions a les pàgines d’informació. – D’ampliació: a través de textos, imatges, gràfics... (estan marcades amb una A). – De grup: per treballar en parelles o de manera col·lectiva. – De reforç: per consolidar el que s’ha treballat (estan marcades amb una R). – Orals: de verbalització del treball propi. – D’ús de les TIC: o d’assoliment de continguts a través del treball amb les tecnologies de la informació i la comunicació (estan marcades amb una icona que representa una mà). – Interdisciplinàries: que posen en joc continguts d’altres àrees. – D’investigació: que provoquen la recerca. – Relacionades amb els eixos transversals: per treballar temes transversals com l’educació per a la salut, la ciutadania...

activitats

01 guia ESO4 BiG

59

15

01 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:24

Página 16


Procediment La secció “Procediment” presenta una activitat procedimental. Es parteix sempre d’un article periodístic real, que té com a finalitat que els alumnes s’adonin de la utilitat que té el procediment que es desenvoluparà més endavant. A continuació s’exposa una bateria de preguntes perquè els alumnes valorin què saben del tema tractat. El pas següent consisteix a pautar pas a pas un procediment i a facilitar-ne la solució, sigui escrita o gràfica. Finalment, es proposa l’aplicació d’aquest procediment a partir d’un exemple donat. Els procediments de tercer curs incideixen en la lectura, la interpretació i l’execució de gràfics de tipologia diversa.

Simulació del procés de fossilització i construcció i ús d’una brúixola a Aprèn a fer rèpliques senzilles per simular el procés de fossilització sense malmetre els fòssils originals.

Materials: Closques de cargol, de musclo o de petxina buides, escaiola, silicona, àcid clorhídric, xeringa, safata de plàstic, capsa o motlle de cartró que pugui contenir una closca de musclo o de petxina, martell petit.

procediment dental, renta la zona afectada amb abundant aigua freda, sense utilitzar sabó.

3 Posa una closca de musclo o de petxina sobre l’escaiola líquida.

4 Deixa el cargol submergit en àcid tant temps com faci falta fins a la dissolució completa de la closca. La dissolució de la closca carbonàtica et permetrà veure el motlle intern de la cavitat de l’organisme.

4 Colga completament la closca amb més escaiola líquida.

Construcció de la rèplica interna d’un fòssil Construcció de la rèplica externa d’un fòssil 1 Fon la silicona seguint les instruccions impreses en la capsa de la silicona. Tingues molta cura de no cremar-te amb la font de calor que utilitzis. 2 Amb l’ajut de la xeringa, injecta silicona líquida dins una closca de cargol terrestre o marí buida. La silicona ha de ser prou fluida perquè penetri en tota la cavitat. Deixa el cargol amb la silicona dins una safata de plàstic. Els científics tenen un gran interès a conèixer la Terra i la seva història, ja que és també la nostra. Per exemple, el camp magnètic terrestre protegeix la superfície de la Terra de partícules atòmiques emeses pel Sol, el vent solar, les quals són molt perjudicials per a la vida. L’existència del camp magnètic terrestre es pot posar de manifest amb una brúixola. La Terra actua com un imant gegantí que atrau determinats materials, com el ferro de l’agulla de la brúixola.Tant se val cap on es giri l’instrument, la seva agulla magnetitzada sempre indicarà la mateixa direcció: el nord magnètic. Els científics pensen que el camp magnètic de la Terra es genera al seu centre, que és com una immensa dinamo que produeix forts corrents elèctrics. I els corrents elèctrics van associats als camps magnètics. Respecte a la història de la vida al planeta Terra, uns dels elements que permeten als científics reconstruir-ne l’evolució és l’anàlisi dels fòssils. Els paleontòlegs sovint construeixen rèpliques dels fòssils per estudiar-los i exhibir-los, la qual cosa permet conservar millor el patrimoni paleontològic.

3 Un cop s’hagi assecat la silicona (després d’un parell d’hores com a mínim, però la hi pots deixar tant temps com vulguis), submergeix la closca en una solució d’àcid clorhídric diluït a l’1% en aigua destil·lada. No toquis mai cap àcid amb les mans ni l’oloris, ja que et podria cremar la pell i les mucoses del nas i els ulls. En cas de contacte acci-

1 Barreja escaiola amb aigua seguint les instruccions impreses en la capsa de l’escaiola. 2 Afegeix l’escaiola líquida fins a 1/3 del motllo de cartró.

1

5 Un cop l’escaiola s’hagi endurit completament (després d’un parell d’hores com a mínim, però la hi pots deixar tant temps com vulguis), treu-la del motllo i posa-la sobre la taula de tal manera que la closca quedi orientada perpendicular a la taula. 6 Finalment, amb l’ajut del martell, parteix el bloc d’escaiola amb un sol cop sec donat al mig del bloc, a la zona on hi ha d’haver la closca.

Aplicació: Agafa els motlles que has construït i dibuixa’ls. Compara els motlles amb l’original (en el cas dels cargols, compara’l amb un altre cargol del mateix tipus i de mida similar). Tenen la mateixa forma? Hi ha cap part que no hagi quedat representada? Ara, contesta: • Quina part de l’organisme queda plasmada en el motlle de silicona? • El motlle de silicona, té la mateixa forma que la cavitat interna del cargol, o n’és la forma complementària? • Quina part de l’organisme queda plasmada en el motlle d’escaiola? • El motlle d’escaiola, té la mateixa forma que la closca del musclo o la petxina, o n’és la forma complementària?

30

31

Reportatge Aquesta secció il·lustra i exemplifica un contingut concret de la unitat. Tant per la seva presentació formal (grans imatges, destacats, entradetes), com pel tractament del contingut, es tracta d’un apartat de caràcter periodístic que incideix en un aspecte especialment atractiu de la informació. Com a eina per treballar la secció, s’ofereix una bateria d’activitats que tenen diverses finalitats: comprovar si s’ha entès el contingut de l’article, fer reflexionar els alumnes sobre actituds o actuacions concretes i ampliar la informació a través de ressenyes bibliogràfiques o pàgines web triades especialment.

16

1

Reportatge Segons les tradicions xewongs, un poble que viu a les selves tropicals de Malàisia, la Terra és el centre de l’U-

Plana, esfèrica o una petxina Quina mida té la Terra? I quina forma té? Els éssers humans han intentat respondre preguntes com aquestes des de l’antigor. Pot ser que tingués forma de cilindre o de disc pla, o que semblés una closca de tortuga posada damunt d’una columna d’elefants. Fins fa pocs segles, la concepció de la Terra i el seu lloc a l’Univers anava lligada a les creences religioses i als rituals i els costums socials.

nivers i inclou únicament el bosc tropical. L’Univers és format per vuit capes (anomenades Terres), sis de les quals estan situades per sobre de la Terra i una, per sota. La Terra en la qual viuen és la Terra Set, que ells anomenen Te Tujuh, i el cel que veuen és la part de sota de la Terra Sis. Les quatre primeres Terres són inhabitables, molt petites i estan sempre emboirades. A la Terra Cinc hi viuen els fantasmes immortals dels gibons, uns micos tropicals, que s’emporten les ànimes dels nens si mengen carn de gibó. La Terra Sis, o illa dels fruits, és un lloc fresc, ple d’arbres fruiters.

Activitats:

Les persones que hi viuen només mengen fruita, tenen la sang i els ulls freds, no es posen malaltes i no moren mai. Quan es fan velles, es transformen en un nou infant.

más d’Oxtxuc. I per als habitants de les illes Tuamotu, a la Polinèsia, la Terra és una petxina. La primera persona coneguda que

La concepció de la Terra ha anat lligada durant segles a les creences religioses i socials

va postular que la Terra era una esfera i que no era el centre de l’Univers va ser Aristarc, a la Grècia clàssica, al segle VI aC. I l’any 240 aC Eratòstenes cia de la Terra, que va calcular en a 46.620 km (actualment sabem que

ble de Chiapas, a Mèxic, la Terra és plana i està aguantada per quatre grans columnes, que es recolzen en un pla inferior on viuen éssers d’aparença no humana. Aquests éssers són de pell negra, ja que el Sol hi passa molt a prop i els torra, només

2 Com explicaries què és la Terra, si no coneguessis el que han demostrat els científics?

de Cirene va mesurar la circumferèn250.000 estadis, mesura que equival

Segons les tradicions tzeltals, un po-

1 Què tenen en comú les tradicions sobre la forma de la Terra dels polinesis, els tzeltals i els xewongs? Per què creus que tots els pobles basen les seves tradicions en el que observen al seu voltant?

fa 40.076,539 km). Malgrat aquests càlculs i coneixements, a l’edat mitjana, influenciada per la religió, a Europa es va tornar a defensar que la Terra era plana i que era el centre de l’Univers. I fins i tot Galileu va ser jutjat per defensar que la Terra girava al voltant del Sol.

3 Busca més informació sobre la vida i les idees científiques de Galileu i fes-ne un resum d’unes 10 línies. Pots trobar més informació en aquestes pàgines web:

www.xtec.cat/~rmolins1/bios/cat/ galileo.htm www.pensament.com/filoxarxa/filo xarxa/Galileo.htm www.upf.edu/materials/fhuma/revo lucio/principal/biografias/paginas/ galileu3.htm

tenen un peu i són molt baixets. No necessiten menjar i ja en tenen prou olorant els aliments. Això explica que no defequin i que facin més bona olor que els humans. Segons aquesta tradició, l’eix de la Terra i del cel passa exactament pel capçal

Aristarc, al s. VI aC, va ser el primer a postular que la Terra era esfèrica

4 Per què penses que a finals de l’edat mitjana, malgrat que ja s’acceptava que la Terra era esfèrica, encara es creia que era el centre de l’Univers? Això és gaire diferent de les tradicions xewong, tzeltal i polinèsia?

de l’altar de l’església de Santo To-

34

35


3/7/08

16:24

Página 17


Eix transversal / Avaluació

L’avaluació tanca cada una de les unitats del llibre i té un caràcter avaluatiu. Es tracta de 10 activitats amb resposta única, l’objectiu de les quals és valorar el grau d’assoli-

eix transversal

1 1

Copia aquests esquemes de la Terra i situa-hi, respectivament, els noms següents: nucli – mantell – escorça discontinuïtat de Mohorovicic discontinuïtat de Gutenberg litosfera – atmosfera hidrosfera – biosfera

educació per a la salut

• Hi ha capes que se solapen? Quines són?

2

Copia i relaciona amb fletxes: nucli intern • nucli extern • mantell inferior • mantell superior • (astenosfera) escorça •

• ferro i níquel en estat semilíquid • silici, ferro, magnesi i calci en estat sòlid • silici, alumini, magnesi, carbó, sofre nitrogen i oxigen en estat sòlid • ferro i níquel en estat sòlid • silici, ferro, magnesi i calci en estat semilíquid

Els metalls pesants • Explica què veus en la fotografia. • Pensa si aquests objectes quotidians poden ser tòxics. Els metalls pesants, com el zinc, el coure, el cadmi, el mercuri, el plom, l’or, el níquel, el cobalt, el gal·li, l’indi o l’arsènic, són presents a tota la biosfera en concentracions molts baixes. El zinc i el coure són nutrients essencials per als éssers vius, però la resta, si es troben en concentracions superiors a les normals, són tòxics. Els metalls són elements químics i no es poden destruir. Les fonts de metalls pesants més importants són la mineria, les indústries derivades del metall i la combustió del petroli. També es localitzen en pintures, components elèctrics i mecànics i productes com empastaments dentals o cigarretes. Els metalls pesants poden esdevenir contaminants importants i perillosos a escala local. Si, per exemple, un riu transporta metalls pesants en excés, totes les terres de conreu que rega els acumularan en concentracions tòxiques. Aquests metalls seran absorbits primer per les plantes, després pels animals que les consumeixin i, finalment, arribaran a les persones.

Llegeix el text següent, tret d’una informació d’Europa Press, titulada La situació al litoral basc és insostenible “Maria José Caballero, responsable d’oceans de Greenpeace, ha assegurat que «el punt més negre és el golf de Biscaia, per la seva alta contaminació amb metalls pesants». [...] La preocupant situació de les costes no es deu al desmantellament de la indústria, sinó a una mala gestió dels residus. «La urbanització de les platges i la construcció de ports esportius, així com la proliferació d’abocaments incontrolats [...] provoquen danys irreparables al nostre ecosistema».” Ara, escriu una proposta raonable per evitar que la contaminació provocada per metalls pesants augmenti sense remei.

3

Què és la gravetat? Com se’n pot comprovar l’existència?

4

Què és el magnetisme? Com se’n pot comprovar l’existència?

5

En què es basen els mètodes directes d’estudi de la Terra? Anomena’ls i explica en què consisteixen.

6

En què es basen els mètodes indirectes d’estudi de la Terra? Anomena’ls i explica en què consisteixen.

7

Explica l’origen i la formació de la Terra.

8

Què és un fòssil? Com es formen els fòssils? Anomena els diferents tipus de fòssils i explica en què consisteixen.

9

Què és un estrat? I una columna geològica? En què consisteixen els mètodes de datació relativa i absoluta dels estrats?

10

Explica les principals característiques geològiques i biològiques de les eres criptozoica, paleozoica, mesozoica i cenozoica.

Tingues en compte: – No llencis pintures ni altres materials rics en metalls pesants al medi ambient. Diposita’ls en contenidors especials. – Limita al màxim l’ús de productes que continguin metalls pesants o utilitza, si és inevitable, els que en tinguin menys.

avaluació

En la secció “Eix transversal” es treballen continguts de caràcter transversal (educació ambiental, educació cívica). Es tracta, doncs, de continguts que no pertanyen exclusivament a una sola àrea, sinó que es poden i s’han d’abordar des de disciplines o àrees diferents. Aquests continguts parteixen d’unes preguntes prèvies, que els alumnes han de resoldre a partir dels seus coneixements i la seva experiència personal, continuen amb la lectura d’un text informatiu i unes preguntes relacionades amb el text de característiques diverses (debat a classe, recerca d’informació complementària, etc.) i acaben amb un seguit de pautes d’aplicació i de consideracions de caràcter ètic.

36

37

ment dels continguts previstos en la unitat. El nombre té com a finalitat facilitar als professors la puntuació obtinguda pels alumnes.

Unitat 7 En aquesta unitat, l’última del llibre, que no segueix l’estructura didàctica de les vuit unitats precedents, no s’hi presenten continguts nous, sinó que es posen en pràctica alguns dels coneixements treballats al llarg del llibre.

Aquesta última unitat del llibre et convida a posar en joc, relacionant-los entre si, alguns dels coneixements adquirits en les sis unitats anteriors, perquè, al cap i a la fi, els continguts de geologia i de biologia mantenen una relació de parentiu, per això formen part d’una gran unitat, que és aquest llibre de ciències naturals.

Unitat final

7

Es tracta d’un recull dels termes més importants del llibre, ordenats albabèticament, acompanyats de la seva definició i la pàgina o pàgines en què es poden trobar dins el seu context.


glossari Espècie. Grup d’éssers vius que tenen

Fòssils. Restes d’organismes que han

unes característiques anatòmiques i fisiològiques comunes i que són capaços de reproduir-se entre ells i tenir una descendència fèrtil. > 163

quedat petrificats o que han deixat les seves empremtes a les pedres. > 20

da durant el procés de duplicació. > 140, 164 i 169

Gàmeta. Cèl·lula sexual, que intervé en

Mutació. Alteració del DNA ocorregu-

Nom científic. Nom adjudicat a una

la reproducció. > 114

Espermatozoide. Gàmeta masculí en els animals. > 114

espècie, diferent del d’altres espècies i format per dues paraules llatines: la primera indica el gènere i la segona, l’espècie. > 163

Gametogènesi. Procés de formació dels gàmetes. > 114

Esporulació. Forma de reproducció asexual pel qual es formen diverses cèl·lules filles, anomenades espores, bastant més petites que l’original. > 113

Estrat. Capa d’acumulació de sediments

Gemmació. Forma de reproducció

Nucleòtid. Molècula senzilla que forma

asexual pel qual es formen dues cèl·lules filles, una de les quals és bastant més grossa que l’altra. > 113

part de l’àcid nucleic. > 108

Nucli. En l’estructura interna de la Terra, capa més interna. > 14

ben diferenciada de les contigües. > 22

Gen. Segment de DNA que constitueix

Evolució. Modificació progressiva i

la unitat bàsica de l’herència genètica. > 132

Ona sísmica. Vibració provocada per

constant de les espècies. > 166

Genètica. Ciència que estudia l’herènFenotip. Conjunt de caràcters observables en un individu. > 135

cia de les característiques biològiques i els seus components morfològics i bioquímics. > 131

Filogènia. Disciplina científica que estudia la relació de parentiu entre els organismes, que és un reflex de la seva evolució. > 170

Genoma. Conjunt de tots els gens d’un organisme. > 132

Genotip. Combinació específica d’al·lels Floema. Teixit vascular vegetal que transporta la saba de les fulles a la resta de la planta. > 105

que té un individu. > 135

Geòleg. Científic que estudia la Terra. > 11

Fossa oceànica. Depressió abismal, de 5 a 11 km de profunditat, relativament estreta i molt llarga situada en el fons oceànic. És una zona de subducció on es destrueix material litosfèric. > 48

Geologia. Ciència que estudia la Terra, la seva composició, la seva estructura i els fenòmens que s’hi produeixen i que s’hi han produït des de la seva formació fins a l’actualitat. > 11

Meiosi. Procés pel qual un tipus espe-

al·lels que determinen un caràcter. > 133

cífic de cèl·lula dóna lloc a quatre cèl·lules filles, cada una de les quals té la meitat de cromosomes que tenia la cèl·lula mare. Té lloc en la producció de gàmetes. > 114 i 115

Òrgan. Conjunt de teixits que constituei-

Litoral. Frontera entre la terra i el mar, Geoquímica. Ciència que estudia els elements geoquímics, la seva abundància, la seva distribució, la seva combinació i la seva migració dins la Terra. > 16

en la qual els ecosistemes que es desenvolupen depenen de les condicions locals d’ambdues zones. > 82

xen una unitat anatòmica i funcional més gran. > 107

Meteorització. Procés geològic ex-

Òrgans anàlegs. Òrgans que tenen

de la Terra, formada per minerals i roques. És constituïda per l’escorça i la part superior del mantell. > 15

tern consistent en l’alteració i la destrucció de les roques i els minerals per l’acció dels agents geològics externs. > 43

la mateixa funció, però un origen i una estructura diferents. > 170

Litosfera. Capa sòlida de la superfície

Gravetat. Força d’atracció que exerceixen tots els cossos de l’Univers, com la Terra, i a causa de la qual els cossos s’atrauen i tenen pes. > 17

Lleis de Mendel. Lleis genètiques

Mineralització. Enduriment dels bioe-

fonamentals que regeixen l’herència. > 131

Haploide. Es diu de la cèl·lula o de

Magnetisme. Fenomen físic consis-

l’organisme que només té un joc de cromosomes en el nucli cel·lular. > 110

tent en la presència d’un camp magnètic situat al voltant del planeta. > 17

lements minerals, com per exemple el calci, de les parts dures dels éssers vius, o substitució dels biolements per altres elements geoquímics, com el silici. > 21

Herència. Transmissió dels caràcters

Magnetosfera. Zona al voltant de la

anatòmics, fisiològics, etc. dels progenitors a la seva descendència. > 131

Terra on es nota l’acció del camp magnètic. > 17

Herència intermèdia. Herència de

Mantell. Capa de la Terra situada sota

caràcters codominants. > 138

un terratrèmol i que s’escampa des del lloc del seu origen fins a la superfície de la Terra. > 13

Homozigot. Individu que té iguals els

Mitosi. Procés de reproducció cel·lular que assegura el repartiment equitatiu del material genètic i també de tots els orgànuls cel·lulars de la cèl·lula mare entre les dues cèl·lules filles. > 112

Òrgans homòlegs. Òrgans que tenen la mateixa estructura i el mateix origen, però que estan adaptats a funcions diferents. > 170

Orogènesi. Procés de formació de muntanyes, serralades i arcs d’illes. > 48

Òvul. Gàmeta femení. >

114

Pangea. Segons la teoria de la deriva continental, supercontinent que es va fragmentar en diversos continents fa uns 200 milions d’anys. > 44

l’escorça i separat d’aquesta per la discontinuïtat de Mohorovicic. > 14

Herència lligada al sexe. Herència de caràcters els gens dels quals es localitzen en els cromosomes sexuals. > 138

Mar o oceà. Com a bioma, aquell ca-

Heterozigot. Individu que té diferents

Material genètic. Conjunt de biomo-

els al·lels que determinen un caràcter. > 133

lècules que hi ha en el nucli de totes les cèl·lules eucariotes i dins els bacteris i que conté la informació genètica. > 103

Hidrosfera. Conjunt de les parts de la Terra cobertes d’aigua, tant en estat líquid (oceans, mars, aigües continentals superficials i subterrànies) com en estat sòlid (neu i gel). > 15

Hominització. Procés evolutiu que va conduir, a partir d’alguns primats antropomorfs, a l’aparició dels humans. > 175

206

racteritzat pel medi on viuen els seus organismes, que és l’aigua salada. > 80

Mediterrània. Bioma caracteritzat per la sequera estival, els hiverns benignes i la proximitat al mar. Tanmateix, el fred no és mai gaire intens ni la secada no és prou marcada com per produir problemes seriosos a les comunitats vegetals i els animals que hi viuen. > 78

207

glossari glossari glossari glossari glossari glossari glossari glossari glossari glossari glossari glossari glossari glossa

Glossari sari glossari glossari glossari glossari glossari glossari glossari glossari glossari glossari glossari glossari glossari glo

01 guia ESO4 BiG

17

01 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:24

Página 18

01 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:24

Página 19

L’avaluació en la LOE

L’avaluació s’ha convertit en un valuós instrument de seguiment i valoració dels resultats obtinguts i de millora dels processos que permeten obtenir aquests resultats. Resulta imprescindible establir procediments d’avaluació dels diferents àmbits i agents de l’activitat educativa: alumnes, professors, centres, currículum, administracions, i comprometre les autoritats corresponents a passar comptes de la situació existent i el desenvolupament experimentat en matèria d’educació. La importància que es concedeix a l’avaluació en la LOE es manifesta en el tractament dels diferents àmbits en què s’ha d’aplicar, que abasten els processos d’aprenentatge dels alumnes, l’activitat del professorat, els processos educatius, la funció directiva, el funcionament dels centres docents, la inspecció i les administracions educatives. Així s’entén l’avaluació en la nova llei educativa:

Artículo 20. Evaluación. 1. La evaluación de los procesos de aprendizaje del alumnado será continua y global y tendrá en cuenta su progreso en el conjunto de las áreas. 2. El alumnado accederá al ciclo educativo o etapa siguiente siempre que se considere que ha alcanzado las competencias básicas correspondientes y el adecuado grado de madurez. 3. No obstante lo señalado en el apartado anterior, el alumnado que no haya alcanzado alguno de los objetivos de las áreas podrán pasar al ciclo o etapa siguiente siempre que esa circunstancia no les impida seguir con aprovechamiento el nuevo curso. En este caso recibirán los apoyos necesarios para recuperar dichos objetivos. 4. En el supuesto de que un alumno no haya alcanzado las competencias básicas, podrá permanecer un curso más en el mismo ciclo. Esta medida podrá adoptarse una sola vez a lo largo de la educación primaria y con un plan específico de refuerzo o recuperación de sus competencias básicas.

aprendizaje, los objetivos alcanzados y las competencias básicas adquiridas, según dispongan las Administraciones educativas. Asimismo las Administraciones educativas establecerán los pertinentes mecanismos de coordinación.

Artículo 29. Evaluación de diagnóstico. Al finalizar el segundo curso de la educación secundaria obligatoria todos los centros realizarán una evaluación de diagnóstico de las competencias básicas alcanzadas por sus alumnos. Esta evaluación será competencia de las Administraciones educativas y tendrá carácter formativo y orientador para los centros e informativo para las familias y para el conjunto de la comunidad educativa. Estas evaluaciones tendrán como marco de referencia las evaluaciones generales de diagnóstico que se establecen en el Artículo 144.1 de esta Ley.

5. Con el fin de garantizar la continuidad del proceso de formación del alumnado, cada alumno dispondrá al finalizar la etapa de un informe sobre su

ESO L’avaluació

19

01 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:24

Página 20

L’avaluació en el projecte d’ESO de Text-La Galera

A Text-La Galera entenem l’avaluació com un dels principals components de l’acció educativa. L’avaluació regula el procés educatiu, és un seguiment de tot el procés d’ensenyament-aprenentatge. Perquè sigui efectiva, l’avaluació ha de ser continuada, ha de permetre la revisió “dia a dia” del procés educatiu. D’aquesta manera, és més fàcil detectar anomalies en el seu funcionament i mirar de trobar-hi solucions amb prou temps per aplicar-les i garantir-ne la viabilitat. L’avaluació ha de ser un seguiment global de tot el procés, i no solament una valoració dels resultats. No n’hi ha prou amb una valoració sobre els fets i els conceptes apresos. Cal valorar també quins procediments assolits i quins valors adquirits per cada alumne/a els acosten als objectius educatius fixats i a l’adquisició de les competències bàsiques.

Una avaluació en tres fases A Text-La Galera contemplem les tres fases de l’avaluació:

Avaluació inicial

Avaluació formativa

Avaluació final

L’objectiu de l’avaluació inicial és conèixer la situació de partida dels alumnes. És indispensable per programar l’ajut educatiu més convenient a cada cas i per poder mesurar-ne el creixement maduratiu. Ha de servir per detectar nivells d’assoliment dels continguts i les competències bàsiques que suposadament l’alumnat ha treballat amb anterioritat.

L’avaluació formativa té com a objectiu valorar la programació que s’està desenvolupant a classe, observar si els continguts i les activitats són els més adequats per ajustar la intervenció educativa a les necessitats que es detecten. Es porta a terme de manera continuada al llarg de tot el procés d’aprenentatge.

A l’avaluació final l’objectiu és donar informació sobre les capacitats assolides per l’alumnat al final del curs o etapa. Serveix per qüestionarse la funcionalitat de l’àrea en el conjunt del currículum i la seva adequació al Projecte curricular de centre. Té una funció reguladora: la informació que se n’obté ha d’adreçar-se més a adequar les decisions següents sobre l’aprenentatge de l’alumnat que no pas a certificar els nivells d’aprenentatge assolits.

En el projecte d’ESO de Text-La Galera, els professors trobareu una proposta d’avaluació inicial del curs fotocopiable amb els criteris d’avaluació corresponents en aquesta guia, i també diferents eines, segons l’àrea, per sondejar els coneixements previs a l’inici de cada una de les unitats del llibre de l’alumne.

20

En el projecte d’ESO es proposen activitats d’avaluació formativa en cada una de les unitats del llibre dels alumnes. A més, en aquesta guia didàctica els professors trobareu les programacions de cada una de les unitats que us facilitaran l’exercici de l’avaluació formativa, les observacions de la qual poden recollir-se en la graella que facilitem com a plantilla per al registre de les dades de cada grup d’alumnes. També s’inclou un model de control per a cada una de les unitats d’aprenentatge.

En el projecte d’ESO, en el llibre de l’alumne proposem una unitat de síntesi i avaluació al final de cada llibre i tot un seguit d’activitats que revisen els continguts del curs i poden servir com a eina d’avaluació. A més, en aquesta guia els professors trobareu una proposta d’avaluació final del curs fotocopiable amb els criteris d’avaluació corresponents.

ESO L’avaluació

01 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:24

Página 21

Avaluació inicial

Posa el nom que correspongui a les parts assenyalades en el següent dibuix:

2

Què representa la fotografia que veus? Com penses que es va formar aquest fòssil?

3

Com explicaries la presència de fòssils de rèptils semblants a l’Àfrica, Amèrica del Sud, Austràlia i l’Antàrtida?

4

En què es diferència una selva d’un desert?

Nom:

1


[material fotocopiable]

01 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:24

Página 22

Avaluació inicial

5

Defineix cèl·lula. Identifica cada una de les cèl·lules i digues les diferències que hi ha entre elles.

6

Observa la fotografia i contesta a les preguntes: a Què hi veus? b En quin lloc el podem trobar?

7

Què és l’evolució? Posa’n un exemple. Després, comenta la frase i raona si estàs d’acord o no amb el seu contingut: “Només pot sobreviure el que estigui més ben adaptat al medi”. Per acabar, contesta: qui va ser el precursor d’aquesta idea?

8

Contesta aquestes preguntes: a Com explicaries, des del punt de vista biològic, la semblança d’aquestes tres persones? b En quins caràcters t’has fixat per fer-ho?

Nom:

c Quin grau de parentiu presenten? d Qui va ser Medel?



01 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:24

Página 23

Solucionari Avaluació inicial

1

8 litosfera nucli mantell escorça hidrosfera

2

És el fòssil d’un trilobits, un artròpode del Paleozoic. El trilobits, un cop mort, es deuria recobrir de sediments, com fang o sorra. Les parts toves es van descompondre. Les dures van patir un procés de mineralització, durant el qual es van endurir els seus bioelements minerals, donant lloc al fòssil.

3

Ho explicaria a partir del coneixement de la Pangea, un antic continent que agrupava els que ara són precisament Àfrica, Amèrica del Sud, Austràlia i l’Antàrtida. Els fòssils d’aquests rèptils demostren que hi van viure abans de la seva divisió.

4

En moltes característiques. Una de les més evidents és la vegetació, molt abundant en les selves i molt escassa en els deserts. Aquest aspecte està directament relacionat amb el clima: la pluviositat, per exemple, és també molt abundant a les selves i molt escassa als deserts. La biodiversitat també és molt superior a les selves que als deserts.

5

La cèl·lula és la unitat estructural i funcional dels éssers vius. La primera cèl·lula és animal, i la segona, vegetal. Es diferencien molt fàcilment perquè la vegetal té cloroplasts, grans vacúols i una paret cel·lular, que no trobem en les cèl·lules animals.

6

a Un cromosoma. b A l’interior dels nuclis cel·lulars.

7

L’evolució és la modificació progressiva de les espècies. Totes les espècies evolucionen. Aquesta frase s’entén a partir de la teoria de la selecció natural, el precursor de la qual va ser Charles Darwin, i que diu el següent: El medi elimina o afavoreix uns caracters determinats de cada espècie, de manera que es van acumulant les variacions més beneficioses en les noves poblacions. Això passa perquè els organismes que surten afavorits per aquests caracters, tenen més facilitats per sobreviure i, per tant, deixen més descendents.


a És evident que són persones que pertanyen a una mateixa família i, per tant, tenen un material genètic que han anat heretant. b Color i forma del cabell, forma del cap, dels ulls, del nas, de la boca, etc. Són tres persones que s’assemblen molt. c Àvia, mare i neta d Mendel va ser un botànic que va estudiar com es transmetien determinats caràcters en les pesoleres. A partir d’aquests experiments postulà les lleis de Mendel.

Nom dels alumnes

Avaluació inicial

Coneix a Mendel.

Té idea de que determinats caràcters s’hereten.

Raona i associa el nom de Darwin a partir d’una frase relacionada amb l’evolució.

Sap posar un exemple d’evolució.

Sap definir el terme evolució.

Situa un cromosoma a l’interior d’una cèl·lula.

Identifica un cromosoma mitjançant una imatge.

Identifica i diferencia entre la cèl·lula animal i la cèl·lula vegetal.

Coneix el concepte de cèl·lula.

Sap argumentar la presència de fòssils semblants en continents allunyats.

Descriu el procés de formació d’un fòssil.

16:24

Reconeix un fòssil a partir d’una fotografia.

3/7/08

Sap identificar les diferents capes de l’interior de la Terra.

01 guia ESO4 BiG Página 24


01 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:24

Página 25

Avaluació final

1

Observa aquesta fotografia. Assenyala les capes de l’estructura externa de la Terra que observes? Amb quines capes de l’estructura interna es solapen?

2

Ordena aquests dibuixos de més antic a més modern. Amb quin procés els relaciones? Explicar-lo utilitzant els dibuixos. 2

3

4

Comenta la frase: “La Terra és un planeta dinàmic”.

Nom:

3

1



01 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:24

Página 26

Avaluació final

4

Quin tipus de contacte representa cada esquema? En què es diferencien? A què donen lloc aquest tipus de contactes? A quin tipus d’activitats estan associats cada contacte. 1

3

Defineix bioma. Observa les següents fotografies. Identifica a quin bioma pertanyen i les característiques de clima i sól, i posa alguns exemples d’organismes que hi visquin. 1

2

3

4

5

6

Nom:

5

2



01 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:24

Página 27

Avaluació final

6

Observa aquest esquemes i contesta a les preguntes: • De quins processos de divisió cel·lulars es tracten? • En què es basa cadascun d’ells? • Quines són les diferències entre aquests processos? 1

Quin ha de ser el genotip dels progenitors perquè en la següent generació surtin un 25% d’homozigots pell fosca, 50% d’heterozigots i 25 % d’homozigots de pell clara. El caràcter color de la pell ve determinada per l’al·lel color de la pell fosca “A” que és dominant respecte a l’al·lel “a” color de la pell clar.

Nom:

7

2



01 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:24

Página 28

Avaluació final

8

Observa aquests dibuixos i contesta per a cada imatge. Identifica què observes i explica breument quina relació té cada fotografia amb el que saps de genètica i evolució. 1

2

4

3

5

7

Nom:

6



01 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:24

Página 29

Solucionari Avaluació final

1

Les capes de l’estructura externa de la Terra que s’observen a la fotografia són la litosfera, la hidrosfera, l’atmosfera i la biosfera.

3

La biosfera, que és la zona de la Terra que habiten els éssers vius, no és una capa segregada de les altres, sinó que se solapa amb la hidrosfera, on viuen immersos els éssers vius aquàtics, amb la part més baixa de l’atmosfera, on viuen els éssers

– Les fonts d’energia interna, que provenen de l’interior de la Terra, com el calor produïda per la desintegració dels elements radioactius que hi ha al nucli i al mantell. – Les fonts d’energia externa, que són d’escala còsmica i planetària, com la gravetat, la rotació de la Terra i l’energia del Sol. Aquestes fonts d’energia són responsables de la formació i el modelatge del relleu terrestre.

vius terrestres, i amb la capa més superficial de la litosfera. Aquesta darrera és la capa sòlida formada per minerals i roques, constituïda per l’escorça i la part superior del mantell. 2

L’ordre correcte és 2, 4, 3, 1.

4

La Terra es va formar fa uns 4.600 milions d’anys (dibuix 2) a partir d’un núvol de gas i pols. A mesura que creixia per l’addició de més pols, la força de la gravetat en feia augmentar la pressió i la temperatura, que va arribar als 1.600 °C. Els elements radioactius que hi havia també produïen calor. Amb aquestes temperatures tan altes, els materials que formaven el núvol de pols es van fondre, i durant un temps el planeta va ser format per una massa fosa i homogènia envoltada per una capa gasosa

3 Es tracta d’un contacte convergent, en el qual les plaques topen. Es caracteritza per l’existència de zones de subducció, on una placa s’ensorra sota l’altra. La placa que s’ensorra es va fonent, fet que implica la destrucció de litosfera. Es formen en zones on els corrents de convecció de l’astenosfera són descendents i convergents. Es generen diferents tipus de relleu segons la naturalesa de les plaques que xoquen. En aquest cas xoquen una placa continental i una placa oceànica, i es formen serralades, acompanyades de volcans. La placa oceànica, més densa, s’enfonsa sota la continental.

L’escorça terrestre es va formar fa uns 3.900 milions d’anys (dibuix 3), quan la superfície de la Terra es va refredar prou i es va solidificar. Aquest és l’inici de l’anomenat temps geològic, quan hi havia nombrosos volcans que expel·lien diòxid de carboni i vapor d’aigua, els gasos que van formar l’atmosfera. Els meteorits, molt nombrosos, també van contribuir a formar l’atmosfera.


1 Es tracta d’un contacte transformant. En aquest cas les plaques es mouen lateralment, i no es forma ni es destrueix litosfera. Són zones d’intensa activitat sísmica. . L’exemple més conegut és la falla de San Andrés, a Califòrnia, entre la placa pacífica i la nord-americana. 2 Es tracta d’un contacte divergent, quan les plaques se separen. Es caracteritza per la formació de nova litosfera, que prové de la solidificació de materials fosos que emergeixen del mantell. Es formen en zones on els corrents de convecció dels materials de l’astenosfera són ascendents i divergents. Quan es separen dues plaques oceàniques es forma una dorsal oceànica.

Els diversos elements geoquímics que formaven la massa fosa terrestre van quedar distribuïts en capes (dibuix 4) segons la seva densitat: el ferro i els altres elements pesants es van enfonsar cap a l’interior del planeta i van formar el nucli, que va ser envoltat d’un oceà de roca fosa format per elements més lleugers.

Quan la temperatura de la Terra va baixar prou, el vapor d’aigua es va condensar i es van formar els oceans (dibuix 1). La temperatura es va estabilitzar a una mitjana de 15 °C. En aquestes condicions, i en una atmosfera primitiva que no tenia oxigen lliure, van aparèixer els primers éssers vius. Els éssers vius, a poc a poc, van anar modificant l’atmosfera terrestre fins a arribar a l’estat actual, en la qual l’oxigen és molt més abundant que el diòxid de carboni.

Que la Terra sigui un planeta dinàmic significa que constantment està experimentant modificacions, que són lentes i contínues. El seu dinamisme és degut a l’existència de dos tipus de fonts d’energia:

5

S’anomena bioma, o àmbit bioclimàtic, a cada una de les diferents zones de la Terra amb un clima característic on es desenvolupen comunitats específiques d’éssers vius, que formen ecosistemes molt diversos. 1 Tundra. És un bioma extremament fred, format per zones pròximes al pol nord, que són cobertes de neu diversos mesos l’any. El clima es caracteritza per temperatures extremamente baixes a l’hivern, quan el sol no sobrepassa la línia de l’horitzó, i més tèbies a l’estiu, quan el sol no es pon. Les precipitacions són escasses; malgrat tot, bona part de l’aigua s’acumula en forma sòlida (neu i gel perpetu). Sota la capa superficial de sòl sempre hi ha gel, que no es fon mai.

01 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:24

Página 30

Avaluació final Solucionari La part del sòl que està glaçada tot l’any, anomenada pergelisòl, fa impossible la vida d’arbres i arbustos, ja que no hi poden arrelar. Entre els animals podem destacar alguns mamífers, com rens i óssos blancs, i nombrosos ocells.

determinen ecosistemes clarament diferenciats: litoral (proper a la costa) o pelàgic. En vertical també es distingeixen dues zones: la fòtica (que acostuma a arribar fins als 200 m de profunditat) i la afòtica (totalment fosca). Als mars i oceans hi viuen molts organismes. Els organismes fotosintètics, com plantes i algues, viuen al llit de la zona fòtica, ja que necessiten la llum per sobreviure. Sobre el llit de l’oceà també hi viuen nombrosos animals, com cucs, artròpodes i mol·luscs. A més a més, a la massa aquosa hi viuen nombroses espècies de peixos i alguns mamífers, com dofins i balenes. A la zona fòtica també hi viuen organismes microscòpics, alguns dels quals són fotosintetitzadors i altres no, coneguts amb el nom genèric de plàncton, que té una importància cabdal per a la dinàmica dels ecosistemes marins, ja que és l’aliment de molts organismes.

2 Selves. Són biomes humits molt exuberants i diversos, de vegetación gairebé impenetrable, on es localitza la màxima biodiversitat dins els ecosistemes terrestres. Diferenciem la selva plujosa (amb un clima molt humit i xafogós), el bosc nebulós (amb núvols i boira gairebé permanents), el bosc monsònic (amb una estació seca relativament prolongada i una estació plujosa molt humida) i la selva temperada (plujosa però no especialment càlida). Els sòls de les selves acostumen a ser pobres, ja que l’exuberant vegetació que els caracteritza fa que la major part dels nutrients formin part dels éssers vius, sense que arribin a acumular-se al sòl. Entre els éssers vius destaquen les plantes, com les palmeres i les falgueres, i entre els animales els insectes i nombrosos vertebrats.

6 Sabana. És un bioma tropical caracteritzat per la presència d’herbes altes. És un bioma de transició entre la selva i el desert. El seu clima es caracteritza per la presència d’una estació seca, que resulta determinant per als organismes que hi viuen, i una temperatura sempre càlida, sense hivern tèrmic. Els sòls acostumen a tenir poca capacitat de retenció d’aigua i són relativament pobres en nutrients. La vegetació de la sabana és predominantment herbàcia, amb pocs arbres i arbustos, com a conseqüència de la rigorositat de l’estació seca i la presència de focs periòdics. Respecte als animals, la sabana és el regne dels grans herbívors, com zebres, nyus, girafes, elefants i gaseles, entre molts altres, i, per tant, també dels grans carnívors, com lleons i guepards.

3 Taigà. És un bioma continental molt fred. El clima de la taigà és humit i fred, amb grans nevades durant l’hivern. Les baixes temperatures provoquen la congelació dels sòls, que no es descongelen fins al final de la primavera. La taigà es caracteritza pel predomini absolut de les coníferes. També hi ha diverses classes d’arbusts i d’herbes amb parts llenyoses, molses i líquens. Entre els animals hi ha grans herbívors, com l’ant, carnívors, com el llop el linx, i omnívors, com l’ós. 4 Coves. Són uns ecosistemes molt especials pel que fa a la producció primària, ja que en aquests ambients subterranis no hi penetra mai la llum i, per tant, no s’hi desenvolupa vida vegetal. La temperatura i el grau d’humitat són molt constants i estables, adequats per a l’existència d’altres éssers vius, com fongs, crustacis, insectes i aràcnids, molts d’ells cecs i desproveïts de pigmentació. La matèria orgànica que necessiten per alimentar-se prové de l’exterior de la cova, mitjançant les filtracions d’aigua i les aportacions, majoritàriament en forma d’excrements, d’animals que fan servir la cova com a refugi, com els ratpenats. 5 Mars. Són biomes que es caracteritzen pel medi geològic on viuen els diferents organismes: l’aigua salada. Les condicions a l’interior dels mars són molt estables, amb poques oscil·lacions tèrmiques. Això no vol dir que siguin homogenis, ja que els corrents marins, freds o càlids, la fondària a la qual viuen els organismes i la proximitat de la costa

6

• Es tracta dels procesos de la mitosi (1) i de la meiosi (2). 1 La mitosi és el procés de reproducció cel·lular que assegura el repartiment equitatiu del material genètic i també de tots els orgànuls cel·lulars. Abans de la mitosi les cadenes de DNA es copien i es dupliquen. La mitosi consta de quatre fases (profase, metafase, anafase i telofase), al final de la qual s’obtenen dues cèl·lules filles amb la mateixa dotació genètica que la cèl·lula mare. La meiosi és el procés pel qual un tipus de cèl·lula específic dóna lloc a quatre cèl·lules filles, cada una de les quals té la meitat de cromosomes que tenia la cèl·lula mare. Inclou dues divisions cel·lulars consecutives, conegudes com meiosi I i meiosi II. 2 En la mitosi s’obtenen dues cèl·lules amb la mateixa dotació cromosòmica que la cèl·lula mare. En la meiosi s’obtenen quatre cèl·lules amb la meitat de cromosomes (cèl·lules haploides). ESO Biologia i geologia 4

01 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:24

Página 31

Solucionari Avaluació final

7

Els dos pares han de ser heterozigots Aa.

8

1 Correspon a un cariotip normal d’un home, ja que la parella 23 és diferent (un cromosoma X i un Y). Cada organisme té una dotació cromosòmica diferent. 2 És la imatge d’un cromosoma observat amb un microscopi electrònic. El cromosoma és el material genètic plegat i empaquetat, i porten la informació genètica. 3 És un arbre de transmissió d’una malaltia. En aquest cas, l’hemofília dins la nissaga de la reina Victòria d’Anglaterra. Qualsevol mutació que pateixi un ésser viu la pot transmetre a la seva descendència; poden ser favorables, si faciliten la supervivència del fill, desfavorables, si la perjudiquen (i acaben per desaparèixer) o neutra, si no l’afecta. 4 És una fotografia d’una flor de nit de coloració mesclada. un exemple molt complexe d’herència intermèdia. En aquest cas, la descendència té caracters comuns dels dos progenitors (part de flor rosada i part de flor blanca). 5 Aquests dos dibuixos il·lustren la teoria neodarwinista aplicada al cas de jes girafes. Segons aquesta teoria una mutació genètica va fer aparèixer girafes de coll més llarg, que la selecció natural va fer prevaler. Les girafes de coll llarg s’alimentaven millor i tenien més descendents (estaven més ben adaptades) que les de coll curt, que finalment van desaparèixer a causa de la competència 6 És la imatge comparada d’una ala de ratapinyada i una de mosca. Són anàlegues, ja que desenvolupen la mateixa funció (el vol), però tenen un origen i una estructura molt diferents. 7 Representa l’arbre evolutiu dels éssers vius a partir d’un avantpassat comú. Les mutacions han fet que s’anessin separant les branques de l’arbre, apareixent nous grups d’éssers vius.


Nom dels alumnes

Avaluació final

Sap descriure una sèrie de fotografies relacionades amb la genètica i l’evolució.

Relaciona a Mendel amb les lleis de l’herència i les sap enumerar.

Sap deduir el genotip dels progenitors a partir del genotip i fenotip del seus descendents.

Identifica els dos processos de divisió cel·lular, mitosi i meiosi, i sap diferenciar-los.

Sap posar dos exemples d’éssers vius que habiten a cada bioma.

Reconeix les característiques de clima i sòl de cada bioma a identificar.

Sap identificar a partir d’unes fotografies els diferents biomes de la Terra.

Defineix bioma correctament.

Associa l’activitat volcànica i sísmica a la dinàmica interna de la Terra.

Argumenta les diferències entre els diferents tipus de contactes entre plaques.

Identifica els contactes convergents, divergents i transformants.

Sap justificar que la Terra és un planeta dinàmic.

Identifica i descriu el procés de formació de la Terra.

16:24

Ordena correctament el procés de formació de la Terra.

3/7/08

Sap reconèixer les capes de l’estructura externa de la Terra.



01 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:24

Página 33

Objectius d’etapa

La matèria de Ciències de la naturalesa de l’educació secundària obligatòria té com a objectiu el desenvolupament de las capacitats següents: 1 Comprendre las grans idees de la ciència i utilitzar-les per interpretar fets rellevants de la vida quotidiana així com per analitzar i valorar les repercussions del desenvolupament tecnocientífic. 2 Utilitzar conceptes i estratègies pròpies del treball científic ja sigui manipulativament o a través de simulacions, per plantejar preguntes rellevants i obtenir conclusions a partir d’evidències i proves experimentals, amb la finalitat de comprendre i ajudar a prendre decisions sobre canvis en la natura, produïts o no per les persones. 3 Comprendre missatges de continguts científic, elaborar-ne i comunicar-ne, utilitzant el llenguatge oral i escrit i fent servir quan calgui altres llenguatges i recursos, especialment els provinents de les TIC, que puguin ajudar a fer la comunicació més eficaç. 4 Cercar i seleccionar informació sobre temes científics, utilitzant diferents mitjans i fonts, valorar-la críticament i emprarla per orientar i fonamentar les pròpies opinions i l actuacions. 5 Cooperar en grups socialment heterogenis en la resolució de problemes abordables amb els conceptes i procediments propis de les ciències, demostrant iniciativa i creativitat en el plantejament de propostes i ajudant els companys i companyes en la regulació de les dificultats que es manifesten.

Criteris d’avaluació de 4t curs

Identificar diferents estratègies per afrontar l’anàlisi d’un problema complex, prioritzar la més idònia en funció dels condicionaments de tot tipus a tenir en compte i aplicar-la. Justificar el procés seguit i identificar els aspectes que queden poc demostrats. Reconstruir de manera elemental i justificada la història d’un territori a partir de l’estudi d’una columna estratigràfica senzilla. Ús dels models temporals a escala. Justificar alguns fenòmens geològics fent referència a la teoria de la tectònica de plaques. Reconèixer les característiques bàsiques del cicle cel·lular i descriure el procés de la reproducció cel·lular, identificant les diferències i similituds bàsiques entre la mitosi i la meiosi i el seu significat biològic. Interpretar la transmissió d’alguns caràcters hereditaris, incloent-hi certes malalties, mitjançant mecanismes genètics. Relacionar alguns mètodes d’enginyeria genètica amb les seves bases científiques. Valorar les implicacions ètiques d’algunes d’aquestes tècniques. Mostrar evidències de l’evolució de les espècies i argumentar alguns processos que la fan possible, interpretant-les mitjançant teories evolutives actuals.

6 Tendir a actuar en funció d’actituds i hàbits favorables a la cura i promoció de la salut individual i comunitària fonamentats en els coneixements bàsics científics, utilitzant estratègies que permetin enfrontar-se als riscos de la societat actual en aspectes relacionats amb l’alimentació, les addiccions, la sexualitat i la prevenció de les malalties en general. 7 Analitzar i valorar la importància d’utilitzar els coneixements científics i les interaccions de la ciència i la tecnologia, per satisfer les necessitats humanes i per participar en la presa de decisions sobre problemes locals i globals que s’enfronta la societat en vistes a assegurar un futur més sostenible. 8 Reconèixer que per a l’exercici de moltes professions es necessiten coneixements científics i saber aplicar processos propis d’aquest camp de saber. 9 Analitzar críticament qüestions científiques socialment controvertides, argumentar les pròpies opinions tenint en compte les dels altres i aportant evidències i raons fonamentades en el coneixement científic, i tendir a actuar de manera conseqüent, responsable i solidària. 10 Reconèixer la naturalesa de la ciència i situar els coneixements científics més importants en un context històric, per comprendre tant la gènesi dels conceptes i teories fonamentals. com les interaccions entre la ciència, la tecnologia i la societat.


33

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 34

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 35

el treball unitat a unitat

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 36

Continguts La Terra i el perquè del seu estudi. Els mètodes d’estudi de la Terra. L’estructura de la Terra segons les anàlisis sísmiques: escorça, mantell i nucli. L’estructura externa de la Terra: litosfera, hidrosfera, atmosfera i biosfera. Els elements geoquímics i la seva distribució. Gravetat i magnetisme. La formació de la Terra i l’aparició de la vida. Els fòssils i el procés de fossilització. El temps geològic: estrats i datació. Tendència a l’observació activa. Preocupació i valoració de les respostes que ha donat la ciència a diferents problemes.

Objectius didàctics Completar un qüestionari sobre les característiques de la Terra. Elaborar un esquema de la Terra i situació de les capes que la formen. Completar un text sobre els mètodes d’estudi utilitzats per conèixer la Terra. Definir els conceptes gravetat i magnetisme, i completar preguntes relacionades. Descriure l’origen de la Terra en fases i completar un qüestionari relacionat. Completar preguntes sobre els elements geoquímics. Descriure els efectes de la gravetat en la vida quotidiana. Reconèixer diversos tipus de fòssils i descriure’n el seu origen. Llegir un text sobre l’Australopithecus afarensis i completar preguntes. Observar un mapa i completar preguntes sobre les eres de formació del terreny de Catalunya. Cercar informació sobre els dinosaures i completar un qüestionari. Llegir un text, interpretar un esquema de columnes geològiques i completar un qüestionari. Definir i completar preguntes sobre la llei de superposició. Definir els conceptes datació relativa i datació absoluta dels estrats. Explicar el procés de fossilització d’un mamífer del mesozoic.

36


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 37

Competències bàsiques COMPETÈNCIA COMUNICATIVA LINGÜÍSTICA I AUDIOVISUAL Contacte amb varietat de textos que s’usen (també audiovisuals). Atenció a la dimensió plurilingüe i intercultural de la comunicació. COMPETÈNCIA ARTISTICA I CULTURAL Interès per participar en la vida cultural i per contribuir a la conservació del patrimoni cultural i artístic.

1

La història de la Terra

COMPETÈNCIA MATEMÀTICA Comprensió, ús i relacions entre els nombres. Coneixement i maneig dels elements matemàtics bàsics (distints tipus de números, operacions, mesures, símbols, elements geomètrics, etc.) en situacions reals o simulades de la vida quotidiana. COMPETÈNCIA D’APRENDRE A APRENDRE Consciència del que es pot fer amb ajuda d’altres persones o recursos. COMPETÈNCIA EN EL CONEIXEMENT I LA INTERACCIÓ AMB EL MÓN FÍSIC Interpretació i apropiació dels coneixements sobre els fets i els processos. Aplicació d’algunes nocions, conceptes científics i tècnics, i de teories científiques bàsiques prèviament compreses (identificar i plantejar problemes rellevants; realitzar observacions directes i indirectes; etc.). COMPETÈNCIA SOCIAL I CIUTADANA Expressió de les pròpies idees i escolta de les alienes. Capacitat de posar-se en lloc d’altri.

Criteris d’avaluació Identificar i assenyalar, a partir d’un dibuix de l’estructura interna de la Terra, les diferents parts que la componen. Ser capaç d’associar les diferents capes que formen l’estructura externa de la Terra a partir d’una fotografia. Identificar els mètodes directes i indirectes per a l’estudi intern de la Terra. Definir la gravetat i el magnetisme terrestre com a dues grans forces fonamentals de la Terra, i saber demostrar mitjançant fets quotidians la seva existència. Saber explicar l’origen i el procés de formació de la Terra. Reconèixer la contribució dels éssers vius sobre la Terra. Definir la geoquímica i saber deduir la raó de per què els elements geoquímics no presenten una distribució a l’atzar dins les diferents capes de la Terra. Enumerar els principals elements geoquímics que formen part de les capes internes de la Terra. Raonar sobre el fet que és més probable trobar-se fòssils marins que terrestres. Saber definir què és un fòssil, quins tipus de fòssils existeixen i com es van formar. Saber explicar mitjançant un esquema el procés de formació dels estrats. Fer un raonament lògic per explicar el fet de trobar fòssils marins en roques sedimentàries de terra ferma. Definir què és una columna geològica i saber explicar quin mètode és el que determina amb més exactitud l’edat d’un estrat. Enumerar per ordre d’antiguitat les eres de la Terra i reconèixer en quina era i període ens trobem a l’actualitat.


37

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 38

Unitat 1 Recursos didàctics

1

astenosfera Tall de l’escorça de la Terra i part superior del mantell

Els mètodes directes Els mètodes directes consisteixen a observar els materials terrestres, tocar-los i prendre’n dades. Una manera per obtenir materials que hi ha sota la superfície de la Terra és fer un forat, un sondatge. De moment, però, els sondatges d’exploració geològica més profunds que s’estan fent arriben a un màxim de profunditat de 12,1 km. Com que el radi de la Terra mesura uns 6.357 km, amb prou feines s’arriba a una petita part de la capa més externa. El tipus i la quantitat d’informació que es poden obtenir mitjançant mètodes directes es limiten, doncs, a la part més superficial de la Terra. Per conèixer dades de l’interior de la Terra, cal fer servir els mètodes indirectes.

Cràter deixat per l’impacte d’un meteorit a Arizona

Els mètodes indirectes Els mètodes d’estudi indirectes són els següents: • L’estudi de la densitat. Els materials de la superfície de la Terra són menys densos que els de l’interior. Per això els materials de la superfície suren sobre els materials de l’interior. • L’observació de les anomalies de la gravetat. La gravetat és la força amb què la Terra atreu els cossos que hi ha damunt seu. El seu valor mitjà és de 9,8 m/s2. Les variacions respecte d’aquest valor indiquen la presència de determinats materials sota el punt on s’ha fet l’observació. • La comparació amb meteorits. Hi ha meteorits fets de materials similars als de la Terra, cosa que fa pensar que es van formar de la mateixa manera. L’estudi dels meteorits que cauen a la Terra proporciona informació de la formació de la Terra i de la disposició dels materials que la componen.

Els aparells que enregistren les ones sísmiques s’anomenen sismògrafs i el registre gràfic d’aquestes ones rep el nom de sismograma. La ciència que estudia les ones sísmiques és la sismologia i els estudiosos dels fenòmens sísmics s’anomenen sismòlegs. Si talléssim la Terra pel mig es veuria de manera semblant a la meitat d’un préssec.

Què signifiquen les línies que enregistra un sismògraf? Què deuen ser les oscil·lacions més amples?

De manera complementària a l’estructura en capes que mostren les anàlisis sísmiques, a la superfície de la Terra també s’hi poden distingir quatre capes diferents, algunes de les quals se solapen: la litosfera, la hidrosfera, l’atmosfera i la biosfera.

• L’escorça és la capa més externa. És formada per materials sòlids. Els continents i el fons marí formen part de l’escorça. El seu gruix varia segons els llocs: 10 km als oceans, 33 km als continents i 65 km sota les serralades. • El mantell està situat sota l’escorça i separat d’aquesta per una discontinuïtat, la discontinuïtat de Mohorovicic. Les discontinuïtats són zones on la velocitat i la direcció de les ones sísmiques canvia bruscament. Són pròpies de llocs on hi ha canvis físics o químics de la matèria. Al mantell, que té uns 2.900 km de gruix, s’hi poden distingir dues capes: el mantell superior, amb una capa important anomenada astenosfera, que és format per materials semilíquids i molt viscosos, i el mantell inferior, proper al nucli, que és format per materials sòlids. • El nucli està separat del mantell per la discontinuïtat de Gutenberg. El radi del nucli mesura uns 3.500 km. S’hi poden distingir dues capes: el nucli extern, format per materials semilíquids i molt viscosos, i el nucli intern, format per materials sòlids. Els materials líquids o semilíquids de l’interior de la Terra tenen una gran consistència i una rigidesa semblant a la de l’acer.

sfè ll lito

ric

astenosfera

• L’atmosfera, que és la capa de gasos que envolta la Terra. • La biosfera, que és la zona de la Terra que habiten els éssers vius. No és una capa segregada de les altres, sinó que se solapa amb la hidrosfera, on viuen immersos els éssers vius aquàtics, amb la part més baixa de l’atmosfera, on viuen els éssers vius terrestres, i amb la capa més superficial de la litosfera.

discontinuïtat de Mohorovicic

discontinuïtat de Gutenberg nucli extern

nucli intern Quines capes de l’estructura externa de la Terra es veuen en la fotografia? A quines capes habiten els éssers vius que hi veus?

• L’estudi de les temperatures. La temperatura a l’interior de la Terra augmenta amb la profunditat, aproximadament 1 °C cada 30 metres de fondària. L’estudi de la manera com flueix la calor permet descriure les capes superiors de la Terra.

Sobre l’estructura de la Terra:

mantell superior

• El mètode sísmic. Els terratrèmols provoquen vibracions que s’escampen des del lloc d’origen fins a la superfície. L’estudi d’aquestes vibracions, anomenades ones sísmiques, permet obtenir moltes dades sobre l’estructura i la composició de l’interior de la Terra.

12

• La hidrosfera, que és el conjunt de les parts de la Terra cobertes d’aigua, tant en estat líquid (oceans, mars, aigües continentals superficials i subterrànies) com en estat sòlid (neu i gel).

escorça mante

La biosfera comprèn part de la litosfera, la hidrosfera i l’atmosfera

escorça

• L’estudi del magnetisme i dels corrents elèctrics. Hi ha materials, com per exemple el ferro, que responen a camps magnètics, com el produït per un imant. També hi ha materials que són capaços de transportar el corrent elèctric. La mesura d’aquestes qualitats proporciona informació dels materials que hi ha al subsòl.

Sondatge d’exploració per cercar petroli

• La litosfera és la capa sòlida formada per minerals i roques. La litosfera és constituïda per l’escorça i la part superior del mantell, l’anomenat mantell litosfèric, que es localitza sobre l’astenosfera. Com l’escorça, el mantell litosfèric també és format per materials lleugers i rígids. La litosfera terrestre és dividida en grans plaques que es mouen lentament les unes respecte de les altres.

atmosfera

L’estructura externa de la Terra

L’estudi de les ones sísmiques ha permès conèixer l’interior de la Terra. Si es pogués tallar la Terra pel mig, es podrien observar tres capes: l’escorça, el mantell i el nucli.

hidrosfera

L’estructura interna de la Terra

mantell

escorça oceànica

litosfera

L’estudi de la Terra, tant de les capes interiors com de les més externes, es pot fer mitjançant mètodes directes i indirectes. El mètode directe és basa en l’observació “en viu” dels components de la Terra, mentre que el mètode indirecte parteix de diversos conjunts de dades per deduir l’estructura i la composició de les parts de la Terra que no es poden observar directament, sense necessitat de baixar-hi ni d’extreure’n mostres. Cap dels mètodes, però, és suficient per si mateix. La combinació de la informació proporcionada pels dos mètodes de treball ha permès tenir una idea molt fiable de l’estructura i la composició de la Terra.

Màquina de sondatge per a un estudi del sòl previ a la construcció d’un edifici

1

L’estructura de la Terra

escorça continental

Els mètodes d’estudi de la Terra

mantell superior

Com s’estudia la Terra

mantell inferior

http://usuarios.lycos.es/bio_ geo/geo_2.3.html www.xtec.es/~nlinan/geomor fo/tema1/estructu.htm

Esquema de les diferents capes de la Terra

13

14

15

Pàgines 14-15

Pàgines 12-13

Investiga de què està fet

Construïm un sismògraf

Activitat grupal

Activitat grupal

En aquesta activitat es tracta que els alumnes prenguin consciència de les dificultats que es troben els científics per poder descobrir determinats fets utilitzant mètodes indirectes d’estudi.

S’han de fer 4 grups a la classe de 4-5 alumnes. Cada grup serà el responsable de la construcció d’un sismògraf. Posteriorment, haurà de contestar les preguntes que es proposen i finalment cada grup haurà de fer una exposició a la classe sobre el funcionament del seu sismògraf.

Per poder realitzar aquesta activitat, s’han de fer 5 grups de 4-5 alumnes. Cada grup, sense que ho vegin la resta de grups, haurà de col·locar en un recipient opac (una capsa, una ampolla, una llauna...) un tipus de material, per exemple: una capsa plena de boles de paper, o de claus... Posteriorment es tancarà, el més hermèticament possible, el recipient i es passarà a un altre grup, el qual haurà de deduir el que hi ha a l’interior (evidentment, sense obrir el recipient). Cada grup haurà d’investigar amb els mètodes que calgui els quatre recipients de la resta dels grups. Finalment, cada grup explicarà a la resta de la classe quins mètodes ha utilitzat per deduir què hi ha a l’interior dels recipients i amb quines dificultats s’ha trobat.

grup 1 grup 2 grup 3 grup 4 grup 5

tipus recipient

A partir de models senzills, les persones han pogut analitzar alguns fenòmens i trobar algunes respostes, limitats pels instruments utilitzats. El progrés tècnic i l’evolució del coneixement de la física dels sismes ha permès anar construint sismògrafs de més qualitat que poguessin respondre més adequadament a la realitat. SISMÒGRAF 1 Material:

FITXA DE TREBALL

grups

COMENTARI: Els exemples mostrats són extremament senzills i de funcionalitat limitada, tot i així, cadascun mostra la seva sensibilitat al pas de l’energia en forma d’ones, que és precisament la base dels sismògrafs i és el que es vol demostrar en aquesta activitat.

mètodes d’estudi

material interior

Un embut o un con, un marc, una base, p. ex. de fullola, sorra, fil. Pocediment: Fes un pèndol, però en el lloc que ha d’ocupar la massa hi haurà un recipient ple de sorra que en moure’s s’anirà buidant. Primer fes-ho amb la massa lligada per un fil i després canvia el fil per una molla.

38


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 39

Recursos didàctics Unitat 1 Ara contesta: • Què passa amb la sorra? • Com s’acumula o es distribueix la sorra? • Descriu el que passa i quin moviment fa el pèndol. • En fer el canvi del fil per la molla, quina diferència has observat?

SISMÒGRAF 4 Material: Plat fondo; anelles; boles; una base, p. ex. de fullola; un suport cilíndric de cartró; gots de plàstic. Procediment:

• Com pots descriure que el moviment del pèndol pot reflectir el moviment de la terra durant un sisme?

Enganxa el plat fondo de cap per avall sobre el suport cilíndric, el qual també ha d’estar enganxat sobre la base.

SISMÒGRAF 2

A la base del plat enganxa-hi diverses anelles en la direcció dels principals punts cardinals, col·loca els gots de plàstic sota les boles.

Material: Una massa; un marc; una base, com fullola; una molla; un fil.

Col·loca les boles sobre les anelles.

Procediment:

Ara contesta:

Fes un pèndol, aquest és el principi bàsic del sismògraf, i descriu el moviment que realitza.

• Quan agites la base, les boles es mouen o cauen al mateix temps?

Primer lliga la massa al marc directament i desprès afegeix-li una molla.

• De què depèn el moviment de les boles?

Agita la base i descriu quin és el moviment de les boles.

Ara contesta: • En afegir la molla, quina és la diferència fonamental? • En quina direcció es mou la massa? • Com pots descriure que el moviment del pèndol pot reflectir el moviment de la terra durant un sisme? 1

SISMÒGRAF 3 2

Material: Un recipient, per exemple de crema, un test, etc.; 8 gots de plàstic; una base, p. ex. de fullola; un adhesiu: goma d’enganxar, cola. Procediment: Enganxa els gots de plàstic al voltant del recipient en direcció als principals punts cardinals indicats pels orificis del recipient gran; amb això es podrà descriure el moviment del terreny.

3

4

Col·loca aquest element sobre una base. Omple el recipient d’aigua. Agita la base, com si estigués passant un sisme. Ara contesta: • Què passa amb l’aigua del recipient? • Què passa amb cadascun dels gots? • Amb quin tipus de moviment s’omplen més ràpid els gots de plàstic?


39

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 40

Unitat 1 Recursos didàctics Què és un sismògraf?

1

Els fòssils

El sismògraf és un instrument que registra l’agitació del terreny provocada per un terratrèmol. Això, s’aconsegueix gràcies al principi de la inèrcia, que postula que un objecte en repòs tendeix a romandre així mentre que no hi ha una força externa que modifiqui el seu estat. Aquest principi sovint és considerat com a part de la primera llei de Newton.

Tipus de fòssils

Els procés de fossilització

Els fòssils són restes petrificades d’éssers vius que van habitar la Terra en èpoques pretèrites. Hi ha diferents tipus de fòssils:

Perquè es formi un fòssil és imprescindible que les restes de l’ésser viu o les empremtes de la seva activitat quedin dipositades en un material escaient i que siguin cobertes ràpidament per sediments, com fang o sorra. Els sediments de gra fi són els que millor contribueixen a la formació de fòssils, ja que el fregament entre grans gruixuts destrueix les restes orgàniques. Una vegada les restes han quedat cobertes de sediments, les parts toves es descomponen. Les parts dures, en canvi, experimenten un procés de mineralització, durant el qual s’endureixen els seus bioelements minerals, com per exemple el calci, o bé són substituïts per altres elements geoquímics, com el silici. Alhora, els sediments que l’envolten es converteixen en una roca sedimentària.

• Fòssils de parts dures dels organismes. Són fòssils en què s’han conservat petrificades les parts dures dels éssers vius, com per exemple les closques d’alguns artòpodes, les conquilles i els ossos dels vertebrats. • Fòssils de motlles i buidats. Els motlles són fòssils de les empremtes que van deixar les restes d’éssers vius en materials tous com el fang. Un cop morts, les parts toves dels organismes es van descompondre, i van quedar els motlles, els quals es van fossilitzar. En són exemple molts fòssils de plantes. Els buidats corresponen a les cavitats interiors dels organismes, com les parts internes dels mol·luscs protegides per la conquilla. L’empremta que deixen els taulons de l’encofrat en el ciment armat constitueixen una mena de fòssil artificial obtingut per emmotllat.

• Fòssils d’empremtes d’activitat. Són fòssils que corresponen a l’activitat dels éssers vius, i no pas als mateixos éssers vius. En són exemples les petjades d’animals, com les de dinosaure i d’homínid, i els copròlits, fòssils d’excrements d’alguns animals, com els dinosaures.

L’estat de conservació dels mamuts congelats trobats a Sibèria és tan bo que fins i tot s’ha pogut estudiar l’herba que havien menjat abans de morir, que encara era a dins de l’estómac.

L’estudi dels mosquits atrapats en ambre ha permès comprovar que aquests insectes han canviat molt poc des de fa centenars de milers d’anys.

La dinàmica d’aquest procés implica que només les roques sedimentàries puguin ser portadores de fòssils.

Fòssils especials Tot i que la majoria de fòssils es formen mitjançant el procés descrit, hi ha altres restes d’éssers vius que s’han conservat de manera molt diferent. • Animals atrapats en ambre. L’ambre és la reïna fòssil d’alguns arbres. En alguns trossos d’ambre s’han trobat insectes que hi van quedar atrapats. • Animals coberts pel glaç. En regions molt fredes s’han trobat animals coberts per glaç i momificats, com per exemple mamuts a Sibèria.

Insectes atrapats en ambre

Sobre fòssils: www.canalciencia.com/fosil/ index.htm

restes d’un animal

Els sismògrafs estan formats per un sensor, un element de registre i un controlador de temps. Per exemple, el sismògraf analògic inclou una agulla o estilet que “escriu” sobre una superfície. Aquest element està “lligat” a una massa suspesa, mentre que els elements més moderns, digitals, graven directament la informació. Durant un terratrèmol la superfície de la terra vibra a mesura que van passant les diferents ones sísmiques. Aquestes vibracions es registren, en el cas analògic, en una superfície sensible a l’escriptura (paper). Des de sempre la humanitat ha tingut curiositat per conèixer l’origen dels terratrèmols i de quin material està fet l’interior de la Terra, per aquesta raó es va dissenyar el sismògraf.

Fòssil de conquilla

Fòssil de fulla

restes fòssils

petrificació sediments orgànics La troballa de bacteris fòssils ha permès datar l’origen de la vida i conèixer com van ser els primers éssers vius.

1

Fòssil d’excrement animal (copròlit)

Fòssil de petjada de dinosaure

2

pissarra

calcària

3

Esquema del procés de fossilització: 1. Deposició i soterrament de les restes; 2. Petrificació de les restes i dels sediments; 3. Aflorament de les restes fòssils

20

21

Pàgines 20-21

Visita al Museu de Geologia de Barcelona El taller que es recomana per als alumnes de 4t d’ESO és: Els fòssils: història i empremtes del passat

http://es.geocities.com/cienciesterra/tema5/ animacions/terre10.swf

En aquest taller s’introdueix en el coneixement dels fòssils i el procés de fossilització, el concepte de fòssil guia i els medis de fossilització favorables. A més, s’estudiaran alguns principis de la paleontologia per intentar reconstruir la vida en el passat geològic, deduir l’ambient on aquests es desenvolupaven, datar els terrenys i reconstruir els grans moviments geològics.

http://xtec.net/~ftrillo/sismograf.htm

Període: Curs escolar de l’1 d’octubre al 30 de juny.

www.redcross.org/disaster/masters/naturalhazards /pdfs/6_8%20EarthquakesActivity1Sp.pdf

Dies: Dijous i divendres excepte festius.

Per completar més la informació sobre com es pot conèixer l’interior de la Terra a partir de les ones sísmiques es proposa:

Preu: 67 € per grup (25 alumnes màxim). El preu inclou l’entrada al museu.

Més informació sobre sismògrafs: www.igc.cat/web/gcontent/ca/index.php

Hores: De 9.30 h a 14.00 h.

Durada del taller: 1 h 30 min.

http://usuarios.lycos.es/cursoseso/interior_terra.htm Per a inscripcions: Adreça: Parc de la Ciutadella s/n Codi postal: 08003 Barcelona Telèfon: 93 319 68 95 Fax: 93 319 93 12 Web: [email protected] Email: [email protected] Per completar la informació es proposa consultar la següent web sobre els fòssils a Catalunya: www.geocities.com/yosemite/rapids/2195/menu_ galeria.html

40


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 41

Solucionari Unitat 1

SEGUR QUE JA SAPS...

Pàgina 10 1

La Terra és el tercer planeta del sistema solar per ordre de proximitat al Sol i el cinquè quant a diàmetre. Forma part dels planetes terrestres i és l’únic cos celeste on s’ha confirmat la presència de vida. Gira al voltant del Sol al llarg d’una òrbita molt poc excèntrica (una el·lipse molt semblant a una circumferència) a una distància mitjana de 149.600.000 km (1 UA) i a una velocitat de 29,8 km/s. També gira sobre si mateix amb un període de rotació de 23 hores, 56 minuts i 3,5 segons, moviment que determina el dia i la nit. El seu diàmetre equatorial és de 12.756 km. Té un únic satèl·lit natural, la Lluna.

2

Resposta oberta.

3

Les capes internes de la Terra són:

6

Els fòssils són restes petrificades d’éssers vius que van habitar la Terra en èpoques pretèrites. Perquè es formi un fòssil és imprescindible que les restes de l’ésser viu o les empremtes de la seva activitat quedin dipositades en un material escaient i que siguin cobertes ràpidament per sediments, com fang i sorra. Una vegada les restes han quedat cobertes de sediments, les parts toves es descomponen. Les parts dures, en canvi, experimenten un procés de mineralització, durant el qual s’endureixen els seus bioelements naturals, com per exemple el calci, o són substituïts per altres elements químics, com el silici. Alhora els sediments que l’envolten es converteixen en una roca sedimentària.

CONTINGUTS

Pàgina 13 L’escorça: és la capa més externa. El mantell: situat sota l’escorça, consta del mantell superior i del mantell inferior. El nucli: situat sota el mantell, s’hi pot distingir el nucli extern i el nucli intern.

T’AGRADARIA SABER...

Què signifiquen les línies que enregistra un sismògraf? Què deuen ser les oscil·lacions més amples? Les línies que enregistra un sismògraf ens indiquen els diferents tipus d’ones sísmiques i la seva intensitat. Les oscil·lacions més amples són degudes a un registre més intens de les ones sísmiques; indica que s’està produint un terratrèmol.

Pàgina 10 Pàgina 15 4

5

L’interior de la Terra s’estudia mitjançant la combinació de la informació proporcionada pels mètodes directes i indirectes, segons si es basen en l’observació “en viu” dels components de la Terra o bé en la deducció de l’estructura i composició terrestres a partir de diversos conjunts de dades, respectivament. La Terra es va formar fa uns 4.600 milions d’anys a partir d’un núvol de gas i pols. La Terra va anar creixent per l’addició de més pols i, en fer-ho, la força de la gravetat feia augmentar la pressió i la temperatura, que va arribar fins a 1.600 ºC. Els elements radioactius també produïen calor. Amb aquestes temperatures elevades, els materials que formaven el núvol de pols es van fondre i es va formar una massa fosa i homogènia envoltada d’una capa gasosa. En aquesta massa fosa, els elements es van anar distribuint per capes segons la densitat i es va anar diferenciant el nucli del mantell. L’escorça es va formar fa 3.900 milions d’anys quan la superfície de la Terra es va refredar prou i els materials més externs es van solidificar.


Quines capes de l’estructura externa de la Terra es veuen a la fotografia? A quines capes habiten els éssers vius que hi veus? Les capes de l’estructura externa de la Terra que s’observen a la fotografia són la litosfera, la hidrosfera, l’atmosfera i la biosfera. Els éssers vius que s’observen, els lleons marins, viuen a l’atmosfera, però es desplacen per buscar l’aliment per la hidrosfera.

41

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 42

Unitat 1 Solucionari

Pàgina 22

2 discontinuïtat de Mohorovicic

Què són les roques sedimentàries? Com es formen? Les roques sedimentàries són aquelles procedents de l’alteració (meteorització) de roques ja existents per l’acció dels agents atmosfèrics i de l’activitat dels organismes. Les roques sedimentàries es formen mitjançant el procés de litogènesi externa, que consta de tres fases: una acumulació de sediments (dipòsit), una reducció de volum dels sediments per efectes de la pressió exercida per les capes superiors, fet que comporta la pèrdua de l’aigua que contenien (compactació), i una unió de les partícules que formen els sediments (cimentació). Aquest procés de cimentació es produeix per la precipitació dels materials dissolts en l’aigua que hi ha entre els sediments.

discontinuïtat de Gutenberg

atmosfera

litosfera

nucli biosfera escorça mantell

3

hidrosfera

La biosfera és la capa de la Terra on viuen els éssers vius i aquests viuen tant a la litosfera com a la hidrosfera o a l’atmosfera. A la hidrosfera hi viuen, per exemple, petits invertebrats, peixos, algues i plantes aquàtiques; a l’atmosfera hi viuen els éssers humans, plantes (arbres, arbustos, herbes, molses, falgueres...) i animals (invertebrats, rèptils, mamífers terrestres...); a més, s’hi desplacen els ocells i alguns amfibis.

ACTIVITATS


4

La litosfera està formada per blocs sòlids i rígids d’un gruix de 70 a 150 km. Sura sobre l’astenosfera perquè aquesta darrera té una consistència semilíquida i molt viscosa.

5

La Terra s’estudia mitjançant mètodes directes i indirectes. Quan se segueixen mètodes directes s’observen “en viu” els components de la Terra. Per obtenir materials que es localitzen sota la superfície de la Terra, es fa un sondatge. El tipus d’informació que s’obté mitjançant mètodes directes es limita a la part més externa de la Terra. Quan se segueixen mètodes indirectes s’utilitzen diversos conjunts de dades per deduir l’estructura i la composició de les parts de la Terra que no es poden observar directament. Actualment, es fan servir diversos mètodes indirectes, com per exemple estudi de la densitat, observació de les anomalies de la gravetat, comparació amb meteorits, estudi del magnetisme i corrents elèctrics, estudi de les temperatures i estudi del mètode sísmic. Cap dels mètodes que s’utilitzen no és prou bo per si mateix, però la combinació de la informació proporcionada per tots ha permès tenir una idea molt fiable de l’estructura i la composició de la Terra.

• Els diàmetres equatorial i polar. • Per recórrer el mínim camí en fer una volta a la Terra hauríem de passar pels pols i no pas per l’equador, ja que la Terra no és completament esfèrica, sinó que és una mica aplanada als pols i inflada a l’equador. • Si ens fixem en les dades de la taula, concretament en les referents a la superfície, ens adonarem que la part emergida de la Terra ocupa menys superfície que la part corresponent al fons marí. La superfície del fons marí representa un 70,78% del total de la superfície terrestre, mentre que la part emergida representa un 29,22%. • Per calcular la distància més petita, hem de calcular el radi terrestre i trobar la diferència entre aquest i la fondària més gran. Per calcular el radi: 12.714 km / 2 = 6.357 km. Per calcular la distància més petita: 6.357 km – 11,034 km = 6.345,96 km. Per calcular la distància més gran s’utilitzarà el mateix procediment, però aquesta vegada se sumarà el radi terrestre a l’altitud més gran: 6.357 km + 8,848 km = 6.365,848 km. Els càlculs són aproximats, no es pot dir la distància exactament ja que el diàmetre de la Terra és diferent si el considerem més a prop dels pols o de l’equador. En aquest cas s’ha utilitzat el radi polar.

42


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 43


6

• L’atmosfera primitiva es va formar gràcies als volcans que expel·lien diòxid de carboni i vapor d’aigua. Amb l’aparició dels primers éssers vius, l’atmosfera es va anar modificant fins arribar a les concentracions de gasos de l’atmosfera actual, en la qual és molt més abundant l’oxigen que el diòxid de carboni.

La gravetat és la força d’atracció que exerceixen tots els cossos de l’Univers, com la Terra, que atrau els cossos que hi ha damunt seu. El magnetisme és una de les forces fonamentals de la naturalesa juntament amb la gravetat, entre d’altres. És un fenomen pel qual els materials exerceixen forces d’atracció o de repulsió a altres materials. Les forces magnètiques són produïdes pel moviment de partícules carregades.

Pàgina 26 9

7

Es creu que l’origen del magnetisme terrestre prové del moviment dels materials que componen el nucli intern de la Terra, el ferro i el níquel principalment. • La magnetosfera és la zona al voltant de la Terra on es nota l’acció del camp magnètic. És una zona que protegeix la superfície terrestre del vent solar (emissió contínua de partícules atòmiques per part del Sol). • L’origen de la gravetat terrestre és l’acumulació de massa que la va originar.

8

a La Terra es va formar fa 4.600 milions d’anys a partir d’un núvol de gas i pols. La Terra va anar creixent per l’addició de més pols i, en fer-ho, la força de la gravetat feia augmentar la pressió i la temperatura, que va arribar als 1.600 ºC. Els elements radioactius també produïen calor. Amb aquestes temperatures elevades, els materials que formaven el núvol de pols es van fondre i es va formar una massa fosa i homogènia envoltada d’una capa gasosa. b En aquesta massa fosa, els elements es van anar distribuint per capes segons la densitat i es va anar diferenciant el nucli del mantell. c L’escorça es va formar fa 3.900 milions d’anys, quan la superfície de la Terra es va refredar prou i els materials més externs es van solidificar. d Quan la temperatura de la Terra va baixar prou, el vapor d’aigua es va condensar i es van formar els oceans. La temperatura es va estabilitzar a una mitjana de 15 ºC. En aquestes condicions van aparèixer els primers éssers vius, que van anar modificant l’atmosfera terrestre fins arribar a l’estat actual, en el qual la presència d’oxigen és molt més abundant que la de diòxid de carboni. • A la part més superficial de la Terra van quedar elements com el silici, l’oxigen, l’alumini, el calci, el potassi, el magnesi, etc., ja que són més lleugers.

• Els elements geoquímics són els elements químics que componen la matèria terrestre. Els principals elements geoquímics que podem trobar a les diferents capes de la Terra són: al nucli, el níquel i el ferro; al mantell, el silici, el ferro, el magnesi i el calci, i a l’escorça, el silici, l’alumini, el magnesi, el carbó, el sofre, el nitrogen i l’oxigen. • No. La distribució dels elements geoquímics en les diferents capes s’ha produït tenint en compte la densitat de cadascun dels elements. Els més densos, com el ferro, estan situats principalment al nucli terrestre, i els menys densos, com el silici, el magnesi, l’alumini i el calci, es localitzen a l’escorça terrestre. • Sí, ja que quan els diversos elements geoquímics formaven la massa fosa terrestre van quedar distribuïts en capes, segons la seva densitat, el ferro i altres elements pesants es van enfonsar cap a l’interior de planeta i es va formar el nucli, que va ser envoltat d’un oceà de roca fosa format per elements més lleugers.

10 Resposta oberta. 11 • Una brúixola és l’instrument que ens ajuda a orientar-

nos en l’espai. • La brúixola ens indica on es troba el nord magnètic i, per tant, és una gran ajuda per orientar-nos. • La brúixola posa en evidència el camp magnètic de la Terra. 12 1 Trilobite. 2 Petjada de dinosaure. 3 Falguera.

4 Ammonite. 5 Insectes. 6 Mamut. Tipus de fòssils Fòssils de parts dures dels organismes: 1 Trilobite. 4 Ammonite. 6 Mamut. Fòssils de motlles i buidats: 3 Falguera. Fòssils d’empremtes d’activitat: 2 Petjada de dinosaure. Fòssils especials. Animals atrapats en ambre: 5 Insectes.


43

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 44

Unitat 1 Solucionari Període en què van viure 1 Trilobite. Paleozoic. Període Cambrià al Permià. 2 Petjada de dinosaure. Mesozoic. Període del Triàsic fins al Cretaci. 3 Falguera. Paleozoic. Període Carbonífer. 4 Amonite. Mesozoic. Període Juràssic. 5 Insectes. Paleozoic. Període Carbonífer. 6 Mamut. Cenozoic. Període Quaternari. Resposta model: L’era Primària o Paleozoica comença fa 570 milions d’anys. Es distingeixen al seu torn diversos períodes: en el període Cambrià abunden els trilobites, mol·luscs i crustacis. Es van produir múltiples col·lisions entre les plaques de l’escorça terrestre, es va formar el primer supercontinent, anomenat Gondwana. En el període Ordovicià (que s’inicia fa 505 milions d’anys) segueixen abundant els trilobites, s’estenen els equinoderms i braquiòpodes i apareixen els primers peixos. El predecessor de l’oceà Atlàntic actual va començar a contreure’s mentre que els continents d’aquella època s’apropaven uns vers els altres. El període Silurià s’inicia fa 440 milions d’anys. Apareixen peixos cuirassats gegants, les primeres plantes terrestres i de pantans, grans escorpins marins. El període Devonià va començar fa 410 milions d’anys. Apareixen els peixos moderns i els amfibis, evolucionen les plantes terrestres. En el període Carbonífer (iniciat fa 360 milions d’anys) s’estenen els amfibis, apareixen els primers rèptils, la terra s’omple de molses i falgueres, les restes de les quals formaran les conques de carbó. En el període Permià (que s’inicià fa 285 milions d’anys) s’estenen els rèptils, mentre els amfibis perden importància, s’extingeixen els trilobites i apareixen les primeres coníferes. Les zones de la Terra es van unir en un únic continent anomenat Pangea i a la regió que corresponia amb Amèrica del Nord es van formar els Apalatxes. Els canvis produïts en el medi, resultat de la redistribució de terra i aigua, van provocar la major extinció de tots els temps. Els trilobites, molts peixos i coralls van desaparèixer quan va acabar el Paleozoic. L’era Secundària o Mesozoica va començar fa 248 milions d’anys. El seu primer període és el Triàsic, en el qual apareixen els primers dinosaures i grans rèptils marins. També apareixen els primers mamífers. Abunden els amonites, apareixen noves espècies de plantes, es formen grans boscos de coníferes. Durant el període Juràssic (iniciat fa 213 milions d’anys) els dinosaures dominen la Terra. Apareixen rèptils voladors i les primeres aus, juntament amb noves espècies de petits mamífers. Durant el període Cretàcic apareixen les primeres plantes amb flors. Al final del període

44

s’extingeixen els dinosaures i molts altres rèptils, igual que els amonites. Geològicament, el Mesozoic comença amb quasi tota la superfície terrestre de la Terra agrupada en un supercontinent anomenat Pangea. Durant el Mesozoic, tanmateix, Pangea es dividí en dos continents; al nord, Lauràsia, i al sud, Gondwana. Lauràsia es va dividir subseqüentment en Amèrica del Nord i Euràsia, mentre que Gondwana se separà progressivament en els quatre continents actuals d’Amèrica del Sud, Àfrica, Austràlia i l’Antàrtida. L’era Cenozoica va començar fa 65 milions d’anys. Aquesta era engloba dos períodes: el període Terciari i el Quaternari. El període Terciari s’inicia fa 65 milions d’anys, es va trencar l’enllaç de terra entre Amèrica del Nord i Europa i, al final del període es va formar la unió entre Amèrica del Nord i Amèrica del Sud. Les formes de vida de la terra i del mar es van fer més semblants a les que existeixen actualment. S’acaba de formar la Patagònia i l’aixecament de la serralada dels Andes. L’herba era prominent, i això va ser la causa del canvi de dentició en els animals herbívors. Com que la major part dels rèptils van desaparèixer al final del Cretàcic, el Cenozoic va ser l’era dels mamífers, se’n van desenvolupar nous grups com els rinoceronts, els tapirs, els remugants, les balenes i els avantpassats dels elefants. Van aparèixer membres de les famílies de gossos i gats, van sorgir els antropoides (semblants als humans). El període Quaternari s’inicia fa 2,5 milions d’anys, i capes de gel continentals intermitents van cobrir gran part de l’hemisferi nord. Les restes de fòssils evidencien que va haver-hi molts tipus de prehumans primitius al nord i sud d’Àfrica, a la Xina i a Java. Els humans moderns van aparèixer a finals del Pleistocè. 13 És difícil que un organisme es converteixi en fòssil.

Les roques magmàtiques i les roques metamòrfiques no reuneixen les condicions necessàries per a la formació dels fòssils, ja que perquè un fòssil es formi és essencial que l’organisme quedi ràpidament enterrat en sediments, que sigui cobert amb el pas de milions i milions d’anys de sediments per a evitar-ne la destrucció, i que aquest sigui fi (argila, llim, sorra) per garantir-ne la conservació. Aquest sediment es compacta fins que s’endureix. Si les condicions han sigut òptimes, s’obtindrà un fòssil.


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 45


Pàgina 27 14 • Perquè es formi un motlle fòssil és imprescindible que

les restes de l’ésser viu o les empremtes de la seva activitat (com és el cas que s’observa a la fotografia) quedin dipositades en un material escaient i que siguin cobertes ràpidament per sediments, com fang i sorra. Els fòssils de motlles i buidats es formen quan, un cop morts, les parts toves es descomponen i queden els motlles, els quals patiran un procés de mineralització, en el qual el sediment es torna roca (procés anomenat diagènesi o litogènesi) i queda el motlle. La formació dels fòssils d’empremtes d’activitat, seguiria el mateix procés, però cal tenir en compte que el que es fossilitza no és l’animal, sinó l’empremta deixada per aquest. • Perquè s’haguessin format aquestes empremtes, el sòl hauria d’estar compost de materials tous com el fang. • La informació que es pot extreure dels fòssils d’empremtes d’activitat pot set molt variada, com la forma de desplaçar-se, la seva alimentació, la forma d’agrupació (gregària o individual), llocs de desplaçament, etc. • Es pot deduir que eren dos individus que caminaven junts, tocant-se, per la mida i la disposició de les petjades. • El peu dels Australopithecus s’assemblava més al d’un mico. Perquè la disposició característica del dit oposable és típica dels micos. Resposta model. La locomoció dels Australopithecus era bípeda, ja que les petjades d’aquests individus només corresponen a les extremitats posterior i no a les posteriors i anteriors. Una altra prova seria fixar-nos en com són els punts de recolzament del taló i la punta dels dits de les petjades.

Pàgina 28 15 • Els terrenys més antics se situen en les zones del

litoral i els Pirineus. • Els terrenys més moderns se situen a la Catalunya central. • Resposta oberta. • Resposta oberta.

16 • Resposta model. Els dinosaures van colonitzar els tres

medis; aeri, terrestre i aquàtic. Per exemple, alguns dels dinosaures marins incloïen els ictiosaures, plesiosaures i alguns cocodrils marins. A terra ferma, els grans dinosaures herbívors (sauròpodes) habitaven la terra, alimentant-se de canyes, falgueres i ciques. Eren presa dels grans teròpodes (Ceratosaurus, Allosaurus, Megalosaurus). Durant el Juràssic posterior van aparèixer les primeres aus, a partir dels saurisquis. En contrast, els dinosaures ornitisquis van ser menys predominants, tot i que alguns, com Stegosaurus i els petits ornitòpodes van tenir un paper important com a herbívors petits i mitjans. A l’aire, els pterosaures esdevingueren comuns, omplint molts nínxols ecològics actualment ocupats per les aus. • A part de les canyes i les falgueres, hi havia també cicadofits (Cycadophyta), un antic grup de plantes, present a gairebé totes les zones tropicals i subtropicals del món. Al Juràssic foren un dels components majoritaris de la vegetació. També hi havia grans boscos de coníferes. • Els foraminífers i calpionèl·lids planctònics, rudistes, una varietat de bivalves, coralls, belemnites, braquiòpodes i ammonites (cefalòpodes amb closca). A part d’aquests invertebrats, també hi havia amfibis, ocells i mamífers. • Els dinosaures proliferaren des de mitjan període Triàsic fins al final del Cretaci (210-225 a 65 milions d’anys), moment en què la majoria, excepte les aus, es van extingir. • Existeixen hipòtesis per explicar aquesta extinció, encara que la teoria més popular és la proposada per Walter Alvarez, segons la qual, l’extinció dels dinosaures fou una de les conseqüències provocades per l’impacte d’un enorme meteorit a la Terra, que donà lloc a tot un seguit de desastres naturals, entre els quals, un llarg hivern nuclear, la contaminació de totes les aigües, una alteració dels corrents d’aire, un vulcanisme extremament actiu, etc. Actualment, de forma científica està totalment acceptada la condició dinosauriana de les aus.

Pàgina 29 17 • Una columna estratigràfica és una seqüència completa

de totes les roques sedimentàries dipositades en un indret. • Els estrats es formen durant el procés d’acumulació dels sediments en capes. Aquest procés es porta a terme al llarg de milions d’anys.


45

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 46

Unitat 1 Solucionari • Els estrats que han permès fer-ne la comparació són aquells que no han estat pertorbats ni deformats, com els estrats assenyalats a l’esquema.

21 El procés de fossilització que ha permès la conservació

dels ossos del Purgatorius ceratops va ser el següent: Una vegada el Purgatorius va morir, el seu cos va quedar dipositat en un terreny tou, les seves restes van estar cobertes ràpidament per sediments, com fang i sorra. Quan les restes van quedar cobertes de sediments, les parts toves es van descompondre. Les parts dures, en canvi, van experimentar un procés de mineralització, durant el qual es van endurir els seus bioelements naturals, com per exemple el calci, o van ser substituïts per altres elements químics, com el silici. Alhora els sediments que l’envoltaven es van convertir en una roca sedimentària i es formà el fòssil.

• Els estrats més moderns no coincideixen per l’efecte dels agents geològics externs: aigües continentals superficials (aigües salvatges, torrents, rius i glaceres) o subterrànies, les aigües marines o oceàniques, el vent i els éssers vius, responsables de la geodinàmica externa que produeix els processos geològics externs de meteorització, erosió, transport i sedimentació. • El fet que es trobin estrats que continguin fòssils d’animals marins, indica que en un moment donat hi havia un fons marí. • Un mateix estrat pot tenir diferents gruixos en les diverses columnes geològiques per una acumulació major de sediments (estrat més gruixut) o per una major erosió (estrat més prim).

PROCEDIMENT · Procés de fossilització

Pàgina 30

18 • La llei de superposició postula que si els estrats no

han sofert pertorbacions després de la deposició, els que es trobin a sota seran més antics que els que tinguin al damunt. Aquesta llei permet establir l’escala de temps geològic.

a

Resposta oberta.

Pàgina 31

• Sí. • La part de l’organisme que queda representada és la part interna de l’animal, una vegada la part dura ha desaparegut per l’acció accelerada de l’àcid clorhídric diluït en aigua destil·lada.

• No. • Els estrats més antics de la columna 1 són els que es troben a la part inferior de la columna. • Resultaria molt complicat, ja que els estrats inferiors que corresponen a la columna 2 han sofert una pertorbació.

• El motlle de silicona té la mateixa forma que la cavitat interna del cargol. • La part de l’organisme que queda plasmada en el motlle d’escaiola és la part externa de l’animal.

19 A la serra del Montsant és possible trobar molts fòssils

d’invertebrats marins, a causa de les forces tectòniques resultat dels processos geològics interns, que van elevar aquests estrats a partir d’un fons marí, on es van formar.

• El motlle d’escaiola té la forma complementària de la closca.

20 La datació relativa consisteix a comparar els estrats

PROCEDIMENT · Construcció i ús d’una brúixola

de les columnes geològiques de diversos indrets per establir quines roques són les més antigues i l’ordre de deposició. La datació absoluta es basa en l’anàlisi de la desintegració dels àtoms radioactius continguts en les roques que permet conèixer l’edat exacta d’un estrat determinat.

Pàgina 33 b

• En fer girar la brúixola, l’agulla torna sempre a la mateixa direcció perquè la punta, que està magnetitzada, és atreta pel nord magnètica de la Terra. • Si una barra magnètica es penja d’un fil a una cadira de manera que pugui girar lliurement, aquesta s’orientarà segons el camp terrestre, és a dir, un extrem de l’imant es dirigirà sempre en la direcció general del pol nord. • La brúixola comercial i la que hem construït assenyalen la mateixa direcció. L’imant de barra també l’assenyala, però costa més aconseguir que s’equilibri perquè està influït pel seu pes.

46


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 47

Solucionari Unitat 1 • Si estem mirant cap al nord, l’est queda a la dreta i l’oest, a l’esquerra.

El gran duc de Toscana el nomena matemàtic de la cort de Florència, la qual cosa li permet dedicar tot el seu temps a la recerca. Galileu continua fent remarcables descobriments científics, observant les fases de Venus, que, amb els satèl·lits de Júpiter, el convencen que Copèrnic no estava equivocat. L’Església s’oposa vigorosament a la posició de Galileu, però aquest demana la llibertat de recerca, a la seva carta a la gran duquessa Cristina el 1615. Contestant els seus arguments, el Sant Ofici de Roma publica un edicte contra Copèrnic el 1616.

• Als mapes el nord s’acostuma a situar a la part superior.

REPORTATGE · Plana, esfèrica o una petxina

Pàgina 35 1

Totes tres tradicions sobre la forma de la Terra tenen en comú el fet de pensar que la Terra no té una forma arrodonida i que és el centre del “seu” univers.

2

Com que antigament no tenien els aparells tan sofisticats que tenim ara per a estudiar la Terra i l’Univers, havien de construir les seves teories d’acord amb el que veien.

3

Resposta model.

El 1623, el Papa Urbà VIII autoritza Galileu a escriure un llibre comparant els sistemes de Ptolomeu i Copèrnic. No obstant això, Galileu és jutjat a Roma per la Inquisició a causa dels Diàlegs del 1632, perquè el 1616 li havia estat prohibit defensar o ensenyar les teories de Copèrnic. Aquest judici no fou anul·lat fins l’any 1992! La condemna de Galileu fou commutada per un arrest domiciliari a Arcetri, prop de Florència. Allà acabà les seves recerques sobre el moviment i la resistència dels materials. El 1638 publicà a Leiden els Discursos i demostracions matemàtiques sobre les dues noves ciències. Aquest treball marcà el començament de l’estudi de la dinàmica.

Galileo Galilei, o Galileu (Pisa, 15 de febrer de 1564 Arcetri, 8 de gener de 1642) fou un físic, astrònom i filòsof italià considerat, juntament amb Newton, com el pare de la física. El 1581, Galileu entra a la Universitat de Pisa per estudiar medicina, però acaba interessant-se per les matemàtiques. Demostra que Aristòtil estava equivocat en suposar que la rapidesa de caiguda dels cossos és proporcional al seu pes. Per demostrar-ho, mesura el temps de caiguda de pesos llançats des de la torre inclinada de Pisa; descobreix l’isocronisme del pèndol observant les oscil·lacions d’una llampria a la catedral. El 1592, Galileu esdevé professor de matemàtiques a la Universitat de Pàdua, on restà 18 anys. Construí un aparell de mesura, el sextant, treballà en una explicació de les marees basada en les teories copernicanes, i escrigué un tractat de mecànica mostrant que les màquines no creen energia, però la transformen. El 1604, a causa de l’aparició d’una nova, Galileu disputa amb els filòsofs que sostenien la tesi d’Aristòtil sobre la immutabilitat del cel. El 1609 s’assabenta del descobriment del telescopi per part de l’holandès Hans Lippershey i decideix construir-se el seu propi telescopi, diferent del dels Països Baixos i aplicar-lo a l’observació dels cels. Al final del 1609, Galileu tenia un telescopi de 20 augments que li permetia estudiar els cràters de la Lluna i distingir els estels de la Via Làctia. Descobreix quatre satèl·lits de Júpiter (els satèl·lits galileians), descobriment que li serà disputat per Simon Marius. Publica els seus descobriments el 1610, cosa que provocà grans controvèrsies perquè els altres científics no disposen de telescopis que puguin confirmar les seves observacions.


4

A l’edat mitjana es creia que la Terra era el centre de l’Univers (teoria geocèntrica) perquè en aquella època l’home i tot allò relacionat amb ell eren el més important (teoria antropocèntrica), de manera que no podia ser que la Terra passés a ser un planeta més que viatja al voltant del Sol, com la resta dels planetes. A més, el fet que la Terra girés al voltant del Sol anava contra el que es deia a la Bíblia, i la persona que la contradeia era perseguida per la Inquisició. La diferència entre aquesta teoria i les tradicions de xewong, tzeltal i polinèsia és que aquestes tres basaven les seves aplicacions només en el que observaven a ull nu i, en canvi, a l’edat mitjana ja es tenien coneixements més amplis de l’Univers i fins i tot es coneixien teories més antigues, com les d’alguns grecs i les de Galileu, basades en l’observació i en càlculs matemàtics, que postulaven que la Terra era esfèrica.

EIX TRANSVERSAL · Els metalls pesants

Pàgina 37 • Pots de pintura, cigarretes i cables elèctrics. • Aquests productes són tòxics si s’acumulen en grans quantitats perquè contenen metalls pesants, que són molt tòxics per al medi ambient i els éssers vius. • Resposta oberta.

47

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 48


AVALUACIÓ

6

Pàgina 38 1 discontinuïtat de Mohorovicic discontinuïtat de Gutenberg

• L’estudi de la densitat. Els materials de la superfície de la Terra són menys densos que els de l’interior. Per això els materials de la superfície suren sobre els materials de l’interior.

atmosfera

• L’observació de les anomalies de la gravetat. La gravetat és la força amb què la Terra atreu els cossos que hi ha damunt seu. El seu valor mitjà és de 9,8 m/s2. Les variacions respecte d’aquest valor indiquen la presència de determinats materials sota el punt on s’ha fet l’observació.

litosfera

nucli biosfera escorça mantell

hidrosfera

• La comparació amb meteorits. Hi ha meteorits fets de materials similars als de la Terra, fet que fa pensar que es van formar de la mateixa manera. L’estudi dels meteorits que cauen a la Terra proporciona informació de la formació de la Terra i de la disposició dels materials que la componen.

Sí, hi ha capes que se solapen. La biosfera se solapa amb la capa més superficial de la litosfera, amb la hidrosfera i amb la part més baixa de l’atmosfera. La litosfera se solapa amb l’escorça i el mantell extern. 2

• L’estudi del magnetisme i dels corrents elèctrics. Hi ha materials, com per exemple el ferro, que responen a camps magnètics, com el produït per un imant. També hi ha materials que són capaços de transportar el corrent elèctric. La mesura d’aquestes qualitats proporciona informació dels materials que hi ha al subsòl.

Nucli intern: ferro i níquel en estat sòlid. Nucli extern: ferro i níquel en estat semilíquid. Mantell inferior: silici, ferro, magnesi i calci en estat semilíquid. Mantell superior (astenosfera): silici, ferro, magnesi i calci en estat semilíquid.

• L’estudi de les temperatures. La temperatura a l’interior de la Terra augmenta amb la profunditat, aproximadament 1 °C cada 30 m de fondària. L’estudi de la manera com flueix el calor permet descriure les capes superiors de la Terra.

Escorça: silici, alumini, magnesi, carbó, sofre, nitrogen i oxigen en estat sòlid. 3

La gravetat és la força d’atracció que exerceix la Terra sobre els cossos. L’existència de la gravetat es pot comprovar, per exemple, fixant-nos en tots els objectes que hi ha al nostre voltat: si no hi hagués gravetat estaríem “surant” en l’aire o quan deixem anar qualsevol objecte a una certa alçada i veiem que cau atret per la força d’atracció de la Terra. La mateixa presència d’atmosfera a la Terra indica que hi ha gravetat.

4

El magnetisme consisteix en la presència d’un camp magnètic situat al voltant del planeta. La presència del magnetisme terrestre es pot comprovar utilitzant una brúixola i observant que aquesta sempre indica la mateixa direcció, el nord magnètic de la Terra.

5

Els mètodes directes consisteixen a observar els materials terrestres, tocar-los i perdre’n les dades. Una manera per obtenir materials que hi ha sota la superfície de la Terra és fer un forat, un sondatge. Aquests mostreigs només permeten obtenir informació de la part més superficial de la Terra.

48

Els mètodes indirectes s’utilitzen per conèixer dades de l’interior de la Terra. Els mètodes indirectes són:

• El mètode sísmic. Els terratrèmols provoquen vibracions que s’escampen des del lloc d’origen fins a la superfície. L’estudi d’aquestes vibracions, anomenades ones sísmiques, permet obtenir moltes dades sobre l’estructura i la composició de l’interior de la Terra. 7

La Terra es va formar fa 4.600 milions d’anys a partir d’un núvol de gas i pols. La Terra va anar creixent per l’addició de més pols i, en fer-ho, la força de la gravetat feia augmentar la pressió i la temperatura, que va arribar als 1.600 ºC. Els elements radioactius també produïen calor. Amb aquestes altes temperatures, els materials que formaven el núvol de pols es van fondre i es va formar una massa fosa i homogènia envoltada d’una capa gasosa. En aquesta massa fosa, els elements es van anar distribuint per capes segons la densitat i es va anar diferenciant el nucli del mantell. L’escorça es va formar fa 3.900 milions d’anys, quan la superfície de la Terra es va refredar prou i els materials més externs es van solidificar. Quan la temperatura de la Terra va baixar prou, el vapor d’aigua es va condensar i es van formar els oceans. La temperatura es va estabilitzar a una ESO Biologia i geologia 4

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 49

Solucionari Unitat 1 mitjana de 15 ºC. En aquestes condicions van aparèixer els primers éssers vius, que van modificar l’atmosfera terrestre fins arribar a l’estat actual, en el qual la presència d’oxigen és molt més abundant que la de diòxid de carboni. 8

Els fòssils són restes petrificades d’éssers vius que van habitar la Terra en èpoques pretèrites. • Perquè es formi un fòssil és imprescindible que les restes de l’ésser viu o les empremtes de la seva activitat quedin dipositades en un material escaient i que siguin cobertes ràpidament per sediments, com fang i sorra. Una vegada les restes han quedat cobertes de sediments, les parts toves es descomponen. Les parts dures, en canvi, experimenten un procés de mineralització, durant el qual s’endureixen els seus bioelements naturals, com per exemple el calci, o són substituïts per altres elements químics, com el silici. Alhora els sediments que l’envolten es converteixen en una roca sedimentària. • Hi ha diferents tipus de fòssils: – Fòssils de parts dures dels organismes. Són fòssils en què s’han conservat petrificades les parts dures dels éssers vius, com per exemple les closques d’alguns artòpodes, les conquilles i els ossos dels vertebrats.

9

Un estrat és cadascuna de les capes que es dipositen desprès d’un procés d’acumulació de sediments. Aquest procés dura milions d’anys. • Una columna geològica és una seqüència completa de totes les roques sedimentàries dipositades en un indret. • La datació relativa consisteix a comparar els estrats de les columnes geològiques de diversos indrets per establir quines roques són les més antigues i l’ordre de deposició. • La datació absoluta es basa en l’anàlisi de la desintegració dels àtoms radioactius continguts en les roques que permet conèixer l’edat exacta d’un estrat determinat.

10 CRIPTOZOICA (4.500 milions a 3.900 milions d’anys)

– Apareix la vida a la Terra. – Els fòssils més antics tenen 3.500 milions d’anys (bacteris). – Els fòssils de fa 2.000 milions d’anys indiquen que a les zones marines hi havia protozous, algues, cucs i meduses. PALEOZOICA (505 milions a 286 milions d’anys) – La Terra és dividida en tres grans continents, que s’ajunten en un de sol (anomenat Pangea).

– Fòssils de motlles i buidats. Els motlles són fòssils de les empremtes que van deixar les restes d’éssers vius en materials tous com el fang. Un cop morts, les parts toves dels organismes es van descompondre, i van quedar els motlles, els quals es van fossilitzar. En són exemple molts fòssils de plantes. Els buidats corresponen a les cavitats interiors dels organismes, com les parts internes dels mol·luscs protegides per la conquilla.

– Es troben fòssils d’artròpodes, de mol·luscs i dels primers vertebrats (peixos).

– Fòssils d’empremtes d’activitat. Són fòssils que corresponen a l’activitat dels éssers vius, i no pas als mateixos éssers vius. En són exemples les petjades d’animals, com les de dinosaure i d’homínid, i els copròlits, fòssils d’excrements d’alguns animals, com els dinosaures.

DEVONIÀ (408 milions)

– Es troben els primers fòssils de plantes terrestres (falgueres). Es dintingeixen els següents períodes: CAMBRIÀ (542 milions) ORDOVICIÀ (505 milions) SILURIÀ (438 milions) CARBONÍFER (360 milions) PERMIÀ (286 milions) MESOZOICA (248 milions a 144 milions d’anys) – El continent únic pateix una fragmentació progressiva fins arribar als continents actuals. – Es troben fòssils de cefalòpodes, amfibis, rèptils, ocells i mamífers. És l’època dels dinosaures. – Apareixen les primeres plantes amb flors. Es dintingeixen els següents períodes: TRIÀSIC (248 milions) JURÀSSIC (213 milions) CRETACI (144 milions)


49

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 50

Unitat 1 Solucionari CENOZOICA (65 milions d’anys a l’actualitat) Es diferencien dos períodes: TERCIARI (65 milions d’anys): – El mapa de la Terra ja és molt semblant a l’actual. – Es formen algunes de les muntanyes més altes del planeta, com l’Himàlaia, els Alps, els Urals, els Apenins, l’Atles i els Pirineus. – Els animals pertanyen als mateixos grups que els actuals; són els seus avantpassats més directes. – La major part de plantes són de tipus tropical. Apareixen els arbres de fulla caduca. QUATERNARI (2 milions d’anys): – Sorgeixen períodes molt freds, anomenats glaciacions, que han modelat les muntanyes. – Els homínids evolucionen i es forma l’espècie humana actual.

50


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 51

Control unitat 1

1

Posa el nom que correspongui a les parts assenyalades en el següent dibuix:

2

Observa aquesta fotografia. Assenyala les capes de l’estructura externa de la Terra que hi veus. Amb quines capes de l’estructura interna se solapen?

3

Relaciona cada mètode d’estudi de la Terra segons correspongui: • Comparació amb meteorits • Estudi de la densitat dels materials terrestres • Sondatge Mètode directe •

• Observar els materials terrestres • Observació de les anomalies de la gravetat

Mètode indirecte •

• Mètode sísmic • Estudi del magnetisme i dels corrents elèctrics • Tocar els materials terrestres • Estudi de les temperatures

Enumera i defineix dues grans forces fonamentals de la Terra. Digues, mitjançant un exemple, com podries comprovar la seva existència.

Nom:

4



02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 52

Control unitat 1

5

Observa els següents dibuixos, explica en què consisteixen cadascun i quin procés representen. 1

2

4

6

Quines són les contribucions que exerceixen els éssers vius a la Terra?

7

Què és la geoquímica? Enumera els principals elements geoquímics que formen part de les capes internes de la Terra. Aquesta distribució és homogènia? Raona la resposta.

8

Com explicaries el fet que es trobin més fòssils marins que terrestres?

9

Què és un fòssil? En què consisteix el procés de fossilització? Enumera quins tipus de fòssils existeixen. Enumera altres mètodes de conservació dels fòssils.

10

Observa els dibuixos i contesta les preguntes:

1

Nom:

3

2

3

a Descriu el que passa en cadascun d’ells. b Assenyala en cadascun dels dibuixos l’estrat més antic. És el mateix estrat en tots els casos? c Com es podria explicar el fet de trobar fòssils marins en roques sedimentàries de terra ferma? d Què és una columna geològica? En què es basa el mètode que s’utilitzaria per determinar amb exactitud l’edat d’un determinat estrat? e Segons les tècniques de datació enumera en quines eres s’ha dividit la història de la Terra de més antiga a més moderna. En quina era i període ens trobem actualment?



02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 53

Solucionari Control unitat 1

1

discontinuïtat de Mohorovicic

5

discontinuïtat de Gutenberg nucli intern nucli extern mantell inferior mantell superior

2 En aquesta massa fosa, els elements es van anar distribuint per capes segons la densitat i es va anar diferenciant el nucli del mantell.

escorça

2

1 La Terra es va formar fa 4.600 milions d’anys a partir d’un núvol de gas i pols. La Terra va anar creixent per l’addició de més pols i, en fer-ho, la força de la gravetat feia augmentar la pressió i la temperatura, que va arribar als 1.600 ºC. Els elements radioactius també produïen calor. Amb aquestes altes temperatures, els materials que formaven el núvol de pols es van fondre i es va formar una massa fosa i homogènia envoltada d’una capa gasosa.

Les capes de l’estructura externa de la Terra que s’observen a la fotografia són:

3 L’escorça es va formar fa 3.900 milions d’anys, quan la superfície de la Terra es va refredar prou i els materials més externs es van solidificar.

l’atmosfera

4 Quan la temperatura de la Terra va baixar prou, el vapor d’aigua es va condensar i es van formar els oceans. La temperatura es va estabilitzar a una mitjana de 15 ºC. En aquestes condicions van aparèixer els primers éssers vius, que van modificar l’atmosfera terrestre fins arribar a l’estat actual, en el qual la presència d’oxigen és molt més abundant que la de diòxid de carboni.

la hidrosfera

la biosfera

la litosfera

Representa l’origen i formació de la Terra. La biosfera se solapa amb la capa més superficial de la litosfera, amb la hidrosfera i amb la part més baixa de l’atmosfera. La litosfera se solapa amb l’escorça i el mantell extern. 3

4

6

Els éssers vius contribueixen a formar i modelar el relleu terrestre. Les seves contribucions, des del punt de vista geològic, consisteixen a:

Mètode directe: Sondatge, observar els materials terrestres i tocar els materials terrestres.

– Protegir el sòl de l’acció erosiva del vent i de l’aigua, fixant-lo amb les arrels i protegint-lo amb les fulles.

Mètode indirecte: Comparació amb meteorits, estudi de la densitat dels materials terrestres, observació de les anomalies de la gravetat, mètode sísmic, estudi del magnetisme i dels corrents elèctrics i estudi de les temperatures.

– Meteoritzar roques i minerals mitjançant els productes de l’activitat metabòlica de nombrosos organismes i microorganismes, i l’acció física de les arrels de les plantes.

Les dues grans forces fonamentals de la Terra són la gravetat i el magnetisme. La gravetat és la força d’atracció que exerceix la Terra damunt els cossos. L’existència de la gravetat es pot comprovar, en deixar anar qualsevol objecte a una certa alçada i veure que cau atret per la força d’atracció de la Terra. El magnetisme consisteix en la presència d’un camp magnètic situat al voltant del planeta. La presència del magnetisme terrestre es pot comprovar utilitzant una brúixola i comprovant que aquesta sempre indica la mateixa direcció, el nord magnètic de la Terra.


– Generar roques mitjançant l’acumulació de grans quantitats de restes d’éssers vius, com closques i esquelets d’animals i restes de plantes. – Generar formes topogràfiques de relleu, com els esculls coral·lins. Les persones també contribueixen activament a modelar el relleu terrestre amb la construcció d’obres públiques com carreteres, preses i talussos i amb la tala de boscos, les replantacions forestals i el conreu de camps.

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 54

Control unitat 1 Solucionari

7

La geoquímica és la ciència que estudia els elements químics. Els principals elements geoquímics que podem trobar a les diferents capes de la Terra són: al nucli hi podem trobar: el níquel i el ferro, al mantell: el silici, el ferro, el magnesi i el calci. I finalment, a l’escorça: el silici, l’alumini, el magnesi, el carbó, el sofre, el nitrogen i l’oxigen. No. La distribució dels elements geoquímics en les diferents capes s’ha produït tenint en compte la densitat de cadascun dels elements; els més densos, com el ferro, estan situats principalment al nucli terrestre i els menys densos, com el silici, el magnesi, l’alumini i el calci, es localitzen a l’escorça terrestre.

8

Com que els mars ocupen dues terceres parts de la Terra i generen constantment sediments, són més freqüents els fòssils d’organismes marins que de terrestres; aquests darrers, en morir, són aprofitats pels carronyaires, que en dispersen els esquelets, i tarden més a quedar coberts per sediments. Estanys i llacs del passat geològic són els medis terrestres més favorables.

9

Els fòssils són restes petrificades d’éssers vius que van habitar la Terra en èpoques pretèrites.

b En tots els casos s’ha d’assenyalar l’estrat inferior. No, per exemple, en el cas del primer esquema al segon; a causa de la deposició de sediments durant milions d’anys, hi ha hagut una transformació en roca de les capes inferiors. c El fet que es trobin fòssils marins en roques sedimentàries de terra ferma indica que les forces tectòniques han elevat aquests estrats a partir d’un fons marí, on es van formar. d Una columna geològica és una seqüència completa de totes les roques sedimentàries dipositades en un indret. La datació absoluta es basa en l’anàlisi de la desintegració dels àtoms radioactius continguts en les roques que permet conèixer l’edat exacta d’un estrat determinat. e Criptozoica, Paleozoica, Mesozoica i Cenozoica. Actualment ens trobem a l’era Cenozoica i període Quaternari.

Perquè es formi un fòssil és imprescindible que les restes de l’ésser viu o les empremtes de la seva activitat quedin dipositades en un material escaient i que siguin cobertes ràpidament per sediments, com fang i sorra. Una vegada les restes han quedat cobertes de sediments, les parts toves es descomponen. Les parts dures, en canvi, experimenten un procés de mineralització, durant el qual s’endureixen els seus bioelements naturals, com per exemple el calci, o són substituïts per altres elements químics, com el silici. Alhora els sediments que l’envolten es converteixen en una roca sedimentària. Fòssils de parts dures dels organismes, fòssils de motlles i buidats, i finalment, fòssils d’empremtes d’activitat. Animals atrapats en ambre i animals coberts pel glaç. 10 a 1 Deposició de sediments durant milions d’anys.

2 Transformació en roca de les capes inferiors, mentre continuen acumulant-se sediments. 3 Deformació dels sediments i aparició dels plecs de resultes de processos geològics.


Nom dels alumnes



Respon correctament preguntes sobre la fossilització

Entén bé els diferents tipus de fòssils

Sap entendre per què hi ha més fòssils marins que terrestres

Reconeix els elements geoquímics de les capes internes

Entén el paper dels éssers vius sobre la Terra

Sap reconèixer l’evolució del planeta Terra

És capaç de definir dues forces fonamentals de la Terra

Sap diferenciar entre mètodes directes i indirectes

16:28

Sap reconèixer l’estructura externa de la Terra

3/7/08

Reconeix l’estructura interna de la Terra amb un dibuix


Control unitat 1

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 56

Continguts El dinamisme de la Terra. El cicle geològic extern. La teoria de la deriva continental i la litosfera. La teoria de la tectònica de plaques. La fragmentació de les plaques. La deriva dels continents i el moviment de les plaques litosfèriques. Interès per explicar científicament els fenòmens de la natura i la formació del relleu terrestre.

Objectius didàctics Completar preguntes sobre la teoria de la deriva continental. Definir els conceptes litosfera, escorça, mantell litosfèric i astenosfera. Definir el concepte placa litosfèrica. Definir el terme orogènesi i descriure la formación de les serralades. Descriure les variacions observades en la disposició dels continents. Descriure i dibuixar els corrents de convecció de l’astenosfera. Completar preguntes sobre les dorsals i les fosses oceàniques. Definir la teoria de la tectònica de plaques. Completar preguntes sobre moviments sísmics i zones volcàniques. Construir un gràfic i completar preguntes a partir d’un mapa sobre distribució de moviments sísmics a Catalunya (1985-2000). Elaborar i analitzar un mapa de Catalunya amb la localització de les zones volcàniques. Observar un planisferi de distribució de serralades i completar preguntes. Descriure el procés de formació del relleu terrestre amb relació a la teoria de la tectònica de plaques. Definir i enumerar les zones de rift, i descriure la seva evolució. Completar preguntes al voltant d’un text sobre el temps i la geologia. Comprendre els fenòmens del cicle geològic extern, intern i global i del concepte de litosfera. Llegir un text sobre els monotremes i respondre preguntes sobre la deriva dels continents.

56


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 57

Competències bàsiques COMPETÈNCIA COMUNICATIVA LINGÜÍSTICA I AUDIOVISUAL Consideració del llenguatge com a objecte d’observació i anàlisi. TRACTAMENT DE LA INFORMACIÓ I COMPETÈNCIA DIGITAL Ús de les TIC (coneixement i domini d’habilitats tecnològiques bàsiques). COMPETÈNCIA MATEMÀTICA Comprensió, ús i relacions entre els nombres.

2

La litosfera, un element dinàmic

COMPETÈNCIA D’APRENDRE A APRENDRE Consciència del que es pot fer amb ajuda d’altres persones o recursos. COMPETÈNCIA D’AUTONOMIA I INICIATIVA PERSONAL Competències emocionals adreçades als altres. COMPETÈNCIA EN EL CONEIXEMENT I LA INTERACCIÓ AMB EL MÓN FÍSIC Predicció de conseqüències. COMPETÈNCIA SOCIAL I CIUTADANA Valoració de les diferències i reconeixement de la igualtat de drets entre els diferents col·lectius, en particular, entre homes i dones. Comprensió de la realitat històrica i social del món.

Criteris d’avaluació Identificar en un dibuix d’un tall longitudinal de la Terra les diferents capes que la componen. Saber definir la litosfera, l’escorça i el mantell litosfèric. Comprendre i saber explicar el cicle geològic intern i el cicle geològic extern de la Terra com a processos que defineixen el dinamisme de la Terra. Conèixer els mecanismes d’acció dels processos geològics externs i els agents externs que els generen. Saber quines formes topogràfiques d’erosió i sedimentació produeixen els diversos agents geològics externs. Descriure el cicle geològic global de la Terra mitjançant un dibuix. Saber identificar i explicar cadascun dels contactes que es produeixen entre les plaques litosfèriques. Argumentar, a partir dels contactes entre plaques litosfèriques, quines formes de relleu originaran i exemplificar a quins llocs de la Terra es poden donar. Tenir la capacitat de relacionar els límits de contactes entre plaques litosfèriques amb una major densitat de serralades i una major intensitat d’activitat sísmica i volcànica. Saber explicar la teoria de la tectònica de plaques i relacionar-la amb els corrents de convecció que es produeixen a l’astenosfera. Descriure mitjançant un dibuix la dinàmica dels corrents de convecció. Buscar les semblances i les diferències entre les fosses oceàniques i les dorsals oceàniques. Definir què és el paleomagnetisme i què posen de manifest les observacions paleomagnètiques. Relacionar la presència de fóssils semblants en continents actualment molt separats, amb la teoria de la deriva continental. Saber qui va formular la teoria de la deriva continental, quan ho va fer i quines proves la fonamenten.


57

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 58


La litosfera

2


Els cicles geològics és transformada pels




aigua

oceàniques mixtes




vent éssers vius

mitjançant els



erosió


transport

Geològicament parlant, la Terra és un planeta dinàmic, malgrat que molts cops els canvis són tan lents que és difícil percebre’ls. La seva superfície experimenta modificacions lentes i contínues. El seu dinamisme es deu a l’existència de dos factors:

convergents

sedimentació


i donen lloc a







• La dinàmica externa de la Terra, responsable del modelatge del relleu mitjançant el cicle geològic extern. El cicle geològic extern depèn de l’acció de l’atmosfera, la hidrosfera i la biosfera. El cicle geològic intern i el cicle geològic extern exerceixen accions contraposades sobre la litosfera terrestre. El cicle geològic intern forma desnivells, mentre que el cicle geològic extern els modela i tendeix a anivellar-los. La seva actuació conjunta dóna lloc a un cicle continu anomenat cicle geològic global.


Erupció volcànica



1


4


2


5

3



6



40

41

Pàgines 40-41

Teoria de la tectònica de plaques Aquesta activitat constarà de dues parts. En la primera, cada alumne/a haurà d’identificar, en un mapamundi físic i amb el relleu del fons oceànic, les principals plaques litosfèriques, el seu tipus de contacte i relacionar fenòmens importants, com els volcans i els terratrèmols, amb les plaques tectòniques. En la segona, cada alumne/a haurà d’elaborar un mapa del món, en el qual quedi reflectit la nova posició dels continents en un futur, per la qual cosa haurà de tenir en compte el tipus de contacte entre les diferents plaques tectòniques. Material per a la primera activitat: Un mapamundi físic on quedi representat el fons oceànic. Paper vegetal. Retoladors permanents de diferents colors. Procediment per a la primera part: L’alumne/a haurà de situar el paper vegetal sobre el mapamundi i amb retoladors permanents haurà de: – Identificar els límits de les plaques i, amb tres colors diferents, distingir els límits convergents, divergents i transformants.

– Dir per què els terratrèmols més profunds se situen a la costa del Pacífic i al sud-oest d’Amèrica del Sud. – Explicar quina és la diferència de formació entre una serralada de muntanyes i un volcà. Material per a la segona part: Paper vegetal. Retoladors permanents de diferents colors. Procediment per a la segona part: Segons quin tipus de contacte presenta cada placa: – L’alumne/a haurà de dibuixar com quedaran les plaques tectòniques en un futur, per la qual cosa s’haurà d’ajudar del paper vegetal i el mapamundi que ha fet servir abans. – Posarà el nom a cada placa. – Una vegada realitzada la nova distribució, assenyalarà, utilitzant els mateixos colors que l’alumne/a ha utilitzat a la primera part, on es localitzaran ara les zones de més activitat sísmica i volcànica. – Finalment, l’alumne/a, haurà de comparar els dos mapes i justificar la nova disposició dels continents i argumentar si ha variat la distribució d’activitat sísmica i volcànica.

– Posar el nom a cada placa.

Més informació:

– Situar les principals serralades i explicar a quin tipus de límit entre plaques corresponen: Andes, Pirineus, Rocalloses, Himàlaia.

www.xtec.es/~nlinan/geomorfo/index.htm

– Situar el rift africà i explicar a quin tipus d’esforços correspon.

http://usuarios.lycos.es/cursoseso/tectonica.pdf www.aula2005.com/html/cn1eso/04lalitosfera/04 lalitosfera.htm www.xtec.es/recursos/socials/treball/tectonic.htm

– Situar, aproximadament, les zones amb volcans i identificar els més famosos. – Situar, aproximadament, les zones amb més terratrèmols.

58


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 59

Recursos didàctics Unitat 2

2

El cicle geològic extern

Sobre els processos geològics externs: www.xtec.es/aulanet/ud/cien cies/planeta/activitats/externs. htm

Quins processos geològics externs hi ha representats en el dibuix? I quins agents i formes topogràfiques

El cicle geològic extern

Els processos geològics externs

Els diversos elements que són responsables del cicle geològic extern s’anomenen agents geològics externs. Els principals agents geològics externs són les aigües continentals, que poden ser superficials (aigües salvatges, torrents, rius i glaceres) o subterrànies, les aigües marines o oceàniques, el vent i els éssers vius. La interacció dels agents geològics externs amb la litosfera produeix diferents formacions topogràfiques de relleu, com platges, engorjats o deltes, entre molts altres. Les transformacions que experimenta la litosfera degudes a l’acció dels agents geològics externs s’anomenen processos geològics externs.

Els processos geològics externs comprenen la meteorització, l’erosió, el transport i la sedimentació.

2

El moviment dels continents

El nom Pangea prové de les paraules gregues PAN = “tot” i GEA = “terra”, és a dir, “tota la terra”.

• La meteorització és el procés geològic d’alteració i destrucció de les roques i els minerals per l’acció dels agents geològics externs.

Una morrena és l’acumulació de sorra, pedres i rocam transportats i dipositats pel gel d’una glacera.

• L’erosió és el procés geològic de desgast o despreniment a què es veuen sotmesos les roques i els minerals meteoritzats mitjançant l’acció dels agents geològics externs. L’erosió implica el transport posterior de les partícules despreses.

Els fòssils de rèptils trobats a Àfrica, Amèrica del Sud, Austràlia i l’Antàrtida indiquen que fa 200 milions d’anys aquests continents estaven units en una sola massa continental.

• El transport és el procés geològic de trasllat dels materials erosionats gràcies a l’acció dels agents geològics externs. • La sedimentació és el procés geològic de deposició dels materials prèviament meteoritzats, erosionats i transportats. Les causes de la sedimentació són diverses: Els sediments s’acumulen i formen capes o estrats en àrees deprimides, anomenades conques sedimentàries, les quals poden ser continentals o marines (o oceàniques).

Si unim tots els continents actuals, no a nivell de la costa, sinó a nivell de les plataformes continentals, a –200 m de profunditat, en resulta un encaix gairebé perfecte.

escorça oceànica

La teoria de la deriva continental

La listosfera

Alfred Wegener, geofísic i meteoròleg alemany, va formular l’any 1912 la teoria de la deriva continental. Segons aquesta teoria, fa uns 200 milions d’anys els continents actuals estaven units en un únic supercontinent, anomenat Pangea, que al llarg dels mil·lennis es va fragmentar en diversos continents que es van anar desplaçant molt lentament.

La litosfera terrestre és constituïda per:

Observacions que fonamenten la teoria de Wegener La teoria de la deriva continental es fonamenta en diferents tipus de dades: • Geogràfiques. El perfil de les costes d’alguns continents, especialment les d’Amèrica del Sud i Àfrica central, són complementaris. • Estratigràfiques. El tipus de roques i les estructures geològiques d’alguns continents actualment separats per oceans coincideixen. • Paleontològiques. La distribució de fòssils d’animals i vegetals trobats a les vores de certs continents coincideixen. • Paleoclimàtiques. Les morrenes glacials situades actualment en zones tropicals i equatorials indiquen que es van formar en latituds molt més fredes, properes als pols. • Biogeogràfiques. La distribució dels continents i dels oceans afecta el clima i, per tant, la diversitat i la distribució dels éssers vius. Si els continents no haguessin estat mai units, seria difícil explicar la distribució actual de moltes espècies.


litosfera

• L’escorça, que és la capa sòlida més externa de la Terra. L’escorça és formada per materials lleugers i rígids, en contacte amb la hidrosfera i l’atmosfera. Es poden distingir dos tipus d’escorça:

mantell litosfèric

– L’escorça continental, que es correspon amb els continents, les plataformes continentals que els envolten i moltes illes. Té un gruix mitjà de 35 km, encara que pot ser superior als 60 km en algunes serralades, com l’Himàlaia, i inferior als 20 km en algunes depressions.

astenosfera mantell inferior nucli extern

mantell superior

– L’escorça oceànica, que es correspon fonamentalment amb el fons oceànic. És més densa i prima que l’escorça continental i té un gruix mitjà només de 7 km.

nucli intern

Tall de les diferents capes de la Terra

• El mantell litosfèric, que és la part més superficial del mantell superior. El mantell litosfèric també és format per materials lleugers i rígids.

Quina creus que pot ser la zona de la Terra on l’escorça continental és més gruixuda?

Les plaques litosfèriques La litosfera està fragmentada en diverses plaques, anomenades plaques litosfèriques. Una placa litosfèrica és un bloc sòlid i rígid d’un gruix aproximat de 70 a 150 km. Actualment, es reconeixen vuit plaques litosfèriques principals i un conjunt de plaques litosfèriques de menys dimensió. Es distingeixen dos tipus de plaques: – Les plaques oceàniques, formades exclusivament per escorça oceànica. – Les plaques mixtes, formades per ambdós tipus d’escorça, continental i oceànica.

placa eurasiàtica


Agent

Forma topogràfica d’erosió

Forma topogràfica de sedimentació

Aigües salvatges

Lapiaz, xaragalls i pilars coronats

Apilaments temporal de fragments de roques

Aigües torrencials

Conques de recepció i canals de desguàs

Cons de dejecció

Aigües fluvials

Engorjats o congostos, salts d’aigua i meandres

Meandres, deltes i estuaris

Glaceres

Circs i valls glaciars

Morrenes i blocs erràtics

Aigües subterrànies

Avencs, engolidors, coves, dolines i lapiaz

Estalactites, estalagmites, columnes i banderes

Aigües marines

Penya-segats

Platges, barres, albuferes i tómbols

Vent

Relleus en bolet, superfícies alveolars, hamades i regs

Éssers vius

Dunes i ergs Esculls

Quins processos representats en el dibuix de la pàgina anterior es relacionen amb cada una de les fotografies?

placa pacífica

placa de Nazca

Què transporta l’aigua de la torrentera? A quin procés del cicle geològic extern correspon? Quins agents naturals provoquen la meteorització, l’erosió, el transport i la sedimentació?

42

Mar Roig i extrem sud de la península aràbiga (imatge per satèl·lit)

Pàgines 42-43

Es proposa l’activitat adreçada a alumnes de l’ESO: descoberta de la geologia, que es realitza a CEA Mas Pins, Collserola. En aquesta sortida, l’alumne/a farà servir claus senzilles per identificar els tipus de materials que conformen la serra i els relacionaran amb el relleu i amb l’acció dels agents geològics externs. Es treballarà amb fotografies de les parets de la pedrera de Puig d’Olorda i altres punts de la zona, per aprendre a distingir els estrats, les deformacions i a mesurar el cabussament. S’anirà fins a una petita pedrera abandonada, i al llarg del recorregut cada grupet farà diferents observacions sobre l’efecte dels agents erosius, les deformacions dels estrats i el tipus de materials que hi ha a la zona.

Activitat grupal

Telèfon: 934 068 452 · Fax: 934 068 452 Adreça internet: [email protected] Web: http://pmpc.amb.es/cat/ea/pmpcc4.htm Propietari del centre: Ajuntament de Barcelona. Situat a l’espai natural de: Parc de Collserola. Observacions: – A partir de l’1 de setembre, es pot trucar a Mas Pins per reservar data. – Un cop confirmada la reserva es concretarà individualment la data de la reunió preparatòria. – Abans del dia de l’activitat, ingresseu al c/c 22015438-62 de l’oficina 3000 de la Caixa d’Estalvis i Pensions de Barcelona l’import corresponent.

placa indoaustraliana

Representació de les plaques litosfèriques actuals i dels contactes entre aquestes

45

Pàgines 44-45

Teoria de la deriva continental

Adreça: Cra. de Vallvidrera a Molins de Rei, km 8, 08017 Barcelona.

placa pacífica

placa sud-americana

44

Visita de geologia a Collserola

Informació Mas Pins

placa filipina

placa africana

placa antàrtica

Quines dues plaques tectòniques estan en contacte en aquesta regió?

43

placa aràbiga


Aquesta activitat pretén que, per mitjà de la teoria de la deriva continental, l’alumne/a conegui la distribució dels continents al llarg de la història de la Terra. Per a la realització de la pràctica es faran 6 grups de 4-5 alumnes cadascun; es tracta que cada grup elabori un model de plastilina corresponent a un dibuix de l’esquema seqüencial dels continents de la pàgina 52 de la unitat 2. Material: Plastilina blava que representi la Terra. Plastilines de diferents colors per a cada continent. Procediment: – Es distribueix a cada grup un dels models seqüencials dels continents, al llarg de la història de la Terra. – Tots els grups hauran de fer la Terra de la mateixa mesura. S’utilitzaran plastilines de tants colors com continents actuals hi ha. Cada grup identificarà els continents amb un color diferent que serà el mateix per a la resta de grups. Si hi ha continents actuals dels quals antigament no es podien distingir correctament els límits, es farà una barreja dels colors que corresponguin a aquests continents. – Cada grup, en el seu model, haurà d’identificar la Catalunya actual. – Cada grup haurà d’elaborar una fitxa explicativa, on haurà de situar en el temps el model que el seu grup ha fet i posar exemples sobre la flora i la fauna que hi havia aleshores.

– S’ha de portar a Mas Pins la còpia del resguard de l’ingrés, o envieu-la per fax. – Preu descobertes: 33,50 € cada grup de 10 alumnes ESO Biologia i geologia 4

59

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 60


2

La fragmentació de les plaques

Les zones de rift Els corrents de convecció dels materials de l’astenosfera poden provocar el trencament de plaques litosfèriques. Les zones continentals on es produeixen aquests trencaments s’anomenen zones de rift.

Zona de rift africana, vista des de satèl·lit

L’interior de les plaques litosfèriques també es veu afectat per altres efectes del cicle geològic intern. Per exemple, la col·lisió entre plaques que ha originat la serralada de l’Himàlaia produeix efectes a tot l’interior d’Àsia, fins i tot en regions tan allunyades com Sibèria.

Les zones de rift es caracteritzen per l’aprimament litosfèric i la presència de falles i fractures que formen zones deprimides amb relació als seus marges. Són valls molt llargues, que poden tenir milers de quilòmetres de llargada i menys de 100 km d’amplada. En molts casos, alguna part del rift queda envaïda pel mar o és ocupada per llacs. Actualment, es reconeixen dues zones de rift: – La zona de rift europea, que va des de la baixa vall del Rin, a Alemanya, fins a la mar d’Alboran, a l’extrem occidental de la Mediterrània.

L’evolució de les zones de rift L’aprimament litosfèric comporta l’ascensió de l’astenosfera a nivells relativament propers a la superfície, fet que implica l’existència d’abundant activitat volcànica. Tanmateix, les falles i les fractures produïdes i els desplaçaments entre blocs també impliquen la presència d’una activitat sísmica freqüent.

vall falla

La vall del Rift africana és una extensa depressió plana i enfonsada que s’estén més de 4.000 km de llargada

– La zona de rift africana, que va des dels grans llacs d’Àfrica oriental fins al nord de Palestina, passant per Etiòpia i la mar Roja.

Processos associats a les zones de rift Una subplaca litosfèrica és part d’una placa litosfèrica parcialment independitzada d’aquesta, a la qual encara resta unida per diversos punts.

La separació de la placa litosfèrica a ambdós costats del rift pot evolucionar de diferents maneres:

• Pot donar lloc al trencament de la placa litosfèrica, cosa que genera noves plaques o subplaques. En aquest cas, la litosfera s’aprima fins a trencar-se, de manera que el material fos de l’astenosfera crea un espai entre les plaques. Aquest espai pot originar:

llac

– Nous mars, si la separació queda limitada i no prossegueix, i noves subplaques. La mar Negra, la mar Càspia i algunes conques de la Mediterrània poden haver-se format d’aquesta manera. – Nous oceans, si el procés continua i es produeix la ruptura definitiva de la placa litosfèrica, la qual cosa dóna lloc a dues noves plaques entre les quals es formarà un nou espai oceànic. Aquest és el cas de la disposició actual dels continents a partir de la fragmentació de Pangea.

La generació i la destrucció de la litosfera

Les zones de rift són zones continentals on es produeix el trencament de les plaques litosfèriques

A quina estructura geològica i a quins processos geològics corresponen aquestes cingleres?

• Pot estabilitzar-se, gràcies al refredament del material fos de l’astenosfera, fet que comporta l’engruiximent de la litosfera en aquest punt.

El resultat de la generació i la destrucció de materials litosfèrics és que la litosfera terrestre es va renovant constantment, de manera que se’n destrueix tanta com se’n forma. En aquest sentit, l’escorça oceànica es renova molt més ràpidament que la continental.

Les dues costes de la mar Roja, que separa Àfrica d’Àsia, s’allunyen cada any una mitjana d’1-2 cm. A l’eix d’aquest mar s’hi han anat afegint basalts, associats a erupcions volcàniques submarines lligades als processos d’eixamplament oceànic. Aquestes dades fan pensar que molt probablement en aquesta zona està naixent un nou oceà.

50

51

Pàgines 50-51

Visita al CosmoCaixa – Finalment, tots els gups posaran el seu model per ordre cronològic i descriuran l’evolució de l’actual Catalunya en la història de la Terra. Més informació: www.menorcaweb.net/cnaturals/aula/presenta cions/deriva/deriva.html http://usuarios.lycos.es/wenasnoxes/la_deriva_ continental.htm www.aula2005.com/html/cn1eso/04lalitosfera/04 lalitosfera.htm

Es proposa la visita al CosmoCaixa i la realització de l’activitat de la tectònica i les roques. Aquesta activitat pretén realitzar una aproximació al món de la geologia a partir de l’observació i l’experimentació. Les quatre peces del mur geològic ens inviten a analitzar els seus colors, les formes i les textures amb la finalitat de deduir de quins materials estan compostes. Amb l’ajuda de recursos interactius que mostren el seu procés de formació i amb el treball a l’aula, es deduirà el seu origen i s’analitzaran les condicions a les quals van estar sotmeses. Duració de l’activitat: 1 h 45 min. Preu: 78 € / grup classe (inclou visita al museu). Lloc: CosmoCaixa Barcelona. Adreça: C/ Teodor Roviralta, 47-51 Localitat: Barcelona. Telèfon: 93 212 60 50 · Fax: 93 253 74 73 Tipus de públic: Grups escolars Més informació: http://obrasocial.lacaixa.es/centros/cosmocaixabcn reservas_ca.html http://obrasocial.lacaixa.es/centros/cosmocaixabcn murogeologico_ca.html

60


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 61



Pàgina 40 1

Les muntanyes es formen per la dinàmica interna de la Terra, per mitjà del cicle geològic intern que provoca una sèrie de canvis i processos endògens que poden provocar que dues plaques litosfèriques s’ajuntin i donin lloc a la formació de serralades.

2

L’energia responsable dels volcans i els terratrèmols prové de l’interior de la Terra, bàsicament de la calor produïda per la desintegració dels elements radioactius que hi ha al nucli i al mantell.

3

Els processos geològics externs són les transformacions que experimenta la litosfera degudes a l’acció dels agents geològics externs que provoquen la meteorització, l’erosió, el transport i la sedimentació.

Per la seva banda, la teoria de la deriva continental mostra com ha anat canviant al llarg de la història la superfície de la Terra. Fa uns 350 milions d’anys les forces del cicle geològic intern feien que els continents que estaven dispersos s’acostessin els uns als altres. Aquest procés va comportar que fa uns 200 milions d’anys hi hagués només un únic supercontinent, Pangea. Posteriorment, fa uns 180 milions d’anys, va començar a dividir-se i va donar lloc a dos continents: Lauràsia (que comprenia el que actualment és Amèrica del Nord, Grenlàndia i Euràsia, excloent-ne l’Índia) i Gondwana, que comprenia el que actualment és Amèrica del Sud, l’Antàrtida, Àfrica, Austràlia i l’Índia. Fa uns 135 milions d’anys Àfrica i Amèrica del Sud es van començar a separar de Gondwana. Aproximadament fa 65 milions d’anys, Austràlia encara estava unida a l’Antàrtida i l’Índia encara no formava part d’Àsia. Finalment, es van acabar de separar els continents, que es van anar desplaçant per sobre de l’astenosfera fins a les seves posicions actuals.

T’AGRADARIA SABER... CONTINGUTS


5

6

L’efecte dels agents geològics externs sobre la litosfera produeix diferents transformacions topogràfiques sobre el relleu, com platges, gorges o deltes, entre molts d’altres. El perfil septentrional d’Àfrica i el perfil meridional d’Amèrica del Sud encaixen perquè Àfrica i Amèrica del Sud estaven unides conjuntament amb l’Antàrtida, Austràlia i l’Índia formant un gran continent anomenat Gondwana; fa uns 135 milions d’anys Àfrica i Amèrica del Sud es van començar a separar de Gondwana. La superfície de la Terra ha anat canviant al llarg del temps pel cicle geològic extern de la Terra. L’acció dels agents geològics externs com la hidrosfera, l’atmosfera i la biosfera han donat lloc als processos geològics externs responsables de les transformacions que ha experimentat la litosfera originant diferents formacions topogràfiques de relleu com la formació de xaragalls, pilars coronats, apilament de fragments de roques, cons de dejecció, gorges, meandres, deltes, estuaris, avencs, penya-segats, platges, dunes i esculls entre d’altres. Per una altra part, la superfície de la Terra ha anat canviant, també, per l’acció del cicle geològic intern de la Terra, que provoca una sèrie de canvis i processos endògens, que es manifesten en la formació de serralades, erupcions volcàniques, aigües termals, moviments sísmics i el desplaçament de les plaques litosfèriques.


Quins agents geològics externs es veuen a la fotografia? A la fotografia s’observen els següents agents externs: aigües continentals (com les torrencials i les fluvials) i éssers vius.

Pàgina 42

Quins processos geològics externs hi ha representats al dibuix? I quins agents i formes topogràfiques? Els processos geològics externs representats són la meteorització, l’erosió, el transport i la sedimentació. Els agents geològics representats són: aigües superficials (aigües salvatges, torrencials fluvials i glaceres), aigües marines i éssers vius. Les formes topogràfiques d’erosió representades són xaragalls, lapiaz, conques de recepció i canals de desguàs, engorjats, salts d’aigua i meandres, circs i valls glacials, penya-segats. Les formes topogràfiques de sedimentació representades són apilaments temporals de fragments de roques, cons de dejecció, meandres, delta, morrenes i blocs erràtics i platges.

61

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 62


Pàgina 43

Pàgina 47

Quins processos representats al dibuix de la pàgina anterior es relacionen amb cada una de les fotografies? Fotografia esquerra: transport. Fotografies part dreta de dalt a baix: 1 Sedimentació, 2 Erosió i transport, 3 Meteorització

Arran de quin tipus de contacte es van formar els Pirineus? Els Pirineus es van formar per un contacte de tipus convergent que va provocar la col·lisió de dues plaques litosfèriques continentals.

Pàgina 51 Què transporta l’aigua de la torrentera? A quin procés del cicle geològic extern correspon? Quins agents naturals provoquen la meteorització, l’erosió, el transport i la sedimentació? La torrentera transporta blocs, còdols, grava i sorra que són arrossegats pel torrent a zones de menys pendent on seran dipositades. Correspon a la zona intermèdia del torrent, és el canal de desguàs; per tant, el procés que hi predomina és el transport. Els agents naturals que provoquen la meteorització, l’erosió, el transport i la sedimentació són els agents geològics externs com les aigües continentals, que poden ser superficials (aigües salvatges, torrents, rius i glaceres) o subterrànies, les aigües marines i els éssers vius.

A quina estructura geològica i a quins processos geològics corresponen aquestes cingleres? Es una zona de rift. Hi ha separació de plaques; la presència de falles i fractures formen zones deprimides amb relació als seus marges. Hi ha hagut abundant activitat volcànica, així com activitat sísmica freqüent. L’erosió ha conformat l’aspecte actual.

ACTIVITATS

Pàgina 54 1

Pàgina 44

Quines dues plaques tectòniques estan en contacte en aquesta regió? La placa africana i la placa aràbiga.

Pàgina 45

Quina creus que pot ser la zona de la Terra on l’escorça continental és més gruixuda? La zona de la Terra on l’escorça continental pot ser superior als 60 Km se situa en algunes serralades com l’Himàlaia, on trobem l’Everest, el cim més alt del món, amb 8.844,43 m. És situat a la frontera entre el Nepal i el Tibet (Xina).

• La teoria de la deriva continental la va postular el 1912, Alfred Wegener, geofísic i meteoròleg alemany. Segons aquesta teoria, els continents no han ocupat sempre la posició geogràfica que tenen actualment, sinó que han sofert grans desplaçaments durant la història geològica del planeta. Wegener va postular que fa uns 200 milions d’anys els continents actuals estaven units en un únic supercontinent anomenat Pangea, que al llarg dels segles es va fragmentar, lentament, en diversos continents. • La teoria de la deriva continental es fonamenta en diferents tipus de dades: geogràfiques, estratigràfiques, paleontològiques, paleoclimàtiques i biogeogràfiques: – Geogràfiques. El perfil de les costes d’alguns continents, especialment les d’Amèrica del Sud i Àfrica central, són complementaris. – Estratigràfiques. El tipus de roques i les estructures geològiques d’alguns continents actualment separats per oceans coincideixen. – Paleontològiques. La distribució de fòssils d’animals i vegetals trobats a les vores de certs continents coincideixen.

62


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 63

Solucionari Unitat 2 – Paleoclimàtiques. Les morrenes glacials situades actualment en zones tropicals i equatorials indiquen que es van formar en latituds molt més fredes, properes als pols.

Convergent, quan les plaques topen. Es caracteritza per l’existència de zones de subducció, on una placa s’ensorra sota l’altra. La placa que s’ensorra es va fonent, fet que implica la destrucció de litosfera. Es formen en zones on els corrents de convecció de l’astenosfera són descendents i convergents.

– Biogeogràfiques. La distribució dels continents i dels oceans afecta el clima i, per tant, la diversitat i la distribució dels éssers vius. Si els continents no haguessin estat mai units, seria difícil explicar la distribució actual de moltes espècies. 2

Divergent, quan les plaques se separen. Es caracteritza per la formació de nova litosfera, que prové de la solidificació de materials fosos que emergeixen del mantell. Es formen en zones on els corrents de convecció dels materials de l’astenosfera són ascendents i divergents.

Litosfera. Placa de la Terra formada per l’escorça i el mantell listosfèric. Els materials que la componen són lleugers i rígids.

Transformant, quan les plaques es mouen lateralment, sense que es formi ni es destrueixi litosfera. Són zones d’intensa activitat sísmica.

Escorça. Capa sòlida més externa de la Terra. És formada per materials lleugers i rígids i està en contacte amb la hidrosfera i l’atmosfera.

• Convergent. Es generen diferents tipus de relleu segons la naturalesa de les plaques que xoquen:

Mantell litosfèric. Part més superficial del mantell superior, format per materials lleugers i rígids.

– Placa continental - placa continental. Es formen serralades, com l’alpinopirinenca.

Astenosfera. Capa terrestre situada per sota de la litosfera que forma part del mantell superior. És formada per materials semilíquids i molt viscosos que li donen una consistència general densa i plàstica. escorça oceànica


– Placa continental - placa oceànica. Es formen serralades acompanyades de volcans, com per exemple els Andes. La placa oceànica, més densa, s’enfonsa sota la continental.

litosfera

– Placa oceànica - placa oceànica. Es formen fosses oceàniques. També es poden formar arcs d’illes, com per exemple l’arc del Japó, corresponent a la placa que queda per sobre. Divergent. Es poden produir dos tipus de relleu segons on es produeixi el contacte:

mantell litosfèric

– En plaques oceàniques es forma una dorsal oceànica. Gran dorsal oceànica de l’Atlàntic.

astenosfera

3

4

– En plaques continentals es forma una zona de rift. La zona de rift europea, que va des de la baixa vall del Rin, a Alemanya, fins a la mar d’Alboran, a l’extrem occidental de la Mediterrània, i la zona de rift africana, que va des dels grans llacs d’Àfrica oriental fins al nord de Palestina, passant per Etiòpia i la mar Roja.

Les plaques litosfèriques són blocs rígids i sòlids d’un gruix aproximat de 70 a 150 km. Actualment es reconeixen 8 plaques litosfèriques principals i un conjunt de plaques litosfèriques de menys dimensions. • Els moviments que experimenten les plaques litosfèriques es deuen als corrents de convecció a l’astenosfera, que poden fer que les plaques es trenquin, es fusionin, s’allunyin o s’acostin. • Els contactes que estableixen són: convergent, si les plaques litosfèriques topen; divergent, si se separen, i transformant si les plaques litosfèriques es mouen lateralment:


Transformant. L’exemple més conegut és la falla de San Andrés, a Califòrnia, entre la placa pacífica i la nord-americana. 5

L’orogènesi és el procés de formació de muntanyes, serralades i arcs d’illes. Segons la teoria de tectònica de plaques les serralades es formen quan dues plaques litosfèriques continentals o una placa continental i una altra d’oceànica topen l’una amb l’altra. Aquests contactes convergents es caracteritzen per les zones de subducció, on una placa s’ensorra sota l’altra. La capa que s’ensorra es va fonent, fet que implica la destrucció de la litosfera. Es formen en zones on els corrents de convecció són descendents i convergents. 63

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 64


6

Fa 65 milions d’anys Austràlia encara estava unida a l’Antàrtida, l’Índia encara no formava part d’Àsia. Amèrica del Nord i Grenlàndia estaven encara unides a Euràsia. Àfrica, però, ja havia començat a separar-se d’Amèrica del Sud. Actualment, a causa de la distribució dels continents, hi ha més mars i oceans que fa 65 milions d’anys. En aquell temps faltaven encara alguns continents per separar-se i, per tant, alguns dels grans oceans, com per exemple l’Oceà Atlàntic, no s’havia format del tot. Els continents tenien una mida més gran, ja que eren formats per diversos continents actuals.

7

3

4

2

• Les fosses i les dorsals oceàniques es troben en els punts ascendents o descendents dels corrents de convecció. Aquests fan moure les plaques, tant les oceàniques com les continentals, i és en el límit de les plaques on es formen les dorsals i les fosses. 9

La teoria de la tectònica de plaques diu que les plaques litosfèriques suren a l’astenosfera i es belluguen gràcies als corrents de convecció que hi ha en aquesta, de manera que les plaques litosfèriques es poden trencar, fusionar, allunyar i acostar. Algunes de les proves que fonamenten aquesta teoria són l’origen d’alguns terratrèmols i l’existència de certs relleus en determinades zones, com les fosses i les dorsals oceàniques, algunes de les serralades i els volcans, els rifts, les falles, etc. A més, l’estudi sobre el magnetisme terrestre al llarg de la història del planeta, és a dir, el paleomagnetisme, també és una prova que ens indica que la posició dels continents ha anat variant.

10 • Les zones volcàniques es concentren en faixes 1

• Els corrents de convecció es produeixen per les fonts d’energia interna que provenen de l’interior de la Terra, energia bàsicament produïda per la desintegració dels elements radioactius que hi ha al nucli i el mantell que fan augmentar la temperatura dels materials que hi ha a l’astenosfera, que es dilaten. En dilatar-se, la seva densitat disminueix i ascendeixen lentament cap a la litosfera. En ascendir es van refredant i es contreuen, cosa que provoca que n’augmenti la densitat. Per aquesta causa, tornen a baixar i es formen corrents circulars de convecció. • Aquests corrents de convecció són els responsables del moviment de plaques litosfèriques, que es poden trencar, fusionar, allunyar i acostar.

Pàgina 55 8

• Les fosses i les dorsals oceàniques són el resultat del moviment de les plaques litosfèriques, concretament de les plaques oceàniques. Tant les fosses com les dorsals poden portar associades la formació d’illes encara que l’origen d’aquestes sigui molt diferent.

estretes de la litosfera que coincideixen amb els límits de les plaques litosfèriques. • Els moviments sísmics també estan associats amb els límits de les plaques; en aquests és on es genera una activitat de moviment de les plaques molt important associat a una intensa activitat sísmica. • Les zones volcàniques i els moviments sísmics es concentren en els límits de les plaques litosfèriques i ajuden a definir-les. Aquestes plaques poden trencar-se, fusionar-se o allunyar-se i són precisament aquests moviments entre plaques que generen una inestabilitat associada a l’activitat sísmica i volcànica. • Existeix una relació directa entre les zones volcàniques i les zones que manifesten activitat sísmica. Aquesta relació l’explica la teoria de la tectònica de plaques: en les zones de contacte entre plaques es generen fortes friccions que provoquen aquesta activitat, ja que segons aquesta teoria, les plaques litosfèriques suren a l’astenosfera i es belluguen gràcies als corrents de convecció que hi ha en aquesta, de manera que les plaques litosfèriques es poden trencar, fusionar, allunyar i acostar. Aquests moviments de les plaques litosfèriques sobre l’astenosfera són els responsables d’aquesta activitat volcànica i sísmica.

• L’aparició de fosses oceàniques és deguda a forces de compressió produïdes per corrents de convecció convergents de tipus descendent amb destrucció de material de la litosfera, mentre que les dorsals oceàniques apareixen a causa de forces d’expansió produïdes per corrents de convecció divergents de tipus ascendent amb formació de material nou a la litosfera. 64


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 65


11

Terratrèmols

• Hi ha hagut més activitat volcànica al segon quinquenni, 1991-1995. • Al tercer quinquenni, 1996 a 2000. • La major part d’activitat sísmica es localitza al litoral de Catalunya i a la zona nord-oriental. • Catalunya es localitza al bell mig d’una línia d’activitat sísmica i volcànica que va des del sud de la Península Ibèrica fins als Pirineus, passant per la costa, i des d’allà fins a Alemanya, Txèquia i els Països Baixos, travessant tot França. Aquesta acivitat sísmica és deguda al contacte convergent resultat de dues plaques litosfèriques quan topen; tal com diu la teoria tectònica de plaques, provoquen fortes friccions que van associades amb una activitat sísmica. El contacte convergent es caracteritza per l’existència d’unes zones de subducció, on una placa s’ensorra sota l’altra. La placa que s’ensorra es va fonent a mesura que assoleix profunditats superiors als 700 km, ja dins del mantell, fet que implica la destrucció de litosfera. Les zones de subdució es corresponen en zones on els corrents de convecció dels materials de l’astenosfera són convergents i descendents.

Pàgina 57 12 Al mapa de comarques de Catalunya l’alumne/a hauria

d’assenyalar les comarques de la Garrotxa, la Selva i l’Empordà. A Catalunya hi ha tres grans zones volcàniques situades a l’extrem nord-oriental del país, a les comarques de la Garrotxa, la Selva i l’Empordà. A la zona empordanesa l’activitat volcànica es va produir fa entre 14 i 6 milions d’anys, i a la zona de la Selva, entre 7 i 2 milions d’anys. Dels episodis de vulcanisme d’aquestes dues zones, en queden poques restes visibles, ja que l’acció erosiva dels agents geològics externs n’ha esborrat els senyals, com els cons volcànics. La zona volcànica de la Garrotxa, en canvi, és molt més jove. Es calcula que les darreres erupcions volcàniques de la zona es van produir fa només 10.000 anys, amb episodis especialment intensos cada 15.000 anys. Aquesta joventut geològica fa que es puguin observar un bon grapat de cons volcànics en molt bon estat de conservació, com el del volcà de Santa Margarida o el del Montsacopa. ESO Biologia i geologia 4

• Existeix una relació directa entre les zones volcàniques i les zones que manifesten activitat sísmica. Aquesta relació l’explica la teoria de la tectònica de plaques; en les zones de contacte entre plaques es generen fortes friccions que provoquen aquesta activitat. • Catalunya es localitza al bell mig d’una línia d’activitat sísmica i volcànica que va des del sud de la Península Ibèrica fins als Pirineus, passant per la costa, i des d’allà fins a Alemanya, Txèquia i els Països Baixos, travessant tot França. Aquesta acivitat volcànica, és deguda al contacte convergent resultat de dues plaques litosfèriques quan topen; tal com diu la teoria tectònica de plaques, aquests contactes, provoquen fortes friccions que poden venir associades amb una activitat volcànica. 13 • Coincideixen amb els límits entre plaques: oceànica

amb continental (com en el cas dels Andes) o continental amb continental (com en el cas de l’Himàlaia). • Aquests límits són de tipus convergent. • En els límits de plaques de contacte convergent, és a dir, una placa s’ensorra en l’altra i el material que la forma es fon amb el de l’astenosfera. En l’altra placa sorgeixen serralades característiques a causa de les forces que apareixen en aquest tipus de contacte entre les plaques.

Pàgina 58 14 Els dibuixos mostren la formació d’una serralada de

muntanyes a causa de la tectònica de plaques. Es tracta d’un contacte convergent o zona de subducció. La placa oceànica, més densa, s’enfonsa sota la continental. Els materials de la primera desapareixen en fondre’s. Mentrestant, en el límit de la placa continental es va formant una nova serralada de muntanyes (moltes vegades acompanyades de volcans), que acaba emergint a la superfície a certa distància de la costa. Això fa que, al llarg del temps, aquesta avanci mar endins i el límit quedi delimitat justament per aquesta nova serralada tal com es pot veure en el dibuix. 15 L’Himàlaia es va generar en una zona de contacte

convergent entre dues plaques continentals, en concret entre la placa euroasiàtica i la indoaustraliana. La teoria que explica la formació de l’Himàlaia és la de la tectònica de plaques.

65

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 66


16 • La mar Roja es troba justament en el límit entre la

placa africana i la placa aràbiga i, com indiquen les fletxes del dibuix, es tracta d’una zona de contacte divergent. Podria ser que en un futur aquesta es convertís en un nou fons oceànic, que es caracteritzaria per ser una depressió abismal de 5 a 11 km de profunditat, estreta i llarga. • Aquest nou fons oceànic separaria la placa aràbiga de l’africana.

Pàgina 59 17 Zones de rift són àrees intracontinentals que es

caracteritzen per l’aprimament litosfèric i la presència de falles i fractures que formen zones deprimides amb relació als seus marges. Són valls de milers de quilòmetres de llargada i fins a un centenar d’amplada. Actualment a la litosfera es reconeixen dues zones de rift: – La zona de rift europea, que va des de la baixa vall del Rin, a Alemanya, fins a la mar d’Alboran, a l’extrem occidental de la Mediterrània. – La zona de rift africana, que va des dels grans llacs d’Àfrica oriental fins al nord de Palestina, passant per Etiòpia i la mar Roja. 18 Les zones de rift es formen en contactes divergents

entre plaques continentals. Aquest allunyament pot evolucionar de diferents maneres: a Estabilitzant-se, gràcies al refredament del material fos de l’astenosfera (engruiximent de la litosfera). b Trencant-se la placa litosfèrica; el material fos de l’astenosfera crea un espai entre les plaques a partir del qual es poden originar: – Nous mars, si la separació queda limitada i no prossegueix, i noves subplaques. – Nous oceans, si el procés continua i es produeix una ruptura definitiva de la placa litosfèrica, la qual cosa dóna lloc a dues noves plaques separades per un espai oceànic. 19 La Terra és un planeta dinàmic, malgrat que molts cops

els canvis són tan lents que és difícil percebre´ls; prova d’aquest fet serien: la formació de meandres, les glaciacions, la deriva continental, la formació de l’atmosfera i la mateixa presència dels individus més arcaics, entre d’altres.

66

• Perquè els canvis que es produeixen a la litosfera són molt lents, per exemple, les glaciacions ocorren en mil·lennis, la deriva continental abraça milions d’anys, la formació de l’atmosfera terrestre exigí el transcurs de milers de milions d’anys... Aquesta escala del temps és enorme si ho comparem amb la vida d’un ésser humà i amb la presència de l’home sobre la Terra. • El gran supercontinent, Pangea, es va formar fa 200 milions d’anys. • Abans de la formació de Pangea, fa uns 350 milions d’anys, les forces del cicle geològic intern feien que els continents que estaven dispersos s’acostessin els uns als altres. • Pangea es va començar a fragmentar fa uns 180 milions d’anys. • Aquestes dues masses de Terra en les quals es va fragmentar Pangea van ser: Lauràsia, que comprenia el que actualment és Amèrica de Nord, Grenlàndia, i Euràsia, excloent-ne l’Índia. Gondwana, que comprenia el que actualment és Amèrica del Sud, l’Antàrtida, Austràlia, Àfrica i l’Índia. • El perfil septentrional d’Àfrica i el perfil meridional d’Amèrica de Sud encaixen perquè abans Àfrica i Amèrica de Sud estaven unides conjuntament amb l’Antàrtida, Austràlia i l’Índia, formant un gran continent anomenat Gondwana; fa uns 135 milions d’anys, Àfrica i Amèrica de Sud es van començar a separar de Gondwana. • La posició on hi ha ara Catalunya respecte a l’Àfrica des de l’inici de la fragmentació de Pangea fins a l’actualitat ha variat, ja que la distància entre ambdues ha augmentat.

Pàgina 60 20 El cicle geològic extern es produeix per l’acció

de l’atmosfera, la hidrosfera i la biosfera. • El cicle geològic extern és el responsable del modelatge del relleu, de formar: xaragalls, pilars coronats, cons de recepció, canals de deguàs, cons de dejecció, circs i valls glacials, meandres, deltes, avencs, platges, penya-segats, dunes, entre d’altres. • El cicle geològic intern provoca una sèrie de canvis endògens produïts per les fonts d’energia interna com la calor produïda per la desintegració dels elements radioactius que hi ha al nucli i el mantell, responsable d’augmentar la temperatura i de generar els corrents de convecció que provoquen el moviment de les plaques litosfèriques. ESO Biologia i geologia 4

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 67

Solucionari Unitat 2 El cicle geològic intern es manifesta en la formació de serralades, erupcions volcàniques, aigües termals, moviments sísmics i el desplaçament de les plaques litosfèriques.

Els materials transportats es dipositaran més avall, sedimentaran i s’acumularan formant deltes, cons de dejecció, meandres, morrenes i blocs erràtics, etc. També el cicle geològic extern és el responsable de la litogènesi externa, formació de roques sedimentàries, que es formaren a la superfície de l’escorça o en capes poc profundes, com a conseqüència d’una compactació produïda per la pressió dels estrats superiors sobre els inferiors que provocaren una cimentació i finalment es formaren les roques sedimentàries.

• El cicle geològic global és el resultat de l’actuació conjunta del cicle geològic intern i l’extern. Aquests cicles exerceixen accions contraposades sobre la litosfera terrestre. El cicle geològic intern provoca desnivells, mentre que el cicle geològic extern els modela i tendeix a anivellar-los. • En les zones de contacte divergent es genera nova litosfera, que prové de la solidificació de materials fosos que emergeixen del mantell. Es formen en zones on els corrents de convecció dels materials de l’astenosfera són ascendents i divergents.

Pàgina 61 21 • El fet de trobar-se fòssils d’ornitorrincs a Amèrica del

Sud, Austràlia i l’Antàrtida és perquè en algun moment de la història de la Terra aquests tres continents es trobaven units; això ho explica la teoria de la tectònica de plaques, que diu que fa uns 180 milions d’anys Pangea estava dividida es dos continents separats i, enmig, hi havia un oceà; un continent era Gondwana, que comprenia Austràlia, Americà del Sud, l’Antàrtida, Àfrica i l’Índia, i l’altre, Lauràsia, que comprenia Amèrica del Nord, Grenlàndia i Euràsia.

• En les zones de contacte convergent es destrueix litosfera; en les zones de subducció una placa s’ensorra sota l’altra, això provoca destrucció de la litosfera. Es formen en zones on els corrents de convecció de l’astenosfera són descendents i convergents. Això dóna lloc a diferents tipus de relleu segons la naturalesa de les plaques que xoquen. • A nivell de la superfície terrestre es modifica el relleu de la litosfera. Els reponsables d’aquest modelatge terrestre són els agents geològics externs que provoquen els processos geològics externs: meteorització, erosió, transport i sedimentació, que contribueixen a la formació de diferents formes topogràfiques de relleu, com les platges, els egorjats o els deltes, entre molts altres. El cicle geològic global és el resultat de l’actuació conjunta del cicle geològic intern i l’extern. Tal com es pot apreciar a la fotografia, el cicle geològic intern és el responsable de la litogènesi, és a dir, de la formació de roques magmàtiques i metamòrfiques i de la formació del relleu terrestre; aquí observem serralades i volcans, els moviments tectònics de fricció entre plaques els generen; els moviments tectònics de fricció entre plaques que es produeixen a causa de fonts d’energia interna que provenen de la calor produïda per la desintegració dels elements radioactius que hi ha al nucli i al mantell originen: serralades i arcs d’illes, fosses i dorsals oceàniques, nous mars (zones de rift), volcans, plecs i falles. D’altra banda, el cicle geològic extern és el responsable del modelatge del relleu terrestre a causa de l’acció dels agents geològics externs de l’atmosfera; l’aigua i la biosfera generen els processos geològics externs que meteoritzen i erosionen les roques, les alteren i en destrueixen les roques. Això provocarà un despreniment d’aquestes roques que seran transportades amb un desgast molt intens produït pel gel, pel vent, per la pluja, pels rius, pels torrents, etc.


• L’alumne/a ha d’assenyalar en els mapes de la deriva dels continents els continents actuals d’Austràlia, Americà del Sud i l’Antàrtida. Els monotremes es van formar fa 180 milions d’anys. Els monotremes es van formar a Gondwana. Ni a Europa ni a Amèrica del Nord no s’han trobat fòssils d’aquest monotrema, ja que fa 180 milions d’anys on vivia l’ornitorrinc, Amèrica del Sud, l’Antàrtida, i Austràlia, que formaven part de Gondwana, estaven separats per una oceà d’Europa i Amèrica del Nord, que formaven part de Lauràsia.

PROCEDIMENT · Formació de serralades

Pàgines 62 i 63 a

Resposta procedimental. Resposta procedimental. • Resposta oberta. • L’experiment pretén simular la deriva continental. Els pals fan de continents que floten en una massa densa com és l’aigua barrejada amb serradures que imita l’astenosfera. • El desplaçament dels pals és degut a corrents de tipus convergent, si s’allunyen, o de tipus divergent, si s’apropen.

67

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 68

Unitat 2 Solucionari • Si els pals de gelat fossin una zona de contacte oceànica, s’hauria format una fossa oceànica, si el contacte fos covergent, o una dorsal oceànica, si el contacte fos divergent. b

• Resposta procedimental.

AVALUACIÓ

Pàgina 67 1

• Resposta oberta. • Resposta procedimental. • Resposta procedimental.

Zona de subducció. Zones de contacte entre plaques listosfèriques on una s’enfonsa sota l’altra; és característica del contacte convergent. Són zones de destrucció de la litosfera.

• Resposta oberta.

Zona d’expansió. Zona de formació de nova litosfera a causa de la solidificació de materials fosos que emergeixen del mantell.

REPORTATGE · El misteri de l’Atlàntida

Pàgina 65 1

Resposta oberta.

2

La introducció al cant novè fa referència a l’expansió dels fons oceànics, concretament a la formació de l’oceà Atlàntic i a la separació d’Amèrica del Sud del continent africà, fa 135 milions d’anys aproximadament. El segon fragment del cant novè fa referència a la nova distribució dels continents, en la qual Àfrica resta separada d’Europa, i també a una de les conseqüències que acompanya el moviment de les plaques litosfèriques, les erupcions volcàniques.

3

Dorsal oceànica. Ampla esquerda lineal d’escorça oceànica per la qual ascendeix magma de l’astenosfera, que es diposita a ambdós costats. Es forma per corrents de convecció divergents de tipus ascendent.

Escorça oceànica. Capa sòlida més externa de la Terra que es correspon amb el fons oceànic. Té un gruix mitjà de 7 km. Fossa oceànica. Depressió abismal de 5 a 11 km de profunditat, relativament estreta i molt allargada, que apareix per efecte de corrents de convecció de tipus descendent. Escorça continental. Capa sòlida més externa de la Terra que es correspon amb els continents. Té un gruix mitjà de 35 km. 2

Resposta oberta.

fossa oceànica

escorça oceànica

dorsal oceànica


EIX TRANSVERSAL · El coneixement humà

Pàgina 66 zona d’expansió

• Resposta oberta. • Tots els personatges de les fotografies són els responsables de grans descobriments i teories que han arribat a revolucionar i a canviar el concepte que es tenia fins aleshores del món on vivim.

3

zona de subducció

Resposta procedimental.

• Resposta oberta. • Resposta oberta.

68


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 69


4

5

Les vores constructives se situen en les dorsals oceàniques. Reben aquest nom perquè són zones on es forma nova litosfera a causa dels corrents de convecció ascendents que provoquen que ascendeixin els magmes procedents de l’astenosfera i que es dipositin a ambdós costats; en solidificar-se, formen una nova escorça oceànica, que empeny les plaques a banda i banda de l’eix de la dorsal. Les vores destructives se situen en les fosses oceàniques. Reben aquest nom perquè són zones de subducció on es destrueix material litosfèric, ja que coincideixen amb corrents de convecció de tipus descendent.

6

Els corrents de convecció es produeixen al mantell, concretament a l’astenosfera. Aquests corrents són possibles gràcies a la naturalesa semilíquida d’aquesta capa terrestre i a les fonts d’energia interna que provenen de l’interior de la Terra, bàsicament de la calor produïda per la desintegració de materials radioactius que hi ha al nucli i al mantell.

7

La teoria de la tectònica de plaques postula que la calor interna de la Terra produeix els corrents de convecció dels materials de l’astenosfera, els quals són la causa del desplaçament de les plaques litosfèriques. En els seus desplaçaments, algunes plaques col·lideixen i formen serralades, arcs d’illes i zones de subducció. Altres, en canvi, se separen i formen zones de rift i dorsals oceàniques. A més a més, tota l’activitat geològica també es manifesta en terratrèmols i erupcions volcàniques. Tots aquests fenòmens formen el cicle geològic intern.

8

Algunes de les proves que fonamenten aquesta teoria són l’origen d’alguns terratrèmols i l’existència de certs relleus en determinades zones, com les fosses i les dorsals oceàniques, algunes de les serralades i els volcans, els rifts, les falles, etc. A més, l’estudi sobre el magnetisme terrestre al llarg de la història del planeta, és a dir, el paleomagnetisme, també és una prova que ens indica que la posició dels continents ha anat variant.

9

En el fons oceànic no hi ha roques tan antigues com les que es troben al continent perquè contínuament s’està generant escorça oceànica en els contactes divergents (dorsals oceàniques), que a la vegada va desapareixent en els contactes convergents entre la placa oceànica i la continental (zona de subducció de les fosses oceàniques).


10 En el primer dibuix, s’indiquen els límits de les plaques

litosfèriques abans de l’obertura de l’Atlàntic. El segon dibuix indica com es va separant a poc a poc el continent Lauràsia (Amèrica del Nord, Grenlàndia i Euràsia) de Gondwana (Amèrica del Sud, Antàrtida, Àfrica, Austràlia i l’Índia). En el tercer dibuix es produeix l’obertura de l’Atlàntic i la separació entre Àfrica i Amèrica. A la vegada, es produeix un moviment convergent entre Àfrica i Europa. En el quart dibuix, continua l’obertura de l’Atlàntic i es produeix un nou moviment de separació entre Àfrica i Europa. En el cinquè dibuix es mostra la disposició actual de les plaques.

69

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 70

Control unitat 2

1

Posa el nom i defineix les parts indicades a l’esquema.

2

En quin lloc de la Terra és més gruixuda l’escorça continental? En quin lloc podries trobar una depressió d’11 km de profunditat? Raona les respostes.

3

Observa el següent esquema i explica què representa i en què consisteix utilitzant les següents paraules: cicle geològic intern, cicle geològic extern, fonts d’energia interna, serralades i arcs d’illes, fosses i dorsals oceàniques, nous mars (zones de rift), volcans, plecs i falles, agents geològics externs, processos geològics externs, deltes, cons de dejecció, meandres, morrenes i blocs erràtics

4

Què representa el següent dibuix? Defineix el tipus de contactes que hi veus?

placa eurasiàtica


placa pacífica


placa de Nazca

placa aràbiga placa africana

placa filipina


Nom:

placa antàrtica



placa pacífica

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 71

Control unitat 2

5

Quines formes de relleu es formaren en cada tipus de contacte? Posa almenys un exemple de cadascun.

6

Quina relació hi ha entre aquesta representació de la distribució de volcans i terratrèmols amb l’esquema de la pregunta 5.

volcà actiu volcà inactiu zona d’activitat sísmica

En què s’assemblen i en què es diferencien les fosses i les dorsals oceàniques?

8

Què és el paleomagnetisme terrrestre? Què permeten les observacions paleomagnètiques?

9

Descriu mitjançant un dibuix com es produeixen els corrents de convecció. De què són responsables aquests corrents? Quina teoria explica el moviment de les plaques litosfèriques?

10

Com explicaries la presència de fòssils de rèptils semblants a l’Àfrica, Amèrica del Sud, Austràlia i l’Antàrtida? Quina teoria ho explica? Qui la va postular? En quin any? Com s’anomenen les proves que determinen aquesta distribució dels fòssils? Esmenta quines altres proves fonamenten aquesta teoria.

Nom:

7



02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 72


1

escorça oceànica


biosfera; aquests generen els processos geològics externs que meteoritzen i erosionen les roques, les alteren i en destrueixen les roques. Això provocarà un despreniment d’aquestes roques, que seran transportades amb un desgast molt intens produït pel gel, pel vent, per la pluja, pels rius, pels torrents, etc. Els materials transportats es dipositaran més avall, sedimentaran i s’acumularan formant deltes, cons de dejecció, meandres, morrenes i blocs erràtics, etc.

litosfera

mantell litosfèric astenosfera

4

És la representació mundial de les plaques litosfèriques actuals i dels seus contactes. Els contactes que estableixen són: convergent, divergent i transformant: Convergent, quan les plaques topen. Es caracteritza per l’existència de zones de subducció, on una placa s’ensorra sota l’altra. La placa que s’ensorra es va fonent, fet que implica la destrucció de litosfera. Es formen en zones on els corrents de convecció de l’astenosfera són descendents i convergents.

Litosfera. Placa de la Terra formada per l’escorça i el mantell listosfèric. Els materials que la componen són lleugers i rígids. Escorça. Capa sòlida més externa de la Terra. És formada per materials lleugers i rígids, i està en contacte amb la hidrosfera i l’atmosfera.

Divergent, quan les plaques se separen. Es caracteritza per la formació de nova litosfera, que prové de la solidificació de materials fosos que emergeixen del mantell. Es formen en zones on els corrents de convecció dels materials de l’astenosfera són ascendents i divergents.

Mantell litosfèric. Part més superficial del mantell superior, format per materials lleugers i rígids. Astenosfera. Capa terrestre situada per sota de la litosfera que forma part del mantell superior. És formada per materials semilíquids i molt viscosos que li donen una consistència general densa i plàstica. 2

La zona de la Terra on l’escorça continental pot ser superior als 60 km se situa en algunes serralades com l’Himàlaia, on trobem l’Everest, el cim més alt del món, amb 8.844,43 m. És situat a la frontera entre el Nepal i el Tibet (Xina). A les fosses oceàniques, ja que són depressions abismals que corresponen a zones de subducció que poden arribar als 11 km de profunditat.

3

El cicle geològic global és el resultat de l’actuació conjunta del cicle geològic intern i l’extern. Tal com es pot apreciar a la fotografia, el cicle geològic intern és el responsable de la formació del relleu terrestre; aquí observem serralades i volcans, els moviments tectònics de fricció entre plaques els generen. Aquests moviments es produeixen a causa de fonts d’energia interna que provenen de la calor produïda per la desintegració dels elements radioactius que hi ha al nucli i al mantell; originen: serralades i arcs d’illes, fosses i dorsals oceàniques, nous mars (zones de rift), volcans, plecs i falles. D’altra banda, el cicle geològic extern és el responsable del modelatge del relleu terrestre a causa de l’acció dels agents geològics externs de l’atmosfera, l’aigua i la

Transformant, quan les plaques es mouen lateralment, sense que es formi ni es destrueixi litosfera. Són zones d’intensa activitat sísmica. 5

Convergent. Es generen diferents tipus de relleu segons la naturalesa de les plaques que xoquen: – Placa continental - placa continental. Es formen serralades, com l’alpinopirinenca. – Placa continental - placa oceànica. Es formen serralades acompanyades de volcans, com per exemple els Andes. La placa oceànica, més densa, s’enfonsa sota la continental. – Placa oceànica - placa oceànica. Es formen fosses oceàniques. També es poden formar arcs d’illes, com per exemple l’arc del Japó, corresponent a la placa que queda per sobre. Divergent. Es poden produir dos tipus de relleu segons on es produeixi el contacte: – En plaques oceàniques es forma una dorsal oceànica. Gran dorsal oceànica de l’Atlàntic. – En plaques continentals es forma una zona de rift. La zona de rift europea, que va des de la baixa vall del Rin, a Alemanya, fins a la mar d’Alboran, a l’extrem occidental de la Mediterrània i la a zona de rift africana, que va des dels grans llacs d’Àfrica ESO Biologia i geologia 4

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 73

Solucionari Control unitat 2 oriental fins al nord de Palestina, passant per Etiòpia i la mar Roja. Transformant. L’exemple més conegut és la falla de San Andrés, a Califòrnia, entre la placa pacífica i la nord-americana. 6

7

Els focus sísmics i de les erupcions volcàniques es distribueixen principalment a les vores de les plaques litosfèriques. En alguns casos, aquestes plaques coincideixen amb la presència de serralades i d’arcs d’illes, com per exemple a la serralada dels Andes i als arcs d’illes del Japó i Indonèsia. Les fosses i les dorsals oceàniques són el resultat del moviment de les plaques litosfèriques, concretament de les plaques oceàniques. Tant les fosses com les dorsals poden portar associades la formació d’illes encara que l’origen d’aquestes sigui molt diferent. Les fosses oceàniques són zones de subducció on es destrueix material litosfèric, ja que coincideixen amb corrents de convecció de tipus descendent, per això també s’anomenen vores destructives; en canvi, les dorsals oceàniques són zones on es forma nova litosfera, ja que coincideixen amb els corrents de convecció de tipus ascendent, per això també s’anomenen vores constructives.

8

El paleomagnetisme és l’estudi del magnetisme terrestre natural a fi de determinar la intensitat i la direcció del camp magnètic terrestre del passat geològic. Aquestes observacions paleomagnètiques permeten: reconstruir l’eixamplament del fons oceànic, saber quan va començar a eixamplar-se i mesurar la velocitat a què se separen les dues vores.

9

Els corrents de convecció es produeixen per les fonts d’energia interna que provenen de l’interior de la Terra, energia bàsicament produïda per la desintegració dels elements radioactius que hi ha al nucli i al mantell que fan augmentar la temperatura dels materials que hi ha a l’astenosfera, que es dilaten. En dilatar-se, la seva densitat disminueix i ascendeixen lentament cap a la litosfera. En ascendir ESO Biologia i geologia 4

es van refredant i es contreuen, cosa que provoca que n’augmenti la densitat. Per aquesta causa, tornen a baixar i es formen corrents circulars de convecció. Aquests corrents de convecció són els responsables del moviment de plaques litosfèriques, que es poden trencar, fusionar, allunyar i acostar. La teoria de la tectònica de plaques. 10 Els fòssils de rèptils trobats a l’Àfrica, Amèrica del

Sud, Austràlia i l’Antàrtida indiquen que fa 200 milions d’anys aquests continents estaven units en una sola massa continental. La teoria de la deriva continental. Alfred Wegener, geofísic i meteoròleg alemany. La va formular l’any 1912. Les proves paleontològiques. Les altres proves que fonamenten la teoria de la deriva continental són: les geogràfiques, les estratigràfiques, les paleoclimàtiques i les biogeogràfiques.

Nom dels alumnes


Sap la distribució dels fòssils que explica la deriva

Entén el paper dels corrents de convecció i els sap dibuixar

Comprén la importància de les observacions paleomagnètiques

Sap comparar correctament fosses i dorsals oceàniques

Aprecia la relació entre volcans, terratrèmols i límits de plaques

Sap quin tipus de relleu es forma segons el tipus de contacte

Diferencia els tres tipus de contacte entre plaques existents

Redacta un text que descriu els cicles geològics extern i intern

16:28

Comprén on l’escorça presenta un gruix màxim i mínim

3/7/08

Identifica les capes superficials de la Terra a partir d’un dibuix


Control unitat 2


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 75

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 76

Continguts La biosfera i els biomes. Els boscos. La sabana i el desert. La praderia, la taigà i la tundra. Les mediterrànies. Els ecosistemes aquàtics. Litoral, coves i alta muntanya.

Objectius didàctics Definir parelles de conceptes ecològics i diferenciar entre aquests. Observar un mapa i completar preguntes sobre biomes. Descriure un bioma, les seves característiques i la relació amb els altres. Redactar un text referent a l’acció de l’home sobre els biomes i enumerar les modificacions principals que hi ha introduït. Analitzar un mapa sobre la distribució dels diferents ambients aquàtics de la Terra. Observar un mapa de biodiversitat marina i cercar informació sobre les barreres coral·lines. Analitzar un gràfic sobre les causes dels incendis forestals a Catalunya (1994). Respondre preguntes sobre la degradació del litoral mediterrani. Descriure la incidència de l’alçada en els ecosistemas d’alta muntanya. Completar preguntes sobre l’humus i el concepte de bioma. Observar i interpretar un mapa d’un continente imaginari, i completar preguntes sobre els seus biomes. Llegir una taula sobre descomposició de deixalles i respondre preguntes. Interpretar un mapa de conceptes per mitjà de la redacció d’un text explicatiu. Relacionar els diferents biomes de la biosfera amb les seves característiques i fotografies diverses. Interessar-se per conèixer la gran diversitat d’ecosistemes. Interessar-se per observar l’entorn físic. Valorar la necessitat de salvaguardar i protegir els ecosistemes de l’impacte humà irracional.

76


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:28

Página 77

Competències bàsiques COMPETÈNCIA COMUNICATIVA LINGÜÍSTICA I AUDIOVISUAL Consideració del llenguatge com a objecte d’observació i anàlisi. COMPETÈNCIA MATEMÀTICA Comprensió, ús i relacions entre els nombres. Elaboració de la informació a través d’eines matemàtiques (mapes, gràfics, equacions...) per poder-la interpretar. COMPETÈNCIA D’AUTONOMIA I INICIATIVA PERSONAL

3

La biosfera i el seu entorn geològic

Capacitat d’elegir amb criteri propi, d’imaginar projectes, i de portar endavant les accions necessàries per desenvolupar les opcions i plans personals en el marc de projectes individuals o col·lectius. COMPETÈNCIA EN EL CONEIXEMENT I LA INTERACCIÓ AMB EL MÓN FÍSIC Direcció reflexiva de les accions per a la millora i preservació de les condicions de vida pròpia, les de les altres persones i les de la resta dels éssers vius. Ús responsable dels recursos naturals, la cura del medi ambient, el consum racional, responsable, i la protecció i promoció de la salut individual i col·lectiva. COMPETÈNCIA SOCIAL I CIUTADANA Comprensió de la realitat social en què es viu.

Criteris d’avaluació Identificar mitjançant un mapa del món el bioma que hi ha representat. Descriure un bioma segons l’àmbit geològic, la diversitat biològica i les alteracions antròpiques produïdes sobre aquest. Enumerar tots els biomes de la Terra. Saber definir què és un bioma, quins factors el determinen i reconèixer quin és el bioma majoritari a Catalunya. Argumentar les diferències, segons el marc geològic, entre dos biomes de la Terra: el desert i la selva. Tenir la capacitat de deduir quins factors són limitants per a la vida als oceans. Reconèixer els biomes als quals pertanyen diferents espècies donades. Relacionar una espècie donada amb l’adaptació que li correspongui per adaptar-se al bioma. Tenir l’habilitat de fer i explicar un mapa conceptual relacionat amb el dinamisme de la Terra i els biomes que presenta. Enumerar els biomes més afectats per activitats antròpiques i saber argumentar les raons d’aquestes modificacions. Tenir consciència de les accions personals que cal fer per millorar l’entorn on vivim.


77

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 78


Biosfera

3

El dinamisme de la biosfera

3

Els boscos

formada per diversos

La biosfera i els biomes biomes

que són

constituïts per

com

zones de la Terra amb un clima característic on viuen comunitats específiques d’organismes

ecosistemes

boscos caducifolis

La història i el dinamisme de la biosfera selves sabana desert mediterrànies praderia o estepa taigà tundra aigües salades aigües dolces alta muntanya costes coves i avencs

clima que formen

influenciats en diferents graus pels

sòl éssers vius

éssers humans

els quals es condicionen mútuament

Segur que ja saps... Què és la biosfera?

4

Quins són els principals ecosistemes de la biosfera terrestre?

2

Què és un ecosistema? Quins elements el formen?

5

Quines són les característiques del principals ecosistemes terrestres?

Quina diferència hi ha entre el marc geològic (sòl, clima...) del desert del Sàhara i el de la selva amazònica? Com condiciona els éssers vius que l’habiten?

Hi ha alguns éssers vius que s’adapten al bosc caducifoli mitjançant diferents mecanismes. Per exemple: – Arbres que perden les fulles per resistir millor l’estació freda. – Herbes que tenen arrels o llavors resistents al fred, que els permeten reviure després de les nevades. – Animals que entren en letargia.

• El suport físic i, per tant, la formació i la modificació de les roques, el relleu terrestre i el sòl. • Les modificacions químiques i físiques de l’atmosfera, des de l’atmosfera primitiva desproveïda d’oxigen fins a l’actual. • La formació i el desplaçament dels continents i dels mars, tal com són descrits per la teoria de la tectònica de plaques. • Els canvis climàtics, deguts al desplaçament dels continents i a petits cataclismes a escala planetària, com grans erupcions volcàniques, caiguda de meteorits, etc.

Pots fer una aproximació, a primer cop d’ull, dels indrets de la Terra on hi ha deserts? I serralades? Què més hi pots veure?

Fageda

El dinamisme de la biosfera també es manifesta en el seu funcionament: les xarxes tròfiques i el flux de matèria i energia, les relacions dels organismes amb el medi, els canvis rítmics i les fluctuacions, els cicles biogeoquímics, les successions ecològiques, la irrupció de noves espècies, com la humana, en diferents biomes i l’extinció d’espècies.

Els boscos caducifolis Els boscos caducifolis, anomenats també boscanes decídues, són biomes constituïts per grans arbres que es ramifiquen a partir d’una certa distància del terra, a 2 o 3 metres com a mínim. Presenten un sotabosc reduït, amb un estrat herbaci discret o, com a màxim, amb alguns arbustos esparsos. L’entorn geològic Les boscanes es localitzen en zones de clima temperat i plujós, sense extrems de fred ni de calor i sense pertorbacions catastròfiques com huracans o sequeres greus. El sòl és ric en nutrients, de color bru o grisenc, a causa de l’humus acumulat. Els éssers vius

Les selves

La vegetació és formada bàsicament per arbres com faigs, roures, castanyers, avellaners o bedolls, entre molts altres, amb poca presència de sotabosc. També s’hi desenvolupa una abundant vida animal, amb complexes xarxes tròfiques i multitud de nínxols ecològics diferents. Hi ha, per exemple, insectes, amfibis, com la salamandra, ocells boscans, rosegadors, grans herbívors, com el porc senglar i el cérvol, i depredadors, com el llop i el linx.

Les selves són biomes humits molt exuberants i diversos, de vegetació gairebé impenetrable, on es localitza la màxima biodiversitat dins els ecosistemes terrestres.

6

Quina presència humana hi ha en els diversos ecosistemes i com els modifica?

Hi ha diversos tipus de selves: • La selva plujosa, amb un clima molt humit i xafogós.

Les persones

• El bosc nebulós, amb núvols i boira gairebé permanents. • El bosc monsònic, amb una estació seca relativament prolongada i una estació plujosa molt humida. • La selva temperada, plujosa però no especialment càlida. Els sòls de les selves acostumen a ser pobres, ja que l’exuberant vegetació que els caracteritza fa que la major part dels nutrients formin part dels éssers vius, sense que arribin a acumular-se al sòl. Els éssers vius Gairebé tota la llum que arriba del Sol es concentra a la part superior de la vegetació. Les plantes tenen fulles perennes i grosses, com les palmeres i les falgueres. També hi ha moltes plantes enfiladisses, com les lianes, i epífites, que viuen sobre altres plantes. Respecte als animals, el grup més nombrós és el dels insectes. També hi ha rèptils, ocells i mamífers, incloent-hi primats. Cadascun d’aquests grups està especialitzat en un tipus d’alimentació. Les persones

selva temperada selva tropical (selva plujosa, bosc nebulós i bosc monsònic)

Quina diferència hi ha entre aquests dos sòls? Per què creus que el sòl de la fageda afavoreix que hi creixi molta vegetació? Què aporta la vegetació al sòl?

bosc caducifoli

Distribució geogràfica de la selva i el bosc caducifoli

70

71

Pàgines 70-71

Per què creus que hi ha moltes plantes enfiladisses a la selva?

L’entorn geològic

Els boscos caducifolis han estat molt transformats per les persones, ja que la seva distribució es correspon amb la dels països científicament i tècnicament més avançats. La tala no sostenible d’arbres ha estat fins fa poc una pràctica molt comuna, bàsicament per aconseguir terrenys de conreus i pastures i per a la construcció d’indústries.


1

3

La caiguda d’un meteorit a la península de Yucatán, a Mèxic, fa uns 65 milions d’anys, va marcar l’inici de l’extinció dels dinosaures i va fer possible l’expansió d’un grup d’organismes fins aleshores molt reduït, els mamífers, fet que va canviar significativament l’estructura dels biomes.

La biosfera no és una realitat estàtica, sinó que va canviant al llarg del temps. La seva història ve determinada per diferents aspectes:

• L’evolució dels éssers vius, que els permet adaptar-se a un entorn sempre canviant.

cadascun amb els seus propis

l’entorn geològic

La biosfera és formada per diversos biomes o àmbits bioclimàtics, que són les diferents zones de la Terra amb un clima característic on es desenvolupen comunitats específiques d’éssers vius, que formen ecosistemes molt diversos.

La selva no és un hàbitat gaire favorable per als grans vertebrats terrestres, incloent-hi les persones. Durant molt de temps, el poblament humà de les selves s’ha limitat a pobladors nòmades o seminòmades que extreien els recursos necessaris sense malmetre l’entorn. Recentment, la necessitat de terres de conreu i pastura i la possibilitat de fer tales massives d’arbres han ocasionat el retrocés de totes les selves del món.

Les similituds florístiques entre les selves del món reflecteixen l’antiga unió dels continents australs en Gondwana, una de les dues masses continentals resultants de la fragmentació de Pangea.

Hi ha alguns éssers vius que s’adapten a la selva mitjançant diferents mecanismes. Per exemple: – Arbres amb arrels poc profundes, ja que el més important és créixer cap amunt per rebre més quantitat de llum solar. A més, els nutrients són a les capes més superficials del sòl. – Plantes que s’enfilen (enfiladisses) per sortir de la penombra de la selva.

72

73

Pàgines 72-73

Els biomes de la Terra i els seus problemes ambientals

Boscos primaris

Aquesta activitat pretén que l’alumne/a pugui ampliar els seus coneixements sobre el tema i s’adoni de la repercussió humana sobre els diferents ecosistemes

Compara aquests dos mapes i contesta les preguntes:

Activitat individual www.greenpeace.org/raw/content/espana/reports/ la-necesidad-de-defender-los-o-2.pdf

Es tracta de fer 6 grups de 4-5 alumnes. A cada grup se li assignarà els biomes que treballarà: Grup 1. Els boscos: Els boscos caducifolis i les selves. Grup 2. La sabana i el desert. Grup 3. La praderia, la taigà, la tundra i el domini antàrtic. Grup 4. Les mediterrànies. Grup 5. Els mars i els oceans i el litoral. Grup 6. Les aigües continentals: rius i llacs, coves i avencs i l’alta muntanya. Tot i això, ens centrarem en els problemes ambientals provocats per les persones en cada bioma. Cada grup haurà de realitzar un pòster informatiu on quedi reflectida la següent informació:

L’extensió dels boscos primaris fa 8.000 anys.

– Distribució geogràfica del biomes. – Característiques geològiques. – La biodiversitat del bioma i adaptacions als diferents biomes. – Problemes ambientals antròpics que afecten els diferents biomes: superpoblació, pluja àcida, erosió i desertització, exhauriment dels recursos naturals, aprimament de la capa d’ozó, urbanisme i residus urbans, pèrdua de biodiversitat, desforestació, contaminació al medi... Posteriorment cada grup haurà de fer una exposició oral explicativa per a la resta de la classe.

78

L’extensió dels boscos primaris al final del segle XX. FONT: World Resources Institute, Washington, 1997. Revisat per Greenpeace, 1998.


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 79

Recursos didàctics Unitat 3 • Quines diferències observes entre l’extensió dels boscos fa 8.000 anys i avui dia?

3

La sabana i el desert

La sabana

Hi ha alguns éssers vius que s’adapten al desert mitjançant diferents mecanismes. Per exemple:

La sabana és un bioma tropical caracteritzat per la presència d’herbes altes, entre les quals predominen les gramínies, amb arbres o arbusts dispersos. És un bioma de transició entre la selva i el desert.

• Busca informació i digues quines característiques presenta un bosc primari.

– Plantes amb reserves d’aigua, ja sigui a la tija —com els cactus— o a les arrels, que són molt llargues i ramificades per aprofitar tota la humitat del sòl.

L’entorn geològic

Les sabanes recobreixen quasi una quarta part de les terres emergides.

El seu clima es caracteritza per la presència d’una estació seca, que resulta determinant per als organismes que hi viuen, i una temperatura sempre càlida, sense hivern tèrmic. Els sòls acostumen a tenir poca capacitat de retenció d’aigua i són relativament pobres en nutrients.

– Plantes amb fulles petites per evitar la pèrdua d’aigua per transpiració. – Animals amb reserves d’aigua i nutrients, com els camells i els dromedaris.

Els éssers vius

• Busca informació i fes una breu descripció sobre les causes de regressió d’aquests boscos.

Les plantes que es recuperen més ràpidament de la sequera i dels efectes del foc són les herbàcies.

Hi ha alguns éssers vius que s’adapten a la sabana mitjançant diferents mecanismes. Per exemple: – Arbres que perden les fulles durant l’estació seca per tal de resistir la calor i la manca d’aigua.

• Busca informació sobre els últims set grans boscos primaris dels planeta.

– Grans herbívors migratoris que es desplacen per buscar pastures durant l’estació seca.

Més informació: www.greenpeace.es (Pàgina de Greenpeace España; en castellà)

El desert Els deserts són biomes caracteritzats per la seva extrema aridesa, per la manca de precipitacions i per les grans fluctuacions tèrmiques entre el dia i la nit i l’estiu i l’hivern. L’entorn geològic

Les persones

Hi ha diversos tipus de desert:

Les sabanes africanes han estat el bressol dels humans actuals, així com d’altres espècies d’homínids del passat.

• Els deserts càlids i temperats, situats entre els 20° i els 40° de latitud sud i de latitud nord, es caracteritzen per presentar temperatures extremes i una gran oscil·lació tèrmica diària (fins a 70 °C de diferència entre el dia i la nit) i anual, poques precipitacions i una vegetació molt pobra, que deixa el sòl nu.

Actualment, a la sabana hi ha grups de persones que encara viuen de la caça, la pesca i la recol·lecció, però no pas de manera exclusiva. La majoria de comunitats viuen de la ramaderia i l’agricultura. Els últims anys hi ha hagut un creixent corrent migratori des d’aquests indrets cap a les ciutats.

• Els deserts freds presenten hiverns especialment freds, durant els quals es poden produir intenses nevades.

Els éssers vius Als deserts s’hi desenvolupen comunitats vegetals molt diverses, si bé no formen un mantell continu. Les herbes, els matolls i els cactus estan molt dispersos, depenent de la disponibilitat d’aigua, i només es concentren en zones on hi ha prou aigua disponible: els oasis. També hi ha un gran nombre d’espècies animals, com insectes, rèptils, amfibis i mamífers, encara que són formades per pocs individus a causa de l’escassetat d’aliment. Les persones desert sabana

Distribució geogràfica del desert i la sabana

La presència humana als deserts també és escassa. Els grups de persones que hi viuen acostumen a practicar el nomadisme, ja que cerquen pastures per als seus ramats, tret dels que viuen als oasis. Els tipus de vestits que fan servir i, en general, tots els seus costums tenen un objectiu clar: reduir la pèrdua d’aigua per transpiració.

www.bmf.ch (Associació per als pobles de la selva tropical, informació sobre les accions de Bruno Manser a favor dels Penan de Sarawak)

Activitat grupal

www.wrm.org.uy/ (Moviment mundial pels boscos; en castellà) www.dsostenible.com.ar/situacion-inter/eva95ca2. html (Pàgina d’un grup intergovernamental d’experts sobre el canvi climàtic; en castellà) http://earthobservatory.nasa.gov/Library/ Deforestation/ (Estudi sobre la desforestació per part de la NASA; en anglès) Per completar aquesta activitat dels boscos primaris es proposa que els alumnes entrin a la pàgina que es mostra a continuació, i provin l’ecocalculadora que consisteix a calcular quines repercussions ambientals té el nostre consum de paper. http://www.greenpeace.org/espana/fungames


75

Pàgines 74-75

Joc de rol de la contaminació: la història d’un cas real

www.ran.org (Xarxa d’acció Rainforest Action Network, informació sobre els boscos humits tropicals i els pobles indígenes; en anglès)

En quins biomes situaries els personatges de les fotografies?

74

www.survival.es (Informació sobre els indis Awá del Brasil; en castellà)

http://earthtrends.wri.org/maps_spatial/index.php? theme=9 (World Resources Institut–Institut de Recursos Mundials, molt recomanable: mapes dels boscos primaris i les seves principals amenaces, dades d’experts sobre la destrucció dels boscos a tot el món; en anglès)

– Animals amb determinats comportaments que eviten pèrdues innecessàries d’aigua: s’enterren a la sorra o entren en letargia durant els períodes més calorosos.

La manca de vegetació fa que l’erosió del sòl sigui molt intensa.

• Busca informació sobre el conveni de Diversitat Biològica. • Com influeix la destrucció forestal en la nostra vida?

La vegetació de la sabana és predominantment herbàcia, amb pocs arbres i arbustos, com a conseqüència de la rigorositat de l’estació seca i la presència de focs periòdics. Respecte als animals, la sabana és el regne dels grans herbívors, com zebres, nyus, girafes, elefants i gaseles, entre molts altres, i, per tant, també dels grans carnívors, com lleons i guepards.

Aquesta activitat pretén que a partir de la lectura d’un text, que explica un cas greu de contaminació atmosfèrica, l’alumne/a sigui capaç de defensar una idea argumentada segons el paper que li toqui representar, i que prengui consciència que la presa de decisions per arribar a una solució no és una qüestió aïllada, sinó que depèn del consens de tots els organismes implicats. Lectura. Contaminació: la història d’un cas real. Aquella tardor no semblava diferent de les altres. Havien començat un parell de tempestes que van esvair les darreres calors del mes de setembre. Els plataners, ja sense fulles, eren convidats passius al pas dels dies. La llum del dia havia perdut aquella claror tan típica de l’estiu. El fred va arribar de sobte, com altres anys! I també com altres anys, la ciutat s’hi va adaptar. Alguns fils de fum s’aixecaven vers el cel, indicant l’esforç humà per no patir fred. L’activitat urbana no se’n veia afectada. El formiguer que és Barcelona es mantenia amunt i avall, amb un anar i venir característic de les grans ciutats. A poc a poc la gent va anar notant com l’ambient es carregava. L’atmosfera es feia densa i la visibilitat cada cop era pitjor. No era la primera vegada que això passava. La ubicació mateixa de Barcelona afavoria la situació. La ciutat es troba entre el mar i la muntanya, una mica encaixonada. Quan no bufa el vent durant uns quants dies, l’aire que hi ha sobre la ciutat no es renova. Si fa fred, i funcionen les calefaccions, s’hi acumulen els gasos que desprenen. També hi van a parar els gasos que desprenen els automòbils dels seus tubs d’escapament, que conjuntament amb la contaminació 79

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 80

Unitat 3 Recursos didàctics derivada de l’activitat industrial conformen un panorama un xic preocupant. L’aire va perdent qualitat i en alguns llocs de la ciutat pot arribar-se a fer irrespirable. L’alarma va arribar provinent dels hospitals. Els seveis d’urgència informaven d’un increment anormal d’ingressos de persones amb malalties cròniques de l’aparell respiratori. Les persones grans i els nens amb problemes respiratoris a la seva història clínica constituïen el col·lectiu més afectat. Van morir dues persones per insuficiència respiratòria. Els serveis de previsió meteorològica no anunciaven, malauradament, cap canvi. La situació era estable i ho seria fins a la setmana entrant, com a mínim cinc dies més. Alguns sectors ciutadans reclamaren mesures urgents per controlar la situació. Es va obrir una polèmica sobre el que calia fer. A partir de la lectura del text es faran 6 grups de 4-5 alumnes. Cada grup haurà de defensar el paper que li ha tocat representar, per la qual cosa haurà de donar bons arguments que prèviament el grup s’haurà preparat. PAPERS PER REPRESENTAR Paper 1. Conseller de via pública de Barcelona. Has estudiat la situació i proposes la circulació alternativa dels vehicles: els dies parells, els de matrícula parell; els dies senars, els de matrícula senar. El teu equip creu que això serà suficient per reduir la contaminació ambiental. Has consultat altres situacions semblants en ciutats europees i aquestes són les mesures més habituals. Més endavant, ja veurem. Paper 2. Cap de Servei de les Malalties Respiratòries dels Hospitals Municipals.

Paper 3. Associació Ciutadana de Consumidors. No es pot permetre que per falta d’actuació de l’Administració dos ciutatans hagin mort els darrers dies. Què passarà en els propers cinc dies? Creus que les mesures han de ser dràstiques i suspendre tota activitat contaminant. Si això suposa tancar fàbriques i comerços, endavant. Cal restringir el trànsit a transport públic i serveis d’urgències. Abans de tot, la salut dels ciutadans. Paper 4. Associació de Comerciants de l’Eixample. Creus que prohibir la circulació no resoldrà el problema i en causarà d’altres. L’activitat comercial caurà en picat, i això podria tenir greus conseqüències. Proposes que l’Ajuntament dissenyi un pla per prevenir aquestes situacions i que s’hi inclogui la transformació de les calefaccions de gasoil en calefaccions elèctriques. Paper 5. Agent comercial. El teu cotxe és el teu instrument de treball. Has de visitar cada dia una mitjana de 12 clients i la xarxa de transport públic de Barcelona és totalment insuficient. A més a més, com altres ciutadans, portes els teus fills a l’escola amb el cotxe. El daltabaix que causaria la mesura de controlar el trànsit és inacceptable. Pretens que l’Ajuntament inverteixi més en el transport públic. Paper 6. Gerent d’indústria química. Fa temps que la teva empresa ha valorat l’impacte ambiental de la factoria de Sant Andreu i aquest és nul. L’expedient que va rebre l’empresa fa tres anys està totalment oblidat. Creus que la majoria d’empreses han normalitzat la situació i les emissions estan per sota de les que marquen els reglaments de la Comunitat europea. Proposes que només circulin els transports públics i els vehicles de servei (camions de distribució, autobusos interurbans...).

Creus que cal anar al fons del problema. Penses que cal incidir sobre tots els factors contaminants (calefaccions, vehicles i activitat industrial) i que cal reduir ràpidament l’emissió dels gasos. No proposes mesures perquè creus que no és la teva funció, però creus que l’Administració ha d’actuar contundentment: els malalts han augmentat un 23% des d’abans d’ahir.

80


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 81


3

Les mediterrànies

Malgrat que les mediterrànies es localitzen a diversos punts de la biosfera, prenen el nom de la part més extensa de totes les que les configuren, la conca mediterrània, on s’inclou Catalunya.

Hi ha alguns éssers vius que s’adapten al bioma mediterrani mitjançant diferents mecanismes. Per exemple: – Plantes amb arrels llargues per obtenir aigua durant l’època seca. – Plantes amb fulles resistents a la calor i al fred, algunes de caduques i altres de perennes. – Plantes herbàcies, amb un període de repòs estiuenc durant el qual s’assequen.

A quins països es localitza el bioma mediterrani? Quina és la zona més allunyada de la mar Mediterrània on es troba el bioma mediterrani?

Les mediterrànies Les mediterrànies són biomes caracteritzats per la sequera estival, els hiverns benignes i la proximitat al mar. Tanmateix, el fred no és mai gaire intens, ni la secada no és prou marcada com per produir problemes seriosos a les comunitats vegetals i els animals que hi viuen. L’entorn geològic El clima mediterrani és una transició entre el clima temperat típic de les boscanes decídues i el tropical sec. Es caracteritza per aquests aspectes: • La sequera estival més o menys llarga, que coincideix amb l’època calorosa. • La gran variabilitat interanual de les precipitacions. • Els estius calorosos i els hiverns frescos o moderadament freds. Les condicions de calor i sequedat estiuenques són semblants a les de zones subtropicals desèrtiques veïnes, mentre que les condicions hivernals són semblants a les de latituds més fredes i humides. Les mediterrànies formen un bioma fràgil a causa de la combinació de sòls relativament pobres en nutrients, amb una capa d’humus bastant escassa, i pluges torrencials, que fan que qualsevol transformació provoqui la progressiva degradació del medi.

Paisatge del Marroc

Paisatge de la República de Sud-àfrica

Els éssers vius El bioma mediterrani és dominat per comunitats vegetals llenyoses, relativament amb poques formacions herbàcies, que són majoritàriament gramínies, ja que la calor i la sequedat estiuenca els dificulta la supervivència.

Paisatge de Catalunya

Quines semblances veus quant a la vegetació d’aquestes tres fotografies? Pertanyen al mateix bioma? Creus que les plantes i els animals que habiten aquests paisatges són els mateixos?

Els arbustos i els arbres són generalment de mida petita, però amb arrels molt llargues i ramificades per tal d’arribar a l’aigua acumulada a les capes inferiors del sòl. La biodiversitat dels animals és enorme, tenint en compte les diferències geogràfiques que hi ha entre les diverses àrees incloses en el bioma mediterrani. En general, hi ha representants de tots els grups d’animals. Concretament, a la conca mediterrània hi ha nombrosos grups d’invertebrats, com insectes i cucs, i de vertebrats, com rèptils, amfibis, ocells (tant autòctons com migratoris que hi fan estades) i mamífers. Les persones

mediterrànies

Distribució geogràfica de les mediterrànies

Els humans tenen una llarga història a les mediterrànies, a causa de la benignitat del clima, cosa que ha fet possible el desenvolupament de cultures molt diverses amb característiques comunes. Això ha comportat que aquests biomes hagin estat modificats per l’activitat agrícola i ramadera des de molt antic, amb tales de boscos, construcció de marges, etc. Les mediterrànies es veuen sovint afectades per incendis periòdics, molts dels quals són deguts a l’activitat humana, la qual cosa obliga els ecosistemes a regenerar-se sovint.

78

79

Pàgines 78-79

Visita a una cabina de control atmosfèric L’Ajuntament de Barcelona impulsa un programa d’activitats escolars de medi ambient que està format per un conjunt de recursos didàctics sobre el funcionament ambiental de la ciutat. Una de les propostes que es recomana és visitar una cabina de control atmosfèric. L’objectiu d’aquesta visita és sensibilitzar els escolars sobre la necessitat d’implicar-se en la millora ambiental de la ciutat, donar a conèixer les instal·lacions relacionades amb la gestió del medi ambient de la ciutat de Barcelona com les cabines de control atmosfèric i oferir recursos als centres d’ensenyament per tal que aquests contribueixin a la sensibilització i al canvi d’actituds de l’alumnat. Es visitarà una de les instal·lacions que s’utilitzen per controlar, de forma permanent, la qualitat de l’aire de la ciutat. Les dades que les cabines registren s’envien al Centre d’Anàlisi i Vigilància Ambiental de l’Ajuntament. Durant les visites, de les quals es fan càrrec educadors ambientals, l’alumnat haurà d’observar, anotar, experimentar i reflexionar sobre els processos que tenen lloc en cada instal·lació. Cada alumne/a disposarà d’un guió didàctic o recurs educatiu adequat al seu nivell escolar a fi de realitzar un correcte seguiment de la visita.

Destinataris: Tots els centres d’ensenyament de Barcelona: Educació infantil (EI), Educació primària (EP), Educació secundària obligatòria (ESO) i Educació secundària post-obligatòria (ESPO) Dia de visita: Totes les activitats del programa són gratuïtes. Les activitats són matinals (primer divendres de cada mes) i estan guiades per educadors/es ambientals. Duració: Les visites es realitzan al matí, amb una durada de 1 hora 30 minuts. S’adrecen a grups classe de 12 alumnes. En les visites, cada alumne disposarà d’un guió didàctic de suport. L’anul·lació d’una activitat haurà de ser comunicada 15 dies abans (tel. 93 851 50 57). Per a reserves: Telèfon: 93 851 50 57 Correu electrònic: [email protected] Per fer reserves: www.bcn.es/IMEB/program.htm Pàgines web del programa: www.bcn.es/mediambient Per a més informació: www.bcn.es/mediambient/cat/print/cont_act_ escola_presen2.htm www.mediambient.bcn.es


81

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 82


3

Els ecosistemes aquàtics

El bentos és el conjut dels organismes que habiten sobre fons marins o d’aigües dolces.

La regió abissal és la zona marina compresa entre els 800 i els 10.000 m de profunditat, aproximadament.

Els mars i els oceans

Les aigües continentals

Els mars i els oceans són biomes que es caracteritzen pel medi geològic on viuen els diferents organismes: l’aigua salada. Les condicions a l’interior dels mars i els oceans són molt estables, amb poques oscil·lacions tèrmiques. Això no vol dir que siguin homogenis, ja que els corrents marins, freds o càlids, la fondària a la qual viuen els organismes i la proximitat de la costa determinen ecosistemes clarament diferenciats.

Les aigües continentals són formades per aigua dolça, que pot tenir diferents proporcions de salts dissoltes, però en quantitat molt més petita que les aigües marines.

Segons la distància a la costa, es distingeixen dues regions: • La regió litoral, propera a la costa.

La regió nerítica és la zona del medi marí que correspon a la plataforma continental

• La regió pelàgica, que inclou la resta. En vertical també es distingeixen dues zones: • La zona fòtica o il·luminada, que acostuma a arribar fins als 200 m de profunditat. • La zona afòtica, totalment fosca, que se situa per sota dels 200 m de profunditat. Els éssers vius Als mars i oceans hi viuen molts organismes. Els organismes fotosintètics, com plantes i algues, viuen al llit de la zona fòtica, ja que necessiten la llum per sobreviure. Sobre el llit de l’oceà també hi viuen nombrosos animals, com cucs, artròpodes i mol·luscs. A més a més, a la massa aquosa hi viuen nombroses espècies de peixos i alguns mamífers, com dofins i balenes. A la zona fòtica també hi viuen organismes microscòpics, alguns dels quals són fotosintetitzadors i altres no, coneguts amb el nom genèric de plàncton. El plàncton té una importància cabdal per a la dinàmica dels ecosistemes marins, ja que és l’aliment de molts organismes.

Camp d’algues

tauró

El factor més important d’un riu és el corrent de l’aigua, constant i més o menys fort segons el cabal i el pendent, amb abundant oxigen dissolt. No és possible parlar dels rius de manera general, ja que els organismes que hi viuen depenen del bioma que predomina al voltant del riu (selva, bosc temperat, mediterrània, etc.). En un riu, s’hi poden distingir tres zones característiques: • El tram alt es caracteritza pel pendent pronunciat, on l’aigua és clara i molt oxigenada. Als rius de la conca mediterrània hi ha peixos capaços de nedar a contracorrent, com la truita, i nombrosos invertebrats, com cucs, cargols i larves d’insectes.

Truita de riu

• El tram mitjà no té tant pendent, l’aigua no hi flueix tan de pressa i no està tan oxigenada. Hi viuen peixos com el barb, invertebrats com les planàries, cucs i larves d’insectes. • El tram baix es caracteritza pel flux lent de l’aigua, que no és tan oxigenada i és força més tèrbola. Hi viuen peixos com la carpa i la tenca, insectes com els escarabats i les seves larves, cucs, algues i plantes com els joncs. A més a més, pels voltants del riu hi viuen animals que s’alimenten de peixos i altres animals aquàtics, com merles i blauets. Els llacs La vida als llacs no acostuma a ser tan abundant com als rius, ja que la concentració d’oxigen acostuma a ser molt més baixa. S’hi poden trobar plantes aquàtiques com els joncs, peixos com truites, barbs i carpes, cucs, insectes i larves d’insectes. L’activitat humana ha modificat els rius i els llacs amb la construcció de preses i canals.

balena

verat

Els rius

catxalot tonyina

medusa

sardines

arengades calamar calamar gegant Sabaters

fitoplàncton

dofí

Per què hi ha menys vida en un llac que no pas en un riu?

zooplàncton Exemple de cadena tròfica

80

81

Pàgines 80-81

Sortida al Centre d’Estudis del Mar Es proposa realitzar una visita al Centre d’Estudis del Mar (CEM). Aquest centre mostra una sèrie de circuits pedagògics molt interessants acompanyats de programes de descoberta i coneixement del medi litoral adreçats a estudiants de l’últim cicle de primària, ESO i batxillerat. El treball que es desenvolupa al CEM es basa en l’observació directa i en la participació activa tant dels educadors com dels alumnes, però comptant amb l’assessorament d’un monitor. Els circuits pedagògics recomanats són: – El litoral i el seu entorn Tracta sobre els canvis que produeixen en la morfologia del litoral les actuacions humanes (edificacions, regeneració de platges, contaminació...), així com de les accions a dur a terme per pal·liar aquests efectes. – La diversitat al mar Estudi de les diferents comunitats d’organismes del nostre litoral, de la seva importància en el cicle de la vida i de les repercussions de l’activitat humana sobre el mar.

El material audiovisual que es pot veure directament al CEM és: Sis arts de pesca, Un dia de pesca amb l’art de bou, Viure a trenc d’ona, Viure a la sorra, Alguers que no ho són i conte interactiu “Pobres humans”. Totes les activitats són gratuïtes. Centre d’Estudis del Mar Pg. Marítim, 72 08870 Sitges Tel.: 938 945 154 Fax: 938 110 142 a/e: [email protected] Horari: Hivern: de dilluns a diumenge, de 10 a 14 h (excepte dimecres). Estiu: de dilluns a dissabte, de 10 a 14 h. www.diba.es/mediambient/cem.asp

– Activitats complementàries – Aquaris. Observació de la vida marina. Tot el curs. – Aus a la platja. Observació d’ocells marins. Hivern i primavera. – La mar i el temps. Fenòmens meteorològics relacionats amb el mar. Tot el curs. – A sota l’aigua. Observació submarina del fons amb tub i ulleres.

82


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 83




Pàgina 70 1

La biosfera és el conjunt de biomes de la Terra, és a dir, de les diferents zones que tenen, cadascuna, un clima característic on es desenvolupen comunitats específiques d’éssers vius, que formen ecosistemes molt diversos.

2

Un ecosistema és la part d’un bioma en què interactuen els elements físics (sòl, aigua i aire) i els éssers vius. Un ecosistema és el conjunt format per la biocenosi, és a dir, pels éssers vius que viuen en una zona determinada i pel biòtop, és a dir, el medi fisicoquímic d’aquesta zona, entre els quals s’estableixen múltiples connexions.

3

Respecte al marc geològic, les diferències entre el desert del Sàhara i la selva amazònica es redueixen a les temperatures, la pluviositat, la humitat i el tipus de sòl. El desert del Sàhara està sotmès a temperatures extremes i a una gran oscil·lació tèrmica diària (fins a 70 ºC de diferència entre el dia i la nit) i anual, poques precipitacions i un sòl nu. En canvi, les selves es caracteritzen per un clima humit, xafogós i plujós. A més, els sòls de les selves acostumen a ser pobres, ja que l’exuberant vegetació que els caracteritza fa que la majoria dels nutrients formin part dels éssers vius, sense que arribin a acumular-se al sòl, però acumulen una gran quantitat d’humus. Els éssers vius que habiten al desert i a la selva estan totalment condicionats per les característiques de l’ambient on viuen. Per exemple, al desert, on les plantes depenen de la disponibilitat d’aigua, n’hi ha que estan adaptades a acumular-ne, ja sigui a la tija (com els cactus) o a les arrels, que són molt llargues i ramificades per aprofitar tota la humitat del sòl. A més, disposen de fulles petites per evitar la pèrdua d’aigua per transpiració. Per la seva banda, alguns animals presenten reserves d’aigua i nutrients, com els camells i els dromedaris; altres tenen determinats comportaments que eviten pèrdues innecessàries d’aigua, i s’enterren a la sorra o entren en letargia durant els períodes més calorosos. Per contra, a les selves, on l’aigua és abundant, les plantes no presenten arrels llargues; allà el factor limitant és la llum, i les plantes que hi viuen, que depenen de la llum que arriba del Sol, presenten adaptacions a aquesta manca de llum: és més fàcil trobar plantes enfiladisses que grimpen cap a les alçades, on arriba més llum.

Pàgina 70 4

Els principals biomes de la biosfera terrestre són els boscos (caducifolis i les selves), la sabana, el desert, la praderia, la taigà, la tundra i el domini antàrtic, les mediterrànies, els mars i oceans, les aigües continentals (rius i llacs), el litoral, les coves i avencs i l’alta muntanya.

5

Selva temperada. Bioma humit i molt exuberant, plujós però no especialment càlid, presència de plantes enfiladisses i epífites, gran quantitat d’insectes i presència de primats. Selva-bosc nebulós. Bioma humit i molt exuberant amb núvols i boira gairebé permanents, presència de plantes enfiladisses i epífites, gran quantitat d’insectes i presència de primats. Bosc caducifoli/boscana decídua. Bioma amb grans arbres caducifolis i sotabosc reduït, clima temperat i plujós, sense extrems de fred ni calor, sòl ric, presència de mamífers com el porc senglar, el cérvol, el llop i el linx. Sabana. Bioma amb herbes altes, però amb arbres i arbustos dispersos, presència d’una estació seca, temperatura sempre càlida, sense hivern tèrmic, presència de grans herbívors i grans carnívors, com el nyu, la zebra i el lleó. Desert càlid. Bioma extremament àrid, poques precipitacions i vegetació molt escassa, grans fluctuacions tèrmiques dia-nit i estiu-hivern. Desert fred. Bioma extremament àrid, poques precipitacions i vegetació molt escassa, amb hiverns molt freds, nevades, grans fluctuacions tèrmiques dia-nit i estiu-hivern. Praderia/estepa. Bioma amb grans extensions d’herba, estius plujosos i hiverns molt freds, sense arbres ni arbustos, sòl molt ric. Taigà/bosc boreal. Bioma molt fred i humit, amb boscos de coníferes, grans nevades a l’hivern, presència de grans herbívors com l’ant, carnívors com el llop i omnívors com l’ós. Tundra. Bioma extremament fred, sòl cobert de neu diversos mesos a l’any, amb pergelisòl, sense arbres ni arbustos, bàsicament amb líquens i molses. Mediterrània. Bioma amb sequera estival i hiverns benignes, proper al mar, sòls no gaire rics, pluges torrencials i comunitats vegetals llenyoses. Coves i avencs. Bioma subterrani sense producció primària, temperatura i humitat constants, manca de llum.


83

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 84

Unitat 3 Solucionari Alta muntanya. Bioma elevat de transició de prats a zones ermes rocalloses. Oceà-regió fòtica. Bioma format per grans masses d’aigua salada amb il·luminació solar, presència de plàncton, bioma elevat. Oceà-regió afòtica. Bioma format per grans masses d’aigua salada sense il·luminació solar. Aigua continental. Bioma d’aigua dolça, corrent i/o estancada. Litoral. Bioma frontera entre la terra i el mar rocós o sorrenc afectat per onades i marees. 6

Bosc caducifoli. Tala no sostenible d’arbres per a la generació de conreus i pastures i per a la construcció d’indústries. Selva. La seva explotació és força recent, ja que es tracta d’un hàbitat poc favorable per viure-hi i desenvolupar-se. En els darrers anys s’han dut a terme tales massives per aprofitar el terrenys com a conreus i pastures. Sabana. S’hi ha desenvolupat l’espècie humana, que ha utilitzat els terrenys per a la caça, la pesca i la recol·lecció. Actualment, però, a causa de les dures condicions de vida que suposa, hi ha hagut una migració d’aquests indrets cap a les ciutats. Desert. Hi viu poca gent a causa de les extremes condicions climàtiques i, per tant, les alteracions produïdes en aquest bioma són mínimes. Praderies. Són zones de sòl molt fèrtil, la qual cosa fa que estiguin molt explotades per l’ésser humà (conreus i ramaderia). Taigà. Hi viu molt poca gent a causa de les dures condicions climàtiques i, per tant, les alteracions produïdes en el medi són mínimes. La gent viu de l’explotació forestal i de la cacera. Tundra i domini antàrtic. Les persones viuen de la cacera i la pesca. El turisme i la cacera de determinats animals pot alterar les condicions d’aquest bioma. Mediterrànies. El clima benigne d’aquest bioma ha fet que s’hi desenvolupessin cultures humanes molt diverses. Han estat modificades per adaptar-les a la ramaderia i a l’agricultura. Hi ha hagut gran tala de boscos per aprofitar la fusta i també grans incendis provocats per l’activitat humana. Aigües salades. L’home aprofita els recursos que proporcionen els mars i els oceans mitjançant la pesca. En algunes zones es dóna sobreexplotació. Aigües dolces. L’home ha modificat els rius i els llacs amb la construcció de preses i canals i amb l’aprofitament de l’energia hidràulica. La contaminació de les aigües és un greu problema en les zones més poblades. 84

Costes. El litoral és un dels biomes més explotats des de molt antic. La presència humana provoca una forta degradació ambiental: explotació turística abusiva i urbanització desmesurada, sobreexploració de recursos naturals com la pesca, reducció de pesqueres litorals que depenen d’aportaments nutritius dels rius, etc. Coves. Les explotacions humanes són mínimes, encara que n’hi ha algunes que tenen una funció per al turisme.

CONTINGUTS

Pàgina 71

Pots fer una aproximació, a primer cop d’ull, dels indrets de la Terra on hi ha deserts? I serralades? Què més hi pots veure? A grans trets, es pot veure que les principals zones desèrtiques es troben al nord i al sud de l’equador. Els principals deserts, per continents, són: – l’Àfrica: el Sàhara (al nord del continent, que és el més extens del món), el Kalahari (a Botswana i a la Républica Sud-africana), Núbia (al nord-est d’Àfrica), el de Líbia (nord-est del Sàhara, a l’oest del Nil). – Austràlia: el desert ocupa quasi la meitat del continent. – Àsia: Negev (al sud d’Israel), Aràbia, Síria (al nord d’Aràbia), el Gobi (a Mongòlia), Sinkiang (desert gelat de la Xina), Thar (al nord-oest de l´Índia), Kizil Kum (a Rússia). – Amèrica: Atacama (Xile), Colorado (a Califòrnia, Estats Units), Sechura (al Perú). Per la seva banda, les principals serralades, com l’Himàlaia o els Andes, es troben vorejant les zones desèrtiques.

Quina diferència hi ha entre aquests dos sòls? Per què creus que el sòl de la fageda afavoreix que hi creixi molta vegetació? Què aporta la vegetació al sòl? El sòl de la dreta correspon a zones de sòl pobre molt erosionat a causa de les rigoroses condicions climàtiques de la zona. En canvi, el sòl de l’esquerra correspon al d’un bosc caducifoli; el sòl és ric en nutrients per la gran quantitat d’humus acumulat, com a conseqüència sobretot de les fulles de les caigudes. La vegetació aporta nutrients, minimitza l’acció dels agents geològics externs i redueix l’erosió; per exemple, les seves arrels ajuden a donar més consistència al terreny, i quan plou el sòl reté més aigua, la qual es va filtrant a poc a poc a les capes inferiors del sòl tot evitant les aigües salvatges que ho arrosseguen tot al seu pas. ESO Biologia i geologia 4

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 85


Pàgina 73

Per què creus que hi ha moltes plantes enfiladisses a la selva? Hi ha moltes plantes enfiladisses a la selva perquè la llum que arriba del Sol es concentra a la part superior de la vegetació. Enfilant-se poden sortit de la penombra de la selva.

Pàgina 75

En quins biomes situaries els personatges de les fotografies? Aquestes fotografies corresponen als biomes més càlids de la Terra, que són la sabana i el desert. La fotografia superior correspon a la sabana, ja que s’hi aprecia la ramaderia al fons de la imatge; s’hi veu la vegetació herbàcia típica d’aquest bioma. La fotografia inferior correspon al desert, ja que s’hi veu el dromedari, animal que té la capacitat de retenir l’aigua i nutrients gràcies al greix que s’acumula al seu gep.

Pàgina 77

En quin dels tres biomes representats creus que hi ha més població humana? Per què? Al bioma de les praderies hi ha més població humana a causa de la riquesa del sòl i que les temperatures són més adequades per a l’espècie. Actualment tres quartes parts de les praderies del món estan ocupades per camps de conreu i la resta està destinada a la ramaderia.

Pàgina 78

A quins països es localitza el bioma mediterrani? Quina és la zona més allunyada de la mar Mediterrània on es troba el bioma mediterrani? A part de tota la conca mediterrània (Espanya, Grècia, Turquía, Marroc, Algèria, Itàlia…), també tenen clima mediterrani parts de l’extrem sud d’Àfrica (Ciutat del Cap), de l’oest i el sud d’Austràlia, de Xile i de l’oest dels Estats Units (Califòrnia i Oregon). Les illes macaronèsiques es consideren plenament mediterrànies quant al règim de precipitacions, encara que el règim de temperatures ja sigui subtropical. Austràlia.


Pàgina 79

Quines semblances veus quant a la vegetació d’aquestes tres fotografies? Pertanyen al mateix bioma? Creus que les plantes i els animals que habiten aquests paisatges són els mateixos? La vegetació es compon de comunitats vegetals llenyoses, amb relativament poques formacions herbàcies; hi dominen els arbusts i arbres, en general de mida petita. Pertanyen al bioma de les mediterrànies. No totes les zones mediterrànies del món són iguals, i la biodiversitat faunística, tenint en compte les diferències geogràfiques que hi ha entre les diverses àrees incloses en el bioma mediterrani, és enorme. Per exemple, a Sud-àfrica hi ha una sèrie d’espècies que no trobem al Marroc ni a Catalunya.

Pàgina 81

Per què hi ha menys vida en un llac que no pas en un riu? La vida als llacs no acostuma a ser tan abundant com als rius ja que la concentració d’oxigen acostuma a ser més baixa. S’hi poden trobar plantes aquàtiques com joncs, peixos com truites, barbs i carpes, i invertebrats com cucs, insectes i larves.

Pàgina 82

Quines característiques tenen els animals i les plantes que viuen a la línia de la costa? La fluctuació dels nivell de les aigües condiciona els organismes que hi viuen. En general, hi viuen organismes aquàtics adaptats a passar part de la seva vida fora de l’aigua, com els musclos, que en baixar la marea tanquen les valves, crustacis i peixos costaners, que s’hi acosten o se n’allunyen en funció del nivell de l’aigua.

Quin recurs natural aprofita aquesta persona per guanyar-se la vida? Les poblacions marines de peixos.

85

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 86

Unitat 3 Solucionari • Europa és situada entre el cercle polar àrtic i el tròpic de Càncer. El primer separa la tundra de la taigà, que arriba fins al paral·lel 60. D’aquest fins al paral·lel 40 hi trobem el bosc caducifoli, amb presència de les mediterrànies en diferents zones d’Europa pròximes al mar Mediterrani. El clima és el factor abiòtic que condiciona les plantes i els animals que viuen en un lloc. Per això hi ha una correspondència geogràfica bastant perfecta entre zones climàtiques i biomes.

Pàgina 83

Quins ecosistemes de muntanya reconeixes en les imatges? A quina altitud els situaries? Fotografia de la dreta: muntanya mitjana. Hi predominen els prats enfront dels boscos de la muntanya baixa. L’altitud correspon a entre 1000 i 2500 m Fotografia de l’esquerra: muntanya alta, amb presència de terres molt ermes. L’altitud deu ser superior als 2500 m.

• Les estepes o praderies continentals es localitzen normalment a l’interior dels continents, lluny de grans masses marines. • El desert es localitza al nord d’Àfrica i s’anomena Sàhara.

ACTIVITATS

Pàgina 84 1

La biosfera és el conjunt de biomes de la Terra, és a dir, de les diferents zones que tenen, cadascuna, un clima característic on es desenvolupen comunitats específiques d’éssers vius. Els parcs naturals són zones determinades creades per protegir el patrimoni natural en aquells indrets on es conserven millor les característiques dels ecosistemes: l’home les preserva de l’explotació humana. L’ecologia és l’estudi de les relacions dels éssers vius amb el medi on viuen. La contaminació altera les característiques naturals d’aquest medi, i són els ecòlegs els que estudien com aquestes alteracions influeixen en la vida dels éssers vius. El medi ambient és tot allò que envolta un ésser viu; inclou el sòl, el clima i els éssers vius que hi habiten.

2

• Les zones amb vegetació alpina corresponen a grans serralades que superen els 2500 m. Els prats i boscos que es poden apreciar a la muntanya mitjana i baixa han deixat pas a les molses i els líquens. Aquest bioma d’alta muntanya, amb terres molt ermes, presenta unes condicions molt rigoroses del clima, amb hiverns molt freds, fortes nevades, vents intensos i oscil·lacions tèrmiques molt acusades. Aquestes grans serralades són els Pirineus, els Alps i els Carparts. • La proximitat del mar a les zones mediterrànies fa que aquestes gaudeixin d’hiverns suaus i estius càlids.

Pàgina 85 3

Resposta oberta.

4

Les persones alteren els diferents biomes des de fa molt temps, quan van començar a escampar-se per la superfície i a colonitzar nous medis. Les modificacions principals han estat aquestes: Bosc caducifoli. Tala no sostenible d’arbres per a la generació de conreus i pastures i per a la construcció d’indústries. Selva. La seva explotació és força recent ja que es tracta d’un hàbitat que no és gaire favorable per viure-hi i desenvolupar-s’hi. En els darrers anys s’han fet tales massives per aprofitar els terrenys com a conreus i pastures. Sabana. S’hi ha desenvolupat l’espècie humana, que ha utilitzat els terrenys per a la caça, la pesca i la recol·lecció. Actualment, però, a causa de les dures condicions de vida que suposa, hi ha hagut una migració des d’aquests indrets cap a les ciutats. Desert. Hi viu poca gent a causa de les extremes condicions climàtiques i, per tant, les alteracions produïdes en aquest bioma són mínimes. Praderies. Són zones de sòl molt fèrtil, la qual cosa fa que estiguin molt explotades per l’ésser humà (conreus i ramaderia). Taigà. Hi viu molt poca gent a causa de les dures condicions climàtiques i, per tant, les alteracions produïdes en el medi són mínimes. La gent hi viu de l’explotació forestal i de la cacera. Tundra i domini antàrtic. Les persones hi viuen de la cacera i la pesca. El turisme i la cacera de determinats animals pot alterar les condicions d’aquest bioma.

86


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 87

Solucionari Unitat 3 Mediterrànies. El clima benigne d’aquest bioma ha fet que s’hi desenvolupessin cultures humanes molt diverses. Han estat modificades per adaptar-les a la ramaderia i a l’agricultura. Hi ha hagut gran tala de boscos per aprofitar la fusta i també grans incendis provocats per l’activitat humana.

Pàgina 87 8

• Les principals aglomeracions urbanes es localitzen a les grans ciutats d’Europa i d’Àsia.

Aigües salades. L’home aprofita els recursos que proporcionen els mars i els oceans mitjançant la pesca. Pot donar-se sobreexplotació d’algunes zones.

• Les zones del litoral més il·luminades corresponen a zones molt turístiques. Aquestes zones es veuen sotmeses a l’explotació turística abusiva i a la urbanització desmesurada. També té lloc una sobreexplotació dels recursos naturals per culpa de la pesca comercial, sobretot la que aprofita caladors de fons o la que utilitza llarguíssimes xarxes de deriva, que origina una mortaldat molt elevada d’espècies animals. La construcció de preses que retenen aigua, sediments i nutrients afecten les pesqueres litorals, que depenen dels aportament nutritius dels rius.

Aigües dolces. L’home ha modificat els rius i els llacs amb la construcció de preses i canals i amb l’aprofitament de l’energia hidràulica. Les zones molt poblades corren el risc de veure’s contaminades. Costes. El litoral és un dels biomes més explotats des de molt antic. La presència humana provoca una forta degradació ambiental: explotació turísitca abusiva i urbanització desmesurada, sobreexploració de recursos naturals com la pesca, reducció de pesqueres litorals que depenen d’aportaments nutritius dels rius, etc. Coves. Les explotacions humanes són mínimes, encara que n’hi ha algunes que tenen una funció per al turisme. 5

Països amb grans llacs al seu territori: Estats Units i Canadà (Michigan, Superior, Ontario, Erie i Huron); Canadà (Gran Llac de l’Esclau, Gran Llac dels Óssos, Athabasca, Reindeer i Winnipeg); Kenya, Tanzània i Uganda (Victòria); Tanzània i el Zaire (Tanganyika); Malawi (Malawi); Txad (llac Txad); Rússia (Baikal, Ladoga i Onega). Països que tenen a prop esculls coral·lins: Cuba, Mèxic, Veneçuela, Somàlia, Kenya, Tanzània, Madagascar, Índia, Birmània, Filipines, Indonèsia, Papua Nova Guinea i Austràlia. • Les zones del món on tenen zones abissals a prop de la costa corresponen a zones de subducció on la placa litosfèrica oceànica s’enfonsa sota la continental (teoria de la tectònica de plaques). La fossa marina més fonda que es coneix és la fossa de les Marianes, situada en el fons del Pacífic nord-occidental, a l’est i sud de les illes Marianes, és el lloc més profund de l’escorça terrestre amb uns 11 km.

Pàgina 86 6


7

• La causa principal dels incendis a Catalunya són els focs intencionats que corresponen al 22,2%. Tot i que si sumem totes les negligències, corresponen al 36,7%.

• A les zones més desenvolupades, més industrialitzades i amb més recursos econòmics, d’Europa i Àsia.

9

En pujar per una muntanya, el tipus d’ecosistema varia. En general, se’n distingeixen tres tipus: Muntanya baixa, quan no supera els 1000 m d’alçada. Hi predominen els boscos, amb un sotabosc més o menys desenvolupat. Muntanya mitjana, entre els 1000 i els 2500 m. Hi predominen les formacions arbustives, que van desapareixent amb l’alçada per deixar pas als prats. Muntanya alta, quan supera els 2500 m. Els prats deixen lloc a terres molt més ermes, ocupades per molses, líquens i alguns invertebrats. • En pujar per una muntanya, el tipus d’ecosistema varia. Aquest depèn del clima general de la zona en la qual es troba la serralada i de la seva alçada. Aquesta transició d’ecosistemes és deguda a les condicions rigoroses del clima d’alta muntanya: hiverns molt freds amb fortes nevades, vents intensos i oscil·lacions tèrmiques marcades. • Segons la teoria de tectònica de plaques, les serralades es formen quan dues plaques litosfèriques continentals o una placa continental i una altra d’oceànica topen l’una amb l’altra. Aquests contactes convergents es caracteritzen per les zones de subducció, on una placa s’ensorra sota l’altra. La capa que s’ensorra es va fonent, fet que implica la destrucció de la litosfera, mentre que en l’altra placa es formarà una serralada. Aquests contactes es donen en zones on els corrents de convecció són descendents i convergents.

• Resposta oberta. • Resposta oberta. ESO Biologia i geologia 4

87

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 88


Pàgina 88

13 La dinàmica interna i la dinàmica externa de la Terra

determinen el sòl i el clima, que al seu torn determinen el tipus d’éssers vius que habiten en una zona determinada. Els éssers vius, a més de modificar i contribuir a la formació del sòl, conjuntament amb el clima, formen els biomes, els quals, per tant, són el resultat de la dinàmica interna i externa de la Terra.

10 • Bàsicament en els boscos (boscos caducifolis

i selves). • Els deserts, la tundra i el domini antàrtic. • La cobertura vegetal d’un determinat bioma enriqueix molt el sòl, ja que aporta molts nutrients. A més, protegeix el sòl de l’acció dels agents geològics externs (l’atmosfera, la hidrosfera i la biosfera), i per tant minimitza els seus efectes erosius, afavorint la presència d’altres organismes vegetals i animals, i augmentant la biodiversitat del bioma.

• L’activitat humana pot modificar els biomes de la Terra, alterant el sòl i el clima, i en conseqüència afectant els éssers vius que hi habiten. • Les activitats antròpiques modifiquen els biomes, i per tant el sòl, els éssers vius i el clima. L’home hi intervé modificant el paisatge amb camps de conreu i ramaderia, realitzant tales massives, edificant urbanitzacions desmesurades, provocant incendis forestals, contaminant el sòl, l’aigua i l’atmosfera, sobreexplotant els recursos naturals, introduint espècies invasores als ecosistemes, modificant genèticament espècies vegetals i animals, etc.

• Els elements climàtics formen part de les característiques fisicoquímiques que determinen un bioma; per tant, condicionen les plantes i els animals que viuen en un lloc. El fet de presentar un clima suau, sense oscil·lacions tèrmiques importants i que hi hagi disponibilitat d’aigua són característiques ideals per a la biodiversitat de l’ecosistema. 11 • El bioma que tindrà més influència marina serà l’A.

• El bioma que es veurà més influenciat per l’alçada és el C. • Els biomes A i B seran diferents, ja que l’A correspon a un bioma molt influenciat per la presència del mar, i la zona B correspon a un bioma amb més altitud i més allunyat de la influència marina; per tant, les condicions climàtiques d’ambdues zones diferiran i, en conseqüència, els éssers vius que hi habiten.

Pàgina 90 14 Bosc caducifoli/boscana decídua: d: 3

Selva temperada: l, 11 Selva–bosc nebulós: g, 1 Sabana: j, 10 Desert càlid: m, 8

• Els biomes B i C seran diferents, ja que el bioma C correspon a una zona molt elevada en comparació al B, i, per tant, les condicions climàtiques variaran d’una zona a l’altra, i en conseqüència també ho faran els organismes que hi habiten.

Desert fred: o, 7 Praderia/estepa: f, 2 Taigà/bosc boreal: k, 16 Tundra: p, 13

• La latitud determina la inclinació amb què arriben els raigs del Sol a la Terra. Per tant, tindrà certa influència sobre els tres biomes. De totes maneres, els tres biomes es troben en una latitud molt semblant, per la qual cosa la seva influència serà mínima.

Mediterrània: a, 4 Oceà-regió fòtica: e, 5 Oceà-regió afòtica: n, 9 Aigua continental: h, 15 Litoral: c, 14 Coves i avencs: i, 12

Pàgina 89

Alta muntanya: b, 6

12 • Peles de fruita: 3-6 mesos.

PROCEDIMENT · L’estudi d’un ecosistema

Una llauna de refresc: 10-100 anys. Una ampolla de vidre: 4000 anys.

Pàgines 92 i 93

Una bossa de plàstic: 100-1000 anys. • Els organismes descomponedors, que són els bacteris i els fongs.

a

Respostes obertes.

• Reduir, reutilitzar i reciclar.

88


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 89

Solucionari Unitat 3 Les condicions de calor i sequedat estiuenques són semblants a les de zones subtropicals desèrtiques veïnes, mentre que les condicions hivernals són semblants a les de latituds més fredes i humides. Quant al sòl, les mediterrànies formen un bioma fràgil a causa de la combinació de sòls relativament pobres en nutrients, amb una capa d’humus bastant escassa, i pluges torrencials, que fan que qualsevol transformació provoqui la progressiva degradació del medi.

Pàgines 94 i 95 b

Respostes obertes.

REPORTATGE · La Carta de la Terra

Pàgina 97

Els éssers vius 1


2

Resposta oberta.

3


Vegetació. El bioma mediterrani és dominat per comunitats vegetals llenyoses, amb relativament poques formacions herbàcies (majoritàriament gramínies), ja que la calor i la sequedat estiuenca els dificulta la supervivència. Els arbustos i els arbres són generalment de mida petita, però amb arrels molt llargues i ramificades per tal d’arribar a l’aigua acumulada a les capes inferiors del sòl. La biodiversitat dels animals és enorme, tenint en compte les diferències geogràfiques que hi ha entre les diverses àrees incloses en el bioma mediterrani.

EIX TRANSVERSAL · Les accions senzilles...

Pàgina 98 • Es veuen dues persones que netegen les roques tacades de petroli en una platja.

Fauna. En general, hi ha representants de tots els grups d’animals. Concretament, a la conca mediterrània hi ha nombrosos grups d’invertebrats, com insectes i cucs, i de vertebrats, com rèptils, amfibis, ocells (tant autòctons com migratoris que hi fan estades) i mamífers.

• Resposta procedimental. – Resposta oberta. – Resposta oberta.

Els éssers humans

• La suma del que cadascun de nosaltres pot fer pel medi ambient i la pressió que podem exercir sobre grans empreses i governs poden arribar a modificar les accions d’aquests envers el medi ambient.

Els humans tenen una llarga història a les mediterrànies. Aquests biomes han estat modificats per l’activitat agrícola i ramadera des de molt antic, amb tales de boscos, construcció de marges, etc. Les mediterrànies es veuen sovint afectades per incendis periòdics, molts dels quals són deguts a l’activitat humana, la qual cosa obliga sovint els ecosistemes a regenerar-se.

AVALUACIÓ

Pàgina 99 1

Les mediterrànies són biomes caracteritzats per: L’entorn geològic El clima mediterrani és una transició entre el clima temperat típic de les boscanes decídues i el tropical sec. Es caracteritza per aquests aspectes: – La sequera estival més o menys llarga, que coincideix amb l’època calorosa. – La gran variabilitat interanual de les precipitacions.

2

Les característiques del relleu (muntanyes, valls...), el tipus de sòl, l’humus acumulat, el clima (la temperatura, les precipitacions, la humitat...), determinen les característiques generals d’un bioma. Així per exemple, un clima suau, que no tingui importants oscil·lacions tèrmiques i amb disponibilitat hídrica, presentarà més biodiversitat que un clima extrem, amb grans muntanyes, llacs i mars. Podem afirmar que cada bioma es caracteritza per unes condicions climàtiques característiques, un tipus de sòl i unes espècies vegetals i animals adaptades a les condicions que el caracteritzen.

– Els estius calorosos i els hiverns frescos o moderadament freds.


89

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 90

Unitat 3 Solucionari Manca de llum. Si no hi ha llum, no hi ha plantes, perquè no poden fer la fotosíntesi. Hi ha animals cecs sense pigments i que s’alimenten de la matèria orgànica que prové de capes superiors. Pel que fa a la zona afòtica, un exemple de bioma són els ecosistemes aquàtics; a l’exterior, les coves i els avencs són un exemple de bioma.

3

Els biomes que aniria travessant serien: desert (al Sàhara), mediterrània (en entrar a la Península Ibèrica), alta muntanya (en travessar els Pirineus), bosc caducifoli (en arribar a França i travessar la resta dels països fins al nord d’Europa), i taigà i tundra (a les zones més extremes del nord d’Europa).

4

El clima és el factor abiòtic que condiciona les plantes i els animals que viuen en un lloc. Per això hi ha una correspondència geogràfica bastant perfecta entre zones climàtiques i biomes.

8

Els biomes més modificats, ja des de l’antiguitat, per l’activitat humana són els boscos caducifolis, les selves, les mediterrànies, les praderies, les aigües continentals i salades, i les costes.

5

Taronja: desert/ caqui fosc: selva tropical/ caqui clar: sabana / lila: tundra / verd clar: taigà / verd fosc: praderia / vermell: mediterrània / blau clar: selva temperada / blau fosc: bosc caducifoli.

9

Resposta model.

6

El bioma majoritari a Catalunya són les mediterrànies. A Catalunya també hi ha el bioma de boscos caducifolis, d’alta muntanya, de boscos caducifolis, d’aigües continentals, de litoral, i de coves i avencs. Està en contacte amb les mediterrànies, l’alta muntanya, els boscos caducifolis i el litoral.

7

Les adaptacions animals i vegetals als fenòmens següents són: Fred. Hi ha arbres que perden les fulles per sobreviure durant l’estació freda i altres que tenen substàncies anticongelants a la saba o arrels o llavors resistents al fred per viure desprès de les nevades. Per la seva banda, els animals cauen en letargia, tenen un aïllament tèrmic en forma de capa de greix i pelatge dens, migren a zones més adequades o construeixen caus aïllats. Exemple de bioma: els boscos caducifolis i la taigà. Sequera. Hi ha arbres que perden les fulles durant l’estació seca per resistir la calor i la manca d’aigua; tenen les arrels llargues. També hi ha plantes herbàcies amb un període de repòs estiuenc. Alguns animals, com els grans herbívors, emprenen llargues migracions per buscar pastures durant els períodes de més sequera. Exemple de bioma: la sabana, les mediterrànies.

Aquestes modificacions tenen relació amb les condicions climàtiques (les condicions extremes dificulten els assentaments humans), amb els recursos naturals que ofereixen i amb les possibilitat tècniques i econòmiques del país en qüestió. El turisme força la urbanització massiva a les costes, que també són explotades per la indústria pesquera. Els creixements dels països desenvolupats crea la necessitat de nous terrenys per a noves indústries o per a zones de conreu o pastures. Els països del tercer món tenen menys recursos per a l’explotació de la zona on viuen i, per tant, les modificacions provocades per l’activitat humana passen més desapercebudes. Moltes vegades, aquests països no exploten els seus propis recursos, sinó que són els països més desenvolupats i amb mes recursos econòmics els que en treuen un benefici. 10 No, ja que els biomes vénen condicionats per la

dinàmica interna i externa de la Terra, que determinen el clima, el sòl i els éssers vius que hi viuen; per tant, si actualment hi hagués una única massa de Terra, Pangea, els biomes no serien els mateixos.

Calor. En casos extrems, hi ha plantes que tenen la capacitat d’emmagatzemar aigua; tenen fulles molt petites o convertides en punxes (per exemple, els cactus). Hi ha animals amb reserves d’aigua i nutrients o amb conductes determinades per evitar la pèrdua d’aigua. Exemple de bioma: desert.

90


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 91

Control unitat 3

1

Observa el mapa i contesta les preguntes:

Nom:

a Quin bioma està representat? b Explica les característiques del clima i el sòl d’aquest bioma. c Quines adaptacions han de presentar les plantes per viure en aquest bioma? d Quins animal hi viuen? e Quines activitats antròpiques s’hi desenvolupen?

2

Defineix bioma. Quins factors determinen un bioma?

3

Esmenta els biomes de la Terra. Quin és el bioma majoritari a Catalunya?

4

Quina diferència hi ha entre el marc geològic del desert del Sàhara i el de la selva amazònica.

5

Quins factors determinen la vida als mars i als oceans?

6

Situa els següents organismes en el bioma que els correspongui: goril·la, ós polar, dromedari, marmota, cactus, cranc albí, porc senglar, gramínia, musclo, planta enfiladissa, truita, catxalot, conífera i girafa.

7

Fes una classificació dels organismes de l’exercici anterior, segons les següents adaptacions: sequera, manca de llum, fred, grans profunditats, adaptacions a més d’un medi. Escull dues adaptacions i explica-les.

8

Relaciona aquestes paraules en un mapa de conceptes i desprès escriu la informació que reflecteix el mapa: la dinàmica interna i externa de la Terra, sòl, clima, éssers vius, bioma.

9

Esmenta i argumenta quins són els biomes més afectats per l’activitat humana.

10

Proposa almenys 7 mesures que tu podries fer per evitar la modificació dels biomes.



02 guia ESO4 BiG

3/7/08

17:15

Página 92


1

a Les mediterrànies.

3

b El clima mediterrani és una transició entre el clima temperat típic de les boscanes decídues i el tropical sec. Es caracteritza per aquests aspectes: – Una sequera estival més o menys llarga, que coincideix amb l’època calorosa.

El mediterrani.

– La gran variabilitat interanual de les precipitacions. – Els estius calorosos i els hiverns frescos o moderadament freds.

4

Les condicions de calor i sequedat estiuenques són semblants a les de zones subtropicals desèrtiques veïnes, mentre que les condicions hivernals són semblants a les de latituds més fredes i humides. Respecte al sòl, el bioma mediterrani és fràgil a causa de la combinació de sòls relativament pobres en nutrients, amb una capa d’humus bastant escassa, i pluges torrencials, que fan que qualsevol transformació provoqui la progressiva degradació del medi. c Hi ha alguns éssers vius que s’adapten al bioma mediterrani mitjançant diferents mecanismes. Per exemple:

5

Els factors més importants que determinen la vida als oceans són la llum que hi arriba del Sol, la pressió de l’aigua, la profunditat, la salinitat, la temperatura, la transparència de l’aigua i la presència humana.

6

goril·la: selva ós polar: tundra

– plantes herbàcies, amb un període de repòs estiuenc durant el qual s’assequen.

dromedari: desert

d En general, hi ha representants de tots els grups d’animals. Concretament, a la conca mediterrània hi ha nombrosos grups d’invertebrats, com insectes i cucs, i de vertebrats, com rèptils, amfibis, ocells (tant autòctons com migratoris que hi fan estades) i mamífers.

marmota: praderia

e Els humans tenen una llarga història a les zones de bioma mediterrani. Aquestes zones han estat modificades per l’activitat agrícola i ramadera des de molt antic, amb tales de boscos, construcció de marges, etc. Es veuen sovint afectades per incendis periòdics, molts dels quals són deguts a l’activitat humana. Aquest fet obliga que els ecosistemes s’estiguin regenerant sovint.

musclo: litoral

cactus: desert cranc albí: coves i avencs porc senglar: bosc caducifoli gramínia: mediterrània, sabana planta enfiladissa: selva truites: llacs i rius cataxalot: mars i oceans conífera: taigà girafa: sabana 7

2

Respecte al marc geològic, les diferències entre el desert del Sàhara i la selva amazònica es redueixen a les temperatures, la pluviositat, la humitat i el tipus de sòl. El desert del Sàhara està sotmès a temperatures extremes i a una gran oscil·lació tèrmica diària (fins a 70 ºC de diferència entre el dia i la nit) i anual, poques precipitacions i un sòl nu. En canvi, les selves es caracteritzen per un clima humit, xafogós i plujós. El sòl de les selves acostuma a ser pobre, ja que la vegetació exuberant que els caracteritza fa que la majoria dels nutrients formin part dels éssers vius, sense que arribin a acumular-se al sòl; en canvi, s’acumula una gran quantitat d’humus.

– plantes amb arrels llargues per obtenir aigua durant l’època seca; – plantes amb fulles resistents a la calor i al fred, algunes de caduques i altres de perennes;

Els principals biomes de la biosfera terrestre són els boscos (caducifolis i les selves), la sabana, el desert, la praderia, la taigà, la tundra i el domini antàrtic, les mediterrànies, els mars i els oceans, les aigües continentals (rius i llacs), el litoral, les coves i avencs i l’alta muntanya.

Un bioma o àmbit bioclimàtic és una zona de la Terra amb un clima característic on es desenvolupen comunitats específiques d’éssers vius, que formen ecosistemes molt diversos. El clima i el sòl, que al seu torn determinen els éssers vius que hi habitaran.

Sequera: dromedari, cactus, girafa, gramínia Manca de llum: cranc albí, planta enfiladissa Fred: ós polar, catxalot Grans profunditats: catxalot Adaptacions a més d’un medi: musclo


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 93

Solucionari Control unitat 3 Resposta model: Sequera. Les plantes poden presentar fulles resistents a la calor i petites (de vegades modificades a espines) per evitar la pèrdua d’aigua; alguns arbres perden les fulles durant l’estació seca per tal de resistir la calor i la manca d’aigua; hi ha plantes amb reserves d’aigua, ja sigui a la tija o a les arrels, que són molt llargues i ramificades per trobar la humitat del sòl. Els animals presenten estructures modificades per tal d’emmagatzemar aigua i nutrients, com els camell i els dromedaris; alguns animals presenten determinats comportaments que eviten pèrdues innecessàries d’aigua: s’enterren a la sorra, entren en letargia durant els períodes més calorosos o migren a altres lloc on les condicions són millors. Fred. Algunes plantes presenten substàncies anticongelants a la saba que eviten la seva mort a l’hivern. Els animals poden presentar aïllament tèrmic en forma de capes de greix i densos pelatges, altres migren a la recerca de pastures, i altres hivernen per resistir el fred, com l’ós, o construeixen caus aïllats del fred, com erminis i castors. 8

dinàmica interna i externa de la Terra

sòl

clima

bioma

éssers vius

Sabana. S’hi ha desenvolupat l’espècie humana, que ha utilitzat els terrenys per a la caça, la pesca i la recol·lecció. Actualment, però, a causa de les dures condicions de vida que suposa, hi ha hagut una migració des d’aquests indrets cap a les ciutats. Praderies. Són zones de sòl molt fèrtil, la qual cosa fa que estiguin molt explotades per l’ésser humà (conreus i ramaderia). Tundra i domini antàrtic. Les persones hi viuen de la cacera i la pesca. El turisme i la cacera de determinats animals pot alterar les condicions d’aquest bioma. Mediterrànies. El clima benigne d’aquest bioma ha fet que s’hi desenvolupessin cultures humanes molt diverses. Han estat modificades per adaptar-les a la ramaderia i a l’agricultura. Hi ha hagut gran tala de boscos per aprofitar la fusta i també grans incendis provocats per l’activitat humana. Aigües salades. L’home aprofita els recursos que proporcionen els mars i els oceans mitjançant la pesca. En molts casos es dóna sobreexplotació. Aigües dolces. L’home ha modificat els rius i els llacs amb la construcció de preses i canals i amb l’aprofitament de l’energia hidràulica. La contaminació de les aigües és un greu problema en les zones més poblades. Costes. El litoral és un dels biomes més explotats des de molt antic. La presència humana provoca una forta degradació ambiental: explotació turística abusiva i urbanització desmesurada, sobreexploració de recursos naturals com la pesca, reducció de pesqueres litorals que depenen d’aportaments nutritius dels rius, etc. 10 1 Utilitzar carro o cistell, quan anem a comprar,

La dinàmica interna de la Terra i la dinàmica externa de la Terra determinen el sòl i el clima, que al seu torn determinen el tipus d’éssers vius que habiten en una zona. Els éssers vius, a més de modificar i contribuir a la formació del sòl, conjuntament amb el clima, formen els biomes que, per tant, són el resultat de la dinàmica interna i externa de la Terra. 9

Bosc caducifoli. Tala no sostenible d’arbres per a la generació de conreus i pastures i per a la construcció d’indústries. Selva. La seva explotació és força recent, ja que es tracta d’un hàbitat poc favorable per viure-hi i desenvolupar-s’hi. En els darrers anys s’hi han fet tales massives per aprofitar els terrenys com a conreus i pastures.


per evitar agafar les bosses dels supermercats. 2 Reduir els residus i evitar envasos petits i individuals. 3 Reciclar els residus en el contenidor corresponent. 4 Portar els residus que no es poden deixar als contenidors específics a la deixalleria. 5 Reutilitzar, per allargar la vida del producte el màxim possible. 6 Evitar els materials d’un sol ús (gots i plats de plàstic...). 7 No col·laborar en el tràfic d’espècies en perill d’extinció consumint productes d’aquests animals o plantes. 8 No comprar ni menjar peixos que no arribin a la mida establerta per la llei. 9 Evitar comprar productes del mar que hagin estat capturats per tècniques no selectives de pesca (com les xarxes).

Nom dels alumnes


Sap raonar mesures per evitar l’alteració dels biomes

Sap reconèixer els biomes més alterats per l’ésser humà

Sap fer un mapa de conceptes que inclogui una sèrie de paraules

Classifica i explica les adaptacions que presenten els éssers vius

Situa perfectament éssers vius dins el bioma corresponent

Sap quins factors determinen la vida als mars i als oceans

Diferenciaentre marc geològic desèrtic i selvàtic

Cita tots els biomes i reconeix el predominant a Catalunya

16:29

Defineix bioma i sap quins factors el determinen

3/7/08

Reconeix un bioma i respon preguntes relacionades


Control unitat 3


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 95

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 96

Continguts L’herència de les característiques biològiques. La cèl·lula. Teixits vegetals i animals. Òrgans, aparells i sistemes. El material genètic. Els cromosomes. La reproducció cel·lular: la mitosi. La formació de gàmetes: la meiosi. Valoració del mètode científic com a mètode per explicar el funcionament dels éssers vius. Interès per entendre els mecanismes de transmissió de la informació genètica. Actitud reflexiva i crítica davant dels problemes que poden comportar els avenços científics.

Objectius didàctics Identificar la unitat funcional dels éssers vius i les seves característiques. Diferenciar entre cèl·lula procariota i eucariota, i reconèixer els seus orgànuls i estructures. Definir els conceptes teixit, òrgan, aparell i sistema, i enumerar exemples. Reconèixer els teixits vegetals a partir de l’observació d’una fotografia. Definir els termes caràcter hereditari (o genètic), cromosoma i codi genètic. Descriure el procés de flux d’informació des del DNA fins a les proteïnes. Completar preguntes sobre un cariotip humà. Ordenar una seqüència de dibuixos sobre la mitosi i descriure les seves fases. Descriure la funció principal de la mitosi i respondre una pregunta relacionada. Ordenar una seqüència de dibuixos sobre la meiosi i descriure les seves fases. Llegir un text sobre la meiosi i respondre preguntes que hi estan relacionades. Compltar preguntes sobre la formació de gàmetes en l’home i la dona. Completar preguntes sobre la descendència d’una cèl·lula. Elaborar un text a partir d’una il·lustració sobre la transmissió de la informació en els éssers vius. Completar preguntes sobre els cromosomas de diversos éssers vius.

96


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 97

Competències bàsiques COMPETÈNCIA COMUNICATIVA LINGÜÍSTICA I AUDIOVISUAL Consideració del llenguatge com a objecte d’observació i anàlisi. COMPETÈNCIA ARTÍSTICA I CULTURAL Aplicació d’habilitats de pensament divergent i de treball col·laboratiu. TRACTAMENT DE LA INFORMACIÓ I COMPETÈNCIA DIGITAL Transformació de la informació en coneixement. Ús de les TIC (coneixement i domini d’habilitats tecnològiques bàsiques).

4

La cèl·lula i el material genètic

COMPETÈNCIA MATEMÀTICA Aplicació d’alguns algoritmes de càlcul o elements de la lògica. Disposició favorable i de progressiva seguretat i confiança vers la informació i les situacions (problemes; incògnites, etc.) que contenen elements i suports matemàtics. COMPETÈNCIA D’APRENDRE A APRENDRE Consciència del que es pot fer amb ajuda d’altres persones o recursos. COMPETÈNCIA D’AUTONOMIA I INICIATIVA PERSONAL Lideratge de projectes, que inclouen la confiança en un mateix, l’empatia, l’esperit de superació, les habilitats per al diàleg i la cooperació, l’organització de temps i tasques, la capacitat d’afirmar i defensar drets o l’assumpció de riscos. COMPETÈNCIA EN EL CONEIXEMENT I LA INTERACCIÓ AMB EL MÓN FÍSIC Utilització de valors i criteris ètics associats a la ciència i al desenvolupament tecnològic. COMPETÈNCIA SOCIAL I CIUTADANA Comprensió que no tota posició personal és ètica, si no està basada en el respecte a principis o valors universals com els que conté la Declaració dels Drets Humans. Valoració de les diferències i reconeixement de la igualtat de drets entre els diferents col·lectius, en particular, entre homes i dones.

Criteris d’avaluació Identificar mitjançant un dibuix esquemàtic d’un bacteri, d’una cèl·lula animal i d’una cèl·lula vegetal, les diferents parts que les componen, i explicar les funcions de les diferents estructures i orgànuls cel·lulars representats. Tenir criteri per diferenciar una cèl·lula animal d’una cèl·lula vegetal. Diferenciar i saber posar exemples de cèl·lules procariotes i de cèl·lules eucariotes. Determinar les diferències i les semblances entre teixits, òrgans, aparells i sistemes, i posar exemples de cadascun. Explicar els diferents teixits animals i vegetals. Escriure un text coherent a partir d’unes paraules donades. Saber descriure el procés de formació de les proteïnes mitjançant un dibuix esquemàtic. Identificar i descriure la mitosi i la meiosi. Aplicar correctament els resultats de la mitosi i meiosi, a partir d’un exemple donat. Reconèixer la importància de la meiosi en el procés de formació de les gàmetes. Tenir habilitat per relacionar el fenomen de variabilitat genètica amb la meiosi.


97

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 98


4

Els cromosomes

www.xtec.es/~jgurrera/croms ma.htm nucli

Els cromosomes

Els cromosomes sexuals

El material genètic es plega i s’empaqueta i forma els cromosomes. Els cromosomes són formats per cadenes de DNA, on hi ha la informació genètica, i per proteïnes que en garanteixen l’estabilitat i la funcionalitat. Els cromosomes són molt més compactes i permeten que el material genètic ocupi menys espai.

Una de les característiques biològiques determinades per l’herència és el sexe. De les 23 parelles de cromosomes de l’espècie humana, n’hi ha 22 que són iguals en la dona i en l’home (numerats de l’1 al 22 en ordre decreixent de mida) i hi ha una sola parella diferent, els cromosomes sexuals, anomenats X i Y. La dona té dos cromosomes sexuals iguals (XX), mentre que l’home els té diferents (XY). Aquesta diferència cromosòmica, que reflecteix la presència d’una informació diferent en el material genètic dels cromosomes X i Y, determina el sexe dels individus.

cromosoma

Les cèl·lules eucariotes tenen uns quants cromosomes en forma de barra, situats a l’interior del nucli. cèl·lula plegament del DNA

Les cèl·lules procariotes, en canvi, només tenen un cromosoma circular que es troba lliure a l’interior de la cèl·lula. Els cromosomes només es poden observar amb claredat durant la divisió cel·lular.

proteïnes

El nombre de cromosomes

nucleòtids DNA (doble hèlix)

Esquema del plegament del DNA per formar un cromosoma

Què tenen en comú un espermatozoide i un parameci?

El nombre de cromosomes és característic de cada espècie. Els humans, per exemple, en tenim 46; els ximpanzés, 48; els cavalls, 64, i les faveres, 12. Tots els éssers vius pluricel·lulars tenen els cromosomes repetits per parelles: un dels cromosomes de cada parell prové de la mare i l’altre, del pare. Per això els fills hereten característiques dels dos progenitors. Els cromosomes iguals s’anomenen cromosomes homòlegs.

El cariotip Per identificar tots els cromosomes d’una cèl·lula, aquests s’ordenen i es classifiquen segons un patró estàndard. La descripció de la dotació cromosòmica d’un organisme d’acord amb el nombre, la mida i la forma dels cromosomes de les seves cèl·lules s’anomena cariotip. Hi ha síndromes humanes degudes a anomalies cromosòmiques, les quals es poden detectar amb un cariotip. La síndrome de Down, per exemple, és deguda a la presència de tres cromosomes 21 en lloc dels dos homòlegs habituals.

S’han trobat alguns bacteris el cromosoma dels quals no és circular, sinó lineal, i d’altres que tenen més d’un cromosoma. Però són excepcions particulars a la norma general.

El mot cromosoma significa textualment “matèria acolorida”, perquè és relativament fàcil tenyir-los específicament amb determinats colorants.

També hi ha éssers vius triploides (3n), tetraploides (4n), hexaploides (6n), etc. Moltes varietats de plantes conreades són tetraploides, les quals produeixen fruits més grossos que els normals.

a

Segons els jocs de cromosomes homòlegs que té cada cèl·lula o ésser viu, aquests es classifiquen en dos grups: • Diploides, si tenen dos jocs de cromosomes en cada nucli cel·lular. Per exemple, a les cèl·lules humanes hi ha dos jocs de cromosomes homòlegs. Cada joc és format per n = 23 cromosomes. Per tant, la dotació completa de cromosomes de l’espècie humana és 2n = 46 cromosomes. • Haploides, si només tenen un joc de cromosomes en cada nucli cel·lular. Per exemple, els paramecis, que són uns protozous, i els gàmetes humans són haploides.

b

Espermatozoide humà

Parameci

Cromosoma observat amb un microscopi electrònic

3

2

1

6

7

13

14

19

20

16

15

21

5

4

11

10

9

8

17

12

18

Quin d’aquests cariotips representa un home i quin representa una dona?

22 X

X

110

111

Pàgines 110-111

Construeix un cariotip

Procediment:

Per identificar tots els cromosomes d’una cèl·lula, aquests s’ordenen i es classifiquen segons un patró estàndard. La descripció de la dotació cromosòmica d’un organisme d’acord amb el nombre, la mida i la forma dels cromosomes de les seves cèl·lules s’anomena cariotip.

Observa la imatge següent dels cromosomes d’una cèl·lula, retalla cadascun dels cromosomes i construeix el cariotip segons les explicacions donades anteriorment.

Així, ja saps que un cariotip d’una cèl·lula humana és una composició fotogràfica dels 23 parells de cromosomes, ordenats segons un patró estàndard. En un cariotip humà, dels 23 parells de cromosomes, un parell corresponen als cromosomes sexuals, i els cromosomes restants s’anomenen autosomes. En un cariotip trobem el conjunt de característiques que permeten reconèixer la dotació cromosòmica d’una cèl·lula.

• A quin organisme pertanyen aquests cromosomes? Raona la resposta.

Per a l’ordenació dels cromosomes en 23 parells, cal tenir en compte certes característiques, com la posició del centròmer (regió dels cromosomes amb una estructura i seqüència d’ADN especifica per on contacten les dues cromàtides, una de les dues cadenes idèntiques de DNA, i que té un rol important en el procés de divisió cèl·lular), la longitud del cromosoma o la longitud del braç, entre d’altres. Un cop els cromosomes estan agrupats en parelles, s’ordenen per la mida (decreixent); si tenen la mateixa mida, llavors t’has de fixar en la posició del centròmer.

98

Ara, contesta:

• A quin tipus de cèl·lula podria correspondre aquest cariotip? Raona la resposta. • Segons el cariotip, com es pot identificar el sexe d’aquest individu? Raona la resposta. • Identifiques alguna anomalia cromosòmica en el cariotip? Raona la resposta. • Quines utilitats biològiques presenta l’elaboració d’un cariotip? • Ara intenta fer un cariotip amb una imatge real del cromosomes d’un individu:


3/7/08

16:29

Página 99


4

La reproducció cel·lular: la mitosi

La reproducció cel·lular

En les plantes, la cèl·lula espermàtica es localitza dins el gra de pol·len.

En el cas dels éssers vius més senzills, com els bacteris, la transmissió de la informació genètica del bacteri mare als descendents és molt simple. El procés de reproducció s’anomena bipartició i segueix els passos següents:

2 Seguidament, el bacteri es divideix en dues meitats de tal manera que cada bacteri fill hereta un dels cromosomes.

La conservació de la informació durant la mitosi

Esquema de la bipartició d’un bacteri

La mitosi és el procés de reproducció cel·lular que assegura el repartiment equitatiu del material genètic i també de tots els orgànuls cel·lulars.

Abans de començar la mitosi, al final de la interfase, les cadenes de DNA es copien i es dupliquen. El DNA es manté una mica desplegat, cosa que n’afavoreix el funcionament. Durant la mitosi, en canvi, cal que estigui ben compactat per evitar que es trenqui. La mitosi consta de quatre fases: Quina és la cèl·lula reproductora masculina de les plantes?

• Profase. El DNA s’empaqueta, es plega i forma els cromosomes pròpiament dits. • Metafase. La membrana que envolta el nucli es trenca. Els cromosomes se situen en un pla, al mig de la cèl·lula.

Fong unicel·lular (llevat de cervesa) reproduint-se per gemmació

cromosomes homòlegs

La meiosi és el procés pel qual un tipus de cèl·lula específic dóna lloc a quatre cèl·lules filles, cada una de les quals té la meitat de cromosomes que tenia la cèl·lula mare. En el cas dels humans, per exemple, si una cèl·lula qualsevol té 2n = 46 cromosomes, cal que els gàmetes tinguin n = 23 cromosmes. Així, en ajuntar-se dos gàmetes, es recuperarà el nombre propi de l’espècie ([n = 23] + + [n = 23] = [2n = 46]).

Si durant la reproducció sexual s’unissin dues cèl·lules qualssevol, una del progenitor masculí i l’altra del femení, cadascuna amb tots els seus cromosomes, el descendent tindria el doble de cromosomes que els seus progenitors, i els seus descendents en tindrien el doble, etc. Per evitar-ho, cal que els gàmetes tinguin exactament la meitat de material hereditari que el progenitor, de tal manera que, en ajuntar-se dos gàmetes, l’individu resultant recuperi el nombre correcte de cromosomes, propi de la seva espècie. Per això, els organismes pluricel·lulars disposen de parelles de cromosomes homòlegs. El procés que redueix a la meitat el nombre de cromosomes durant la formació dels gàmetes s’anomena meiosi.

• Anafase. Les dues còpies de cada cromosoma se separen i migren cap a pols oposats de la cèl·lula. La separació i la migració simultània asseguren que les dues cèl·lules filles rebin exactament el mateix nombre i tipus de cromosomes.

cèl·lules sexuals masculines resultants

• Telofase. Es forma una nova membrana nuclear al voltant dels cromosomes fills, que s’han agrupat en pols oposats de la cèl·lula. La membrana cel·lular experimenta una estrangulació i la cèl·lula es divideix en dues parts.

mitosi

material genètic de la cèl·lula inicial

La meiosi

Les persones, així com la majoria d’éssers vius pluricel·lulars, provenen de la unió de dues cèl·lules sexuals o gàmetes, una del progenitor masculí i l’altra del femení. Pel que fa a la cèl·lula masculina, en el cas dels animals es diu espermatozoide i en el cas de les plantes superiors, cèl·lula espermàtica. La cèl·lula femenina s’anomena òvul.

La conservació de la informació durant la meiosi

Cèl·lula d’una arrel de ceba en mitosi

La mitosi

En les cèl·lules eucariotes, la reproducció cel·lular és més complexa, ja que el seu material genètic conforma diversos cromosomes localitzats dins el nucli, els quals s’han de repartir de manera equitativa entre les cèl·lules filles. Si alguna de les cèl·lules filles no rebés algun dels cromosomes, li faltaria una part de les instruccions necessàries per al seu funcionament i podria morir. De la mateixa manera, si una de les cèl·lules filles rebés més cromosomes del compte, tindria algunes instruccions repetides, la qual cosa, generalment, també en provocaria la mort.

La formació de les cèl·lules sexuals

Els gàmetes tenen unes característiques molt concretes, com ara la gran mobilitat que presenten els espermatozoides o la gran quantitat de substàncies de reserva que contenen els òvuls. El procés de formació dels gàmetes s’anomena gametogènesi.

1 El cromosoma de la cèl·lula mare es duplica i forma dos cromosomes idèntics. cèl·lules filles

4

La formació de gàmetes: la meiosi

En quina fase de la mitosi es troba aquesta cèl·lula?

Una de les propietats bàsiques dels éssers vius i de les cèl·lules que en formen part és la seva capacitat de reproducció, és a dir, la capacitat de formar altres éssers vius o altres cèl·lules semblants a ells mateixos.

cèl·lula germinal

Altres formes de reproducció cel·lular duplicació del material genètic

Hi ha altres processos de reproducció que també asseguren la repartició equitativa del material genètic, però no la dels orgànuls cel·lulars:


0 Interfase

1 Profase

2 Metafase

3 Anafase

4 Telofase

(al final de la interfase es duplica el material genètic)

Esquema de les fases de la mitosi d’una cèl·lula amb dos parells de cromosomes homòlegs

• Gemmació. Durant la gemmació es formen dues cèl·lules filles, una de les quals és bastant més grossa que l’altra. Els llevats es reprodueixen per gemmació. • Esporulació. Durant l’esporulació es formen diverses cèl·lules filles, anomenades espores, bastant més petites que l’original. Les espores són resistents a condicions ambientals adverses.

recombinació

cèl·lula sexual femenina*

La meiosi inclou dues divisions cel·lulars consecutives. Abans de la primera divisió cel·lular, el DNA es duplica. • Meiosi I. Durant la primera divisió cel·lular es formen dues cèl·lules filles, cadascuna de les quals hereta exactament la meitat de cromosomes de la cèl·lula mare i conserva només un dels dos cromosomes homòlegs. Abans de separar-se, els cromosomes homòlegs poden bescanviar part de la seva informació i originar noves combinacions. • Meiosi II. Durant la segona divisió cel·lular, cada cèl·lula filla genera dues cèl·lules filles més. Cada cop que tenen lloc la meiosi i la mitosi, el DNA es duplica, procés durant el qual es poden produir errors, coneguts amb el nom de mutacions. http://iibce.edu.uy/uas/biomo lec/meios.htm

La reproducció sexual afavoreix la variació genètica Durant la reproducció sexual es genera una gran quantitat de variació genètica. Aquesta variació s’aconsegueix de tres maneres diferents: – En combinar-se de diferents maneres els cromosomes paterns i materns.

zigots possibles**

**quatre de les setze possibilitats totals

cèl·lula mare

DNA

FECUNDACIÓ

02 guia ESO4 BiG

– En bescanviar-se informació els cromosomes homòlegs durant la meiosi. – En produir-se mutacions.

Espores de falguera

http://lacelula.udl.es/practic/p% C3%A1ginas/mitosi.htm#

MEIOSI I

www.biologia.arizona.edu/c Ell/tutor/mitosis/cells3.html

112

*altres possibilitats de cèl·lula femenina

MEIOSI II

Esquema de la formació dels gàmetes masculins per meiosi d’una cèl·lula amb un parell de cromosomes homòlegs. Unió amb una cèl·lula sexual femenina i possibles zigots resultants

113

Pàgines 112-113

Què es veu en aquestes fotografies?

114

115

Pàgines 114-115

Visita al CosmoCaixa: El món de la cèl·lula II

Exposició de la cèl·lula i el DNA

Es proposa fer una visita al CosmoCaixa de Barcelona i realitzar l’activitat: El món de la cèl·lula. En aquest taller es pretén que l’alumnat pugui descobrir experimentalment què és una cèl·lula, la seva morfologia i la seva funcionalitat.

Es tracta d’organitzar entre tota la classe un conjunt d’activitats relacionades amb els continguts treballats a la unitat 4, amb la finalitat de realitzar una exposició a l’escola.

Els alumnes aprendran a manipular el microscopi i a fer preparacions senzilles. L’observació de diverses preparacions els ajudarà a descobrir la complexitat de la unitat fonamental de la vida, els diferents orgànuls que la componen i les funcions vitals que desenvolupen. Aquest taller es presenta adaptat en dos blocs: El món de la cèl·lula I, per a 5è i 6è de primària, i El món de la cèl·lula II, per a ESO Durada de l’activitat: 1 h 45 min. Preu: 78 € / grup classe (inclou Visita al Museu). Informació de reserves:

Per realitzar l’exposició s’han de fer 8 grups. Les activitats i el nombre d’alumnes recomanats per grup es disposen a la següent taula:

tema

alumnes recomanats

GRUP 1

Cèl·lula animal

2

GRUP 2

Cèl·lula vegetal

2

GRUP 3

Cèl·lula procariota

2

GRUP 4

Orgànuls cel·lulars

6

GRUP 5

Pòster: mitosi

3

GRUP 6

Pòster: meiosi

3

GRUP 7

Pòster: el codi genètic

2

GRUP 8

Model de DNA

4

CosmoCaixa de Barcelona c/ Teodor Roviralta, 47-51, Barcelona

GRUP 1: CÈL·LULA ANIMAL

Telèfon: 93 212 60 50 · Fax: 93 253 74 73

Material:

[email protected]

Plastilina de colors Escuradents Cartolina A4 blanca Retolador Procediment: Es farà el model de la cèl·lula animal seguint el model proposat pel llibre i si és necessari es complementarà la informació amb altres fonts. Es modelaran les diferents plastilines a fi de representar la cèl·lula animal, els seus orgànuls i les seves parts. Una vegada realitzat el model, s’assenyalaran les diferents estructures cel·lulars i orgànuls cel·lulars amb trossets de cartolina enganxats als escuradents.


99

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 100

Unitat 4 Recursos didàctics GRUP 2: CÈL·LULA VEGETAL Material: Plastilina de colors Escuradents Cartolina A4 blanca Retolador Procediment: Es farà el model de la cèl·lula vegetal seguint el model proposat pel llibre i si és necessari es complementarà la informació amb altres fonts. Es modelaran les diferents plastilines a fi de representar la cèl·lula vegetal, els seus orgànuls i les seves parts. Una vegada realitzat el model, s’assenyalaran les diferents estructures cel·lulars i orgànuls cel·lulars amb trossets de cartolina enganxats als escuradents.

Cada orgànul s’ha de realitzar de manera que es pugui veure l’interior. Els escuradents, la cartolina i els retoladors s’utilitzaran per assenyalar les diferents parts de cada orgànul. A més, cada orgànul ha de tenir un rètol que pugui explicar la funció que realiza a dins de la cèl·lula. Els orgànuls que s’han de realitzar són: – ribosomes; – reticle endoplasmàtic rugós; – reticle endoplasmàtic llis; – aparell de Golgi; – lisosomes; – vacúols; – mitocondris; – cloroplasts.

GRUP 3: CÈL·LULA PROCARIOTA

GRUP 5: PÒSTER MITOSI

Material:

Material:

Plastilina de colors

Cartolina blanca A3

Escuradents

Retoladors

Cartolina A4 blanca

Llana d’un color

Retolador

Agulla per cosir la llana a la cartolina

Procediment:

Procediment:

Es farà el model de la cèl·lula procariota seguint el model proposat pel llibre i si és necessari es complementarà la informació amb altres fonts. Es modelaran les diferents plastilines a fi de representar la cèl·lula procariota, els seus orgànuls i les seves parts. Una vegada realitzat el model, s’assenyalaran les diferents estructures cel·lulars i orgànuls cel·lulars amb trossets de cartolina enganxats als escuradents.

Amb la referència de la imatge que surt al llibre de la mitosi i la informació que els alumnes consultin en altres fonts, es farà un pòster en una cartolina blanca explicant cadascuna de les fases de la mitosi. Els cromosomes s’hauran de realitzar cossint la llana a la cartolina.

GRUP 4: ORGÀNULS CEL·LULARS Material: Plastilina de colors Escuradents Cartolina A4 blanca Retoladors Procediment: Cada alumne/a del grup haurà de buscar la informació necessària per tal de poder realitzar amb detall els orgànuls dels diferents tipus de cèl·lules.

100


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 101

Recursos didàctics Unitat 4 GRUP 6: PÒSTER MEIOSI Material: Cartolina blanca A3 Retoladors Llana d’un color Agulla per cosir la llana a la cartolina Procediment: Amb la referència de la imatge que surt al llibre de la meiosi i la informació que els alumnes consultin en altres fonts, es farà un poster en cartolina blanca explicant cadascuna de les fases. Els cromosomes s’hauran de realitzar cosint la llana a la cartolina. GRUP 7: EL CODI GENÈTIC Material: Cartolina A3 Retoladors Procediment: Seguint l’explicació que apareix al llibre i la informació que els alumnes considerin oportuna, s’ha d’elaborar un pòster explicatiu del flux d’informació del DNA fins a les proteïnes. GRUP 8: MODEL DE DNA Material: 180 cm de filferro gruixut (tallat en trossos de 45 cm) 150 cm de filferro prim (tallat en trossos de 15 cm) Fullola de fusta (peu) (25 x 20 cm) 1 cartolina A4 blanca Paper adhesiu per folrar de color vermell Pega

col·locar en forma de doble hèlix separades una certa distància (15 cm) i es fixaran a la fullola (peu). Arribats a aquest punt s’hauran de representar les bases nitrogenades adenina (A), timina (T), citosina (C) i guanina (G), que mantenen unides les cadenes de DNA. S’ha de tenir en compte que l’adenina encaixa amb la timina i la citosina amb la guanina, com dues peces d’un trenclaclosques. Per realitzar les bases s’utilitzarà la cartolina, es retallaran rectangles iguals de 6 x 2 cm. Cada rectangle representarà dues bases nitrogenades, de manera que cadascuna es diferenciarà de l’altra perquè es pintaran (de moment només una cara del rectangle) de colors diferents i la unió entre les dues tindrà un contorn diferent però que faci encaixar la A amb la T, i la C amb la G. Una vegada es tenen els rectangles pintats per una cara s’enganxaran a la zona central d’un tros de filferro prim d’uns 10 cm, que després col·locarem entre les dues cadenes de DNA. Abans de col·locar-lo definitivament, farem un rectangle idèntic, amb les bases pintades que situarem a l’altra cara del rectangle del filferro que no havíem pintat. Aquesta operació la farem 10 vegades, de manera que entre cada parella de bases hi hagi una distància de 5 cm. PÀGINES WEB COMPLEMENTÀRIES Informació complemetària per a l’exposició: http://ca.wikipedia.org/wiki/Portada

Procediment:

www.xtec.es/~jgurrera/index.htm

Els alumnes que formin part d’aquest grup hauran de buscar informació sobre l’estructura tridimensional del DNA, quins components en formen part i com es disposen.

http://usuarios.lycos.es/cursoseso/celula_2.html

El filferro s’haurà de tallar en 4 trossos de la mateixa mesura (45 cm). Una vegada tallats, els alumnes els col·locaran paral·lels per parelles i separats una distància d’uns 10 cm; posteriorment, cada parella es folrarà amb el paper adhesiu de color vermell, de forma que quedi unida entre si. El resultats seran dues estructures rectangulars que simularan la doble cadena de DNA (tal com mostra la fotografia); per tant, les haurem de


www.xtec.es/recursos/flash/galeria/naturals/meiosi /meiosi.swf www.biologia.edu.ar/animaciones/in-ciclocelular.htm http://es.geocities.com/terrabis2002/celula_3.html www.aulatres.net/moodle/mod/resource/index.php ?id=29 http://es.geocities.com/cnaturals2003/genetica.htm

101

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 102

Unitat 4 Solucionari Paret cel·lular. Matriu extracel·lular de bacteris, fongs, algues i plantes. És una capa rígida que es localitza a l’exterior de la membrana plasmàtica i actua com a compartiment cel·lular intervenint en totes les relacions de la cèl·lula amb l’entorn. A més a més, la paret cel·lular protegeix els continguts de la cèl·lula, dóna rigidesa a l’estructura cel·lular i, en el cas dels fongs i plantes, defineix l’estructura i confereix suport als teixits.


Pàgina 102 1

La cèl·lula és la unitat estructural i funcional dels éssers vius. Les cèl·lules són capaces de realitzar totes les funcions vitals (nutrició, relació i reproducció).

2

Resposta model:

Centrosoma. Orgànul exclusiu de les cèl·lules animals. Està format per dos cilindres (centríols) disposats en paral·lel envoltats per microtúbuls disposats radialment que en conjunt formen l’àster. Intervé en la divisió cel·lular repartint equitativament els cromosomes; del centrosoma deriven totes les estructures constituïdes per microtúbuls (cilis, flagels, fus acromàtic i citosquelet).

Ribosomes. Estructures petites, que es poden trobar lliures pel citoplasma o bé enganxats en el reticle endoplasmàtic rugós. No estan limitats per membrana. Intervenen en síntesi de proteïnes. Reticle endoplasmàtic. Cavitats aplanades, amb la mateixa estructura que la membrana cel·lular. Es troben unides al nucli. Intervé en la síntesi de proteïnes i lípids, i emmagatzema i transporta certes substàncies d’un punt a un altre de la cèl·lula. Pot presentar dos aspectes:

3

– Reticle endoplasmàtic rugós: la superfície és coberta de multitud de ribosomes.

En les cèl·lules eucariotes el material genètic es localitza a l’interior del nucli cel·lular i en les cèl·lules procariotes es troba lliure a l’interior del citoplasma.

– Reticle endoplasmàtic llis: és lliure de ribosomes. Aparell de Golgi. Cavitats planes formades per membranes. Aquestes cavitats planes estan disposades les unes sobre les altres. Al voltant hi ha vesícules que s’han desprès de l’aparell de Golgi. Emmagatzema i transporta substàncies cap a l’exterior de la cèl·lula. Lisosomes. Petites vesícules que contenen substàncies (enzims digestius) que intervenen en la digestió dels compostos que entren a la cèl·lula, i també intervenen en la destrucció dels orgànuls cel·lulars que van envellint. Vacúols. Cavitats envoltades per una membrana. Contenen aigua i substàncies de reserva. Emmagatzemen substàncies de reserva. Als animals els vacúols són petits i poc nombrosos. La cèl·lula vegetal jove té molts vacúols petits que augmenten de mida i es fusionen mentre la cèl·lula creix, fins a formar-se’n un de sol que ocupa una gran part del volum cel·lular. Mitocondris. Tenen forma allargada i arrodonida. Estan envoltats per una doble membrana: l’exterior és llisa i la interior té uns plecs anomenats crestes. Són els encarregats de dur a terme la reacció de respiració cel·lular. Cloroplasts. Estructures de forma ovalada, exclusius de les cèl·lules vegetals. Tenen dues membranes: una d’externa (llisa) i una d’interna (formada per làmines horitzontals on es forma la clorofil·la). S’encarreguen de la fotosíntesi.

102


Pàgina 102 4

Les cèl·lules tenen la capacitat de formar altres éssers vius o altres cèl·lules semblants a ells mateixos mitjançant diversos processos: la bipartició, que es dóna als bacteris; la mitosi, que es dóna a les cèl·lules somàtiques (no sexuals); la meiosi, que es dóna a les cèl·lules sexuals per formar gàmetes; la gemmació, que es dóna en els llevats, i l’esporulació, que es dóna en fongs, amebes, líquens, alguns tipus de bacteris, protozous esporòfits i en vegetals (especialment algues, molses i fagueres).

5

En les cèl·lules eucariotes no sexuals, el seu material genètic (els cromosomes de dins del nucli) es reparteix de manera equitativa entre les cèl·lules filles (mitosi). Les cèl·lules procariotes (com els bacteris) es reprodueixen per bipartició, de manera que cada una de les cèl·lules hereta una còpia del material genètic de la cèl·lula mare. En el procés de gemmació i esporulació també té lloc una repartició equitativa del material genètic, però no dels orgànuls cel·lulars. En la meiosi, que té lloc per formar cèl·lules sexuals, cada una de les quatre cèl·lules filles tindrà la meitat de cromosomes que la cèl·lula mare.


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 103


6

La formació de les cèl·lules sexuals o gàmetes (òvuls i espermatozoides) s’anomena gametogènesi. El procés que redueix a la meitat el nombre de cromosomes durant la formació dels gàmetes s’anomena meiosi. La meiosi és el procés pel qual un tipus de cèl·lula específic dóna lloc a quatre cèl·lules filles, cada una de les quals té la meitat de cromosomes que tenia la cèl·lula mare. En el cas dels humans, per exemple, si una cèl·lula qualsevol té 2n = 46 cromosomes, cal que els gàmetes tinguin n = 23 cromosmes. Així, en ajuntarse dos gàmetes, es recuperarà el nombre propi de l’espècie ([n = 23] + [n = 23] = [2n = 46]). La meiosi inclou dues divisions cel·lulars consecutives. Abans de la primera divisió cel·lular, el DNA es duplica. – Meiosi I. Durant la primera divisió cel·lular es formen dues cèl·lules filles, cadascuna de les quals hereta exactament la meitat de cromosomes de la cèl·lula mare i conserva només un dels dos cromosomes homòlegs. Abans de separar-se, els cromosomes homòlegs poden bescanviar part de la seva informació i originar noves combinacions. – Meiosi II. Durant la segona divisió cel·lular, cada cèl·lula filla genera dues cèl·lules filles més. Cada cop que tenen lloc la meiosi i la mitosi, el DNA es duplica, procés durant el qual es poden produir errors, coneguts amb el nom de mutacions.

CONTINGUTS

Pàgina 103

Pots descriure com seran els pollets d’aquests ocells? Com ho saps? Els pollets d’aquests ocells seran semblants als seus progenitors, ja que han heretat les característiques biològiques dels seus progenitors, els quals les van heretar dels seus, generació rere generació.

En què s’assemblen les tres persones de la fotografia? Quin tipus de parentiu els adjudicaries? Les tres persones que s’observen de la fotografia s’assemblen en els ulls, les orelles, la forma dels cabells, la forma del nas, la forma de la cara... Poden ser àvia, filla i néta.


Pàgina 104

Quina és la funció de les diverses estructures i orgànuls de la cèl·lula eucariota? La membrana plasmàtica és l’embolcall que envolta la cèl·lula però no l’aïlla del medi sinó que fa que l’interior cel·lular pugui relacionar-se amb altres cèl·lules. El gruix és d’uns 75 Å, per la qual cosa tan sols pot ser vista a través d’un microscopi electrònic. La membrana està formada per lípids, proteïnes i hidrats de carboni, sent els lípids la base estructural. La paret cel·lular és una matriu extracel·lular present en bacteris, fongs, algues i plantes. És una capa rígida que es localitza a l’exterior de la membrana plasmàtica, actua com a compartiment cel·lular i intervé en totes les relacions de la cèl·lula amb l’entorn. A més a més, la paret cel·lular protegeix els continguts de la cèl·lula, dóna rigidesa a l’estructura cel·lular i, en el cas dels fongs i plantes, defineix l’estructura i confereix suport als teixits. El nucli conté els cromosomes, que porten la informació genètica. Els cromosomes són els orgànuls cel·lulars que contenen els materials portadors de l’herència biològica (DNA). El nombre de cromosomes és el mateix en tots els individus d’una espècie. Els homes i les dones tenim 23 parelles de cromosomes. El nucli s’encarrega de dirigir i controlar tota l’activitat bioquímica que s’esdevé en el citoplasma i en els orgànuls cel·lulars, i conté els factors hereditaris que determinen l’estructura i el funcionament de cada cèl·lula i de la globalitat de l’ésser viu. El citoplasma és l’espai entre la membrana i el nucli. Està format per un líquid gelatinós constituït per aigua i proteïnes anomenat citosol. Submergits en el citosol estan els orgànuls cel·lulars, que són les estructures que té la cèl·lula per realitzar les funcions vitals. Aquests orgànuls són: – Ribosomes. Estructures petites, que es poden trobar lliures pel citoplasma o bé enganxades en el reticle endoplasmàtic rugós. No estan limitats per membrana. Intervenen en síntesi de proteïnes. – Reticle endoplasmàtic. Cavitats aplanades, amb la mateixa estructura que la membrana cel·lular. Es troben unides al nucli. Intervé en la síntesi de proteïnes i lípids, i emmagatzema i transporta certes substàncies d’un punt a un altre de la cèl·lula. Pot presentar dos aspectes: – Reticle endoplasmàtic rugós: la superfície és coberta de multitud de ribosomes. – Reticle endoplasmàtic llis: és lliure de ribosomes.

103

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 104


– Aparell de Golgi. Cavitats planes formades per membranes. Aquestes cavitats planes estan disposades les unes sobre les altres. Al voltant hi ha vesícules que s’han desprès de l’aparell de Golgi. Emmagatzema i transporta substàncies cap a l’exterior de la cèl·lula. – Lisosomes. Petites vesícules que contenen substàncies (enzims digestius) que intervenen en la digestió dels compostos que entren a la cèl·lula, i també intervenen en la destrucció dels orgànuls cel·lulars que van envellint. – Vacúols. Cavitats envoltades per una membrana. Contenen aigua i substàncies de reserva. Emmagatzemen substàncies de reserva. Als animals els vacúols són petits i poc nombrosos. La cèl·lula vegetal jove té molts vacúols petits que augmenten de mida i es fusionen mentre la cèl·lula creix, fins a formar-se’n un de sol que ocupa una gran part del volum cel·lular. – Mitocondris. Tenen forma allargada i arrodonida. Estan envoltats per una doble membrana: l’exterior és llisa i la interior té uns plecs anomenats crestes. Són els encarregats de dur a terme la reacció de respiració cel·lular. – Cloroplasts. Estructures de forma ovalada, exclusius de les cèl·lules vegetals. Tenen dues membranes: una d’externa (llisa) i una d’interna (formada per làmines horitzontals on es forma la clorofil·la). S’encarreguen de la fotosíntesi. – Centrosoma. Orgànul exclusiu de les cèl·lules animals. Està format per dos cilindres (centríols) disposats en paral·lel envoltats per microtúbuls disposats radialment que en conjunt formen l’àster. Intervé en la divisió cel·lular repartint equitativament els cromosomes; del centrosoma deriven totes les estructures constituïdes per microtúbuls (cilis, flagels, fus acromàtic i citosquelet).

Pàgina 107

Quins òrgans reconeixes en el dibuix? Hi ha representat algun aparell o sistema? La tràquea, els bronquis i els pulmons, que corresponen a l’aparell respiratori. El cor, que correspon a l’aparell circulatori. El fetge, l’estómac i part de l’intestí prim, que corresponen a l’aparell digestiu. Els ronyons, que corresponen a l’aparell excretor. Hi ha representat l’aparell respiratori, l’aparell circulatori, l’aparell digestiu i l’aparell urinari.

104

Pàgina 110

Què tenen en comú un espermatozoide i un parameci? L’espermatozoide i el parameci estan formats per una sola cèl·lula cadascun, són eucariotes i són cèl·lules que tenen la capacitat de moviment en un medi líquid mitjançant unes estructures especials anomenades flagels i cilis, respectivament.

Pàgina 111

Quin d’aquests cariotips representa un home i quin representa una dona? A és d’un home i B és d’una dona. De les 23 parelles de cromosomes de l’espècie humana, n’hi ha 22 que són iguals en la dona i en l’home (numerats de l’1 al 22 en ordre decreixent de mida) i hi ha una parella diferent, els cromosomes sexuals, anomenats X i Y. La dona té dos cromosomes sexuals iguals (XX), mentre que l’home els té diferents (XY). Aquesta diferència cromosòmica, que reflecteix la presència d’una informació diferent en el material genètic dels cromosomes X i Y, determina el sexe dels individus.

Pàgina 113

En quina fase de la mitosi es troba aquesta cèl·lula? Anafase, ja que s’observa com els cromosomes de la cèl·lula estan migrant cap als pols oposats.

Pàgina 114

Quina és la cèl·lula reproductora masculina de les plantes? La cèl·lula espermàtica, continguda en el pol·len.

Pàgina 115

Què es veu en aquestes fotografies? Es veu un òvul rodejat per espermatozoides, un dels quals aconseguirà fecundar-lo.


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 105


ACTIVITATS

4

Pàgina 116 1

La cèl·lula és la unitat estructural i funcional dels éssers vius. Les cèl·lules són capaces de realitzar totes les funcions vitals (nutrició, relació i reproducció).

2

Les cèl·lules procariotes i les cèl·lules eucariotes es distingeixen segons si tenen nucli o no en tenen. – Les cèl·lules eucariotes, que es caracteritzen per tenir el material hereditari dins una estructura especial anomenada nucli. Tots els protozous, les algues, els fongs, les plantes i els animals són formats per cèl·lules eucariotes. – Les cèl·lules procariotes, que es caracteritzen per no tenir nucli. Tenen el material hereditari dispers pel citoplasma. Tots els bacteris són procariotes.

Pàgina 117 5

3

material genètic

En un organisme pluricel·lular, les cèl·lules que tenen la mateixa morfologia i funció s’agrupen formant teixits. En els teixits, les cèl·lules estan relativament unides entre si mitjançant determinades substàncies intercel·lulars. Així com les cèl·lules s’agrupen i formen teixits, diversos teixits es poden associar i coordinar per constituir una unitat funcional més gran, l’òrgan. Els teixits que formen un òrgan determinat tenen funcions diferents: protecció, producció o transport de substàncies, etc.

ribosoma proteïna

lisosoma

Tots els éssers vius presenten unes unitats estructurals i funcionals que poden ser cèl·lules eucariotes o cèl·lules procariotes. Aquestes cèl·lules realitzen totes les funcions vitals dels éssers vius (nutrició, relació i reproducció) i duen la informació genètica codificada al DNA. La cèl·lula procariota correspon a éssers unicel·lulars sense nucli, a diferència de la cèl·lula eucariota, present a organismes animals o vegetals, tant unicel·lulars com pluricel·lulars que tenen el material hereditari dins el nucli. A més, les cèl·lules eucariotes tenen membrana cel·lular, citoplasma, ribosomes, aparell de Golgi i reticle endoplasmàtic. Dintre de les cèl·lules eucariotes, la cèl·lula vegetal presenta paret cel·lular i cloroplasts, que mai podem trobar a una cèl·lula animal.

ribosoma

reticle endoplasmàtic

mitocondri

membrana cel·lular

Un conjunt d’òrgans que col·laboren en una funció biològica comuna formen un aparell o sistema. La diferència entre un aparell i un sistema és que els aparells són formats per teixits de diversos tipus, mentre que els sistemes són constituïts per un de sol. El sistema nerviós, per exemple, només és format per teixit nerviós. Resposta model:

nucli aparell de Golgi

citoplasma

citoplasma mitocondri

cloroplast paret cel·lular

membrana cel·lular vacúol

aparell de Golgi

nucli

ribosoma



Teixits: teixit muscular, teixit connectiu (teixit conjuntiu, teixit adipós, teixit cartilaginós, teixit ossi), teixit nerviós, teixit vascular, teixit epitelial. Òrgans: ull, llengua, tràquea, bronquis, bronquiols, pulmons, faringe, laringe, esòfag, estómac, intestí prim, intestí gros, fetge, pàncrees, ronyons, urèters, bufeta, cor, artèries, venes, capil·lars, cervell, pròstata, penis, vagina... Aparells: digestiu, respiratori, excretor, circulatori, locomotor, reproductor. Sistemes: endocrí, esquelètic, muscular, nerviós, immunitari.

105

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 106


6

Es reconeix l’epidermis, el súber, els teixits vasculars, el parènquima i el meristem.

8

• Teixits vegetals. Hi ha dos tipus de teixits vegetals, els meristemàtics i els adults.

El DNA emmagatzema la informació genètica (1), mentre que el RNA s’encarrega de copiar-la (un procés anomenat transcripció) i transporta-la fins als ribosomes (2), on dirigirà la fabricació de proteïnes (3) (en un procés anomenat traducció). En les cèl·lules eucariotes, el RNA transporta la informació genètica des del nucli fins al citoplasma, on hi ha els ribosomes.

Els teixits meristemàtics es localitzen als àpexs de la tija i l’arrel, i en algunes zones de la tija, i formen les gemmes. Les cèl·lules que els formen es divideixen constantment. Són els encarregats que les plantes creixin en longitud i en gruix i que facin noves arrels, tiges i fulles. Els teixits adults es dediquen a funcions especials, i les seves cèl·lules han perdut la capacitat de dividir-se. Dins d’aquest grup hi ha: – El parènquima, que és el teixit més abundant de la planta. S’encarrega de l’alimentació (parènquima fotosintètic), de donar volum a la planta i d’emmagatzemar substàncies. – Els teixits protectors, com l’epidermis i el súber, que protegeixen les plantes i les aïllen de l’exterior. – Els teixits vasculars, com el xilema i el floema, que transporten la saba de les arrels a les fulles i de les fulles a la resta de la planta, respectivament. 7

Caràcter hereditari. Característica definida al material genètic que es transmet de generació en generació. El material genètic on es troben els caràcters hereditaris és propi de tots els éssers vius, tant els unicel·lulars com els pluricel·lulars; els permet fer totes les funcions necessàries per a la vida, incloent-hi les funcions vitals, i en determina les característiques biològiques.

Hi ha dos tipus d’àcids nucleics: el DNA (àcid desoxiribonucleic) i el RNA (àcid ribonucleic). El DNA és format per dues cadenes de nucleòtids enrotllades que formen una doble hèlix, com una mena d’escala de cargol.

Pàgina 118 9

• Els cromosomes iguals s’anomenen cromosomes homòlegs. • Els cromosomes homòlegs corresponen a les parelles de cromosomes iguals. En aquest cas tots serien homòlegs menys l’última parella, la 23. • Correspon a un home, ja que la parella de cromosomes 23 és diferent, no són homòlegs i es distingeix el cromosoma X i l’Y. Aquesta diferència cromosòmica, que reflecteix la presència d’una informació diferent en el material genètic dels cromosomes X i Y, determina el sexe dels individus.

10 L’ordre seria el següent:

b profase c metafase a anafase

Cromosomes. DNA plegat i compactat en forma de petits bastonets que podem observar en tots els nuclis de les cèl·lules eucariotes en divisió. Les cèl·lules eucariotes tenen uns quants cromosomes en forma de barra, situats a l’interior del nucli. Les cèl·lules procariotes, en canvi, només tenen un cromosoma circular que es troba lliure a l’interior de la cèl·lula.

d telofase

Codi genètic. Mecanisme mitjançant el qual es formen les proteïnes. Cada tres nucleòtids de la cadena de RNA es transformen en un aminoàcid per la intervenció dels ribosomes. La unió d’aminoàcids generarà una cadena que formarà una proteïna. El codi genètic és universal, la qual cosa vol dir que és el mateix per a tots els éssers vius.

La mitosi consta de quatre fases:

Abans de començar la mitosi, durant la interfase, les cadenes de DNA es copien i es dupliquen. El DNA es manté una mica desplegat, cosa que n’afavoreix el funcionament. Durant la mitosi, en canvi, cal que estigui ben compactat per evitar que es trenqui. – Profase. El DNA s’empaqueta, es plega i forma els cromosomes pròpiament dits (b). – Metafase. La membrana que envolta el nucli es trenca. Els cromosomes se situen en un pla, al mig de la cèl·lula (c). – Anafase. Les dues còpies de cada cromosoma se separen i migren cap a pols oposats de la cèl·lula. La separació i la migració simultània asseguren que les dues cèl·lules filles rebin exactament el mateix nombre i tipus de cromosomes (a).

106


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 107

Solucionari Unitat 4 – Telofase. Es forma una nova membrana nuclear al voltant dels cromosomes fills, que s’han agrupat en pols oposats de la cèl·lula. La membrana cel·lular experimenta una estrangulació i la cèl·lula es divideix en dues parts (d). 11 La funció principal de la mitosi és assegurar el

repartiment equitatiu del material genètic i també de tots els orgànuls cel·lulars entre les dues cèl·lules filles que es formaran a partir de la cèl·lula mare. Si alguna de les cèl·lules filles no rebés algun dels cromosomes, li faltaria una part de les instruccions necessàries per al funcionament i podria morir. De la mateixa manera, si una de les cèl·lules filles rebés més cromosomes del compte, tindria algunes instruccions repetides, la qual cosa generalment també en provocaria la mort. 12 La reproducció de les cèl·lules procariotes és molt més

simple que en el cas de la mitosi perquè els bacteris són éssers molt senzills, tant en la quantitat de material genètic (només tenen un cromosoma) com en la d’orgànuls cel·lulars.

14 • Al final de la meiosi I, els cromosomes homòlegs

s’hauran repartit entre les dues cèl·lules filles resultants, i cadascuna presentaria la meitat de cromosomes que la cèl·lula mare, però cada cromosoma estarà duplicat (cadascun consta de dos cromàtides); si no hi hagués una segona divisió meiòtica, en juntar-se durant la fecundació les dues cèl·lules sexuals es formaria una cèl·lula inviable. • Cada cèl·lula filla presentaria la meitat de cromosomes que la cèl·lula mare, però cada cromosoma estaria duplicat (presentaria dues cromàtides). 15 • Les cèl·lules filles tindran cadascuna els mateixos

cromosomes que la cèl·lula epitelial mare, és a dir, vuit cromosomes. Les cèl·lules que resultin de la meiosi en les gònades tindran justament la meitat de cromosomes que la cèl·lula mare; per tant, les quatre cèl·lules filles tindran quatre cromosomes cadascuna.

Pàgina 120 16 • Perquè hi ha la mateixa probabilitat de tenir un nen

Pàgina 119 13 L’ordre seria el següent.

d Cèl·lula germinal b Duplicació del material genètic a la meiosi I e Recombinació a la meiosi I a Final de la meiosi I c Final de la meiosi II La meiosi és el procés pel qual un tipus de cèl·lula específic dóna lloc a quatre cèl·lules filles, cada una de les quals té la meitat de cromosomes que tenia la cèl·lula mare. En el cas dels humans, per exemple, si una cèl·lula qualsevol té 2n = 46 cromosomes, cal que els gàmetes tinguin n = 23 cromosmes. Així, en ajuntarse dos gàmetes, es recuperarà el nombre propi de l’espècie ([n = 23] + [n = 23] = [2n = 46]). La meiosi inclou dues divisions cel·lulars consecutives. Abans de la primera divisió cel·lular, el DNA es duplica. – Meiosi I. Durant la primera divisió cel·lular es formen dues cèl·lules filles, cadascuna de les quals hereta exactament la meitat de cromosomes de la cèl·lula mare i conserva només un dels dos cromosomes homòlegs. Abans de separar-se, els cromosomes homòlegs poden bescanviar part de la informació i originar noves combinacions.

o una nena quan un home s’aparella amb un dona. Els espermatozoides seran X o Y i es combinaran amb els òvuls, que són X sempre. Per tant, qui determina el sexe és l’espermatozoide i hi ha un 50% de possibilitats que porti el cromosoma X o el cromosoma Y. • L’herència dels cromosomes X i Y seguirà el mateix patró que observem a l’esquema. El sexe femení és determinat per la combinació de cromosomes sexuals XX, i el masculí, per XY XX X

XX

x X

XY

XY X

XX

Y

XY

17 La pèrdua d’un segment de DNA, ja que, li faltaria una

part de les instruccions necessàries per al funcionament de la cèl·lula, i això podria tenir conseqüències molt greus.

– Meiosi II. Durant la segona divisió cel·lular, cada cèl·lula filla genera dues cèl·lules filles més. ESO Biologia i geologia 4

107

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 108


PROCEDIMENT · Observació de cromosomes

18 Resposta model:

El material genètic es plega i s’empaqueta i forma els cromosomes. Els cromosomes són formats per cadenes de DNA, on hi ha la informació genètica, i per proteïnes que en garanteixen l’estabilitat i la funcionalitat. Els cromosomes són molt més compactes i permeten que el material genètic ocupi menys espai. Les cèl·lules eucariotes tenen uns quants cromosomes en forma de barra, situats a l’interior del nucli. El nombre de cromosomes és característic de cada espècie. Els humans, per exemple, en les cèl·lules no sexuals en presenten 46 i en les cèl·lules sexuals (espermatozoides i òvuls) justament la meitat, 23 cromosomes, gràcies al procés de divisió cel·lular de la meiosi. Al produir-se la unió de l’espermatozoide i de l’òvul, es formarà una cèl·lula amb la meitat de dotació cromosòmica del pare i l’altra meitat de la mare arribant així a 46 cromosomes. Aquesta cèl·lula ou o zigot es començarà a dividir per mitosi formant un nou ésser humà.Tots els éssers vius pluricel·lulars tenen els cromosomes repetits per parelles: un dels cromosomes de cada parell prové de la mare i l’altre, del pare. Per això els fills hereten característiques dels dos progenitors.

Pàgines 122 i 123 • De color vermell ataronjat. • Són els cromosomes. • Resposta oberta. • Resposta procedimental. • Els cromosomes van de la part central de la cèl·lula, anomenada equatorial, cap als pols de la cèl·lula.

REPORTATGE · El cas Franklin

Pàgina 125 1

Pàgina 121 19 • Una cèl·lula de ronyó d’un gos tindrà 78 cromosomes,

Va ser Franklin qui va detectar un error greu en el model proposat. Per fer un nou model, van utilitzar unes imatges magnífiques obtingudes també per Franklin, i, juntament amb altres proves experimentals, van construir el model encertat.

ja que al no ser una cèl·lula sexual el procés de divisió que presentarà serà la mitosi, i per tant les dues cèl·lules filles que en resultin tindran la mateixa quantitat de cromosomes que la cèl·lula mare. • En un espermatozoide de gos hi haurà 39 cromosomes, ja que al ser una cèl·lula sexual el procés de divisió cel·lular que presentarà és la meiosi, i per tant les quatre cèl·lules filles que en sortiran tindran la meitat de cromosomes que la cèl·lula mare. • Les cèl·lules haploides han de ser cèl·lules sexuals; per tant, un òvul de cirerer tindrà 24 cromosomes. • En una cèl·lula d’una fulla de cirerer hi haurà 48 cromosomes, ja que 24 cromosomes corresponen a l’òvul i els altres 24 a l’espermatozoide, que en produir-se la fecundació formaran un nou ésser diploide. 20 L’afirmació d’aquest company seria correcta, ja que la

meiosi és el procés de divisió cel·lular on es redueixen a la meitat el nombre de cromosomes inicials, i això és precisament el que s’observa en els resultats obtinguts. L’estadi 2 podria correspondre a l’última fase de la meiosi I o de la meiosi II, on s’aprecia que a cada cèl·lula filla li corresponen la meitat de cromosomes que a la cèl·lula mare. 108

A l’octubre de 1951, Francis Crick i James Watson es van adonar que l’estructura del DNA havia de contenir la clau per entendre tots els fenòmens vitals. En aquella època van haver d’aturar el projecte temporalment per diverses interferències polítiques britàniques, atesa la nacionalitat nord-americana de Watson. El projecte el van haver de traspassar a un company seu d’origen britànic, Maurice Wilkins. Ben aviat van tenir un model a punt, basat en dades experimentals obtingudes per una col·lega de Wilkins, Rosalind Franklin.

2

• En aquest gràfic es pot observar la presència d’homes i dones en relació amb el percentatge de les diferents categories de treball: estudiants, llicenciats, estudiants de doctorat, doctors, professors i catedràtics. Tal com ens mostren els resultats, veiem que mentre les dones dominen en les tres primeres categories, els homes ho fan en les categories que corresponen a feines d’“estatus” superior. El percentatge d’homes estudiants i llicenciats és menor en relació amb el de les dones, i el percentatge d’homes i dones és bastant semblant en el cas d’estudiants de doctorat. En canvi, el percentatge d’homes doctors, professors i catedràtics es dispara en comparació a les dones. Els homes continuen ocupant llocs més importants. Probablement sigui pel rol que a la dona li ha tocat desenvolupar al llarg de la història.


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 109

Solucionari Unitat 4 Al llarg de la història les dones han estat les grans oblidades, no reconegudes ni valorades. Han hagut de lluitar molt més que un home perquè siguin més o menys reconegudes. Les dones queden relegades a feines sense gaire poder.

– Resposta procedimental. – Resposta oberta. – Resposta oberta. – Resposta oberta – El paper de la dona ha estat relegat a feines de la llar i cuidar els fills durant molt de temps.

• El gran descobriment de l’estructura de l’ADN ha quedat relegat a Watson i a Crick, quan Rosalind Franklin va ser decisiva en aquesta investigació; la història no la reconeix, pel fet d’haver estat una dona. 3

– Resposta oberta.


AVALUACIÓ

Pàgina 127

EIX TRANSVERSAL · El sexisme 1

Pàgina 126

ribosoma

lisosoma reticle endoplasmàtic

mitocondri

• Cap. membrana cel·lular

– Resposta model: El masclisme és el conjunt d’idees, actituds i pràctiques sexistes de l’home sobre la dona. El masclisme creu que l’home és superior a la dona. Com a actitud, el masclisme designa una idea particular de la virilitat. La majoria dels masclistes tenen idees conservadores. Els masclistes neguen a la dona el dret a treballar, a participar en activitats esportives o a fer els papers que tradicionalment eren per als homes. Molts masclistes creuen també que tenen el dret com a homes a buscar aventures fora del matrimoni, mentre que les dones han de ser fidels. També consideren que les dones s’han d’ocupar de la casa i fer de mares i esposes. Algunes de les causes del masclisme són les lleis descriminatòries per a la dona (en algunes cultures, l’adulteri o l’embaràs abans del matrimoni són durament castigats, necessitat del permís d’un home per realitzar activitats econòmiques, negació del dret a vot o d’altres drets civils), educació masclista des de les escoles o la pròpia família, discriminació en l’àmbit religiós, divisió sexista del treball i els mitjans de comunicació i la publicitat sexista. El feminisme és el conjunt d’idees i accions que, al llarg del temps, busca afavorir els interessos de les dones en situacions de submissió al poder masculí per tal de modificar posicions de desigualtat i violència envers les dones. El feminisme d’arrel il·lustrada reclama gaudir dels mateixos drets i deures de què gaudeix l’home.



citoplasma

cèl·lula animal citoplasma

cloroplast

mitocondri

paret cel·lular

membrana cel·lular vacúol

aparell de Golgi

nucli

ribosoma


cèl·lula vegetal

2

La cèl·lula és la unitat estructural i funcional dels éssers vius. Les cèl·lules són capaces de realitzar totes les funcions vitals (nutrició, relació i reproducció). En un organisme pluricel·lular, les cèl·lules que tenen la mateixa morfologia i funció s’agrupen formant teixits. En els teixits, les cèl·lules estan relativament unides entre si mitjançant determinades substàncies intercel·lulars. Així com les cèl·lules s’agrupen i formen teixits, diversos teixits es poden associar i coordinar per constituir una unitat funcional més gran, l’òrgan. Els teixits que formen un òrgan determinat tenen funcions diferents: protecció, producció o transport de substàncies, etc. Alguns exemples d’òrgans són el fetge, l’estómac, els pulmons, el cor o l’ull.

109

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 110

Unitat 4 Solucionari Un conjunt d’òrgans que col·laboren en una funció biològica comuna formen un aparell o sistema. La diferència entre un aparell i un sistema és que els aparells són formats per teixits de diversos tipus, mentre que els sistemes són constituïts per un de sol. El sistema nerviós, per exemple, només és format per teixit nerviós. 3

– Els teixits adults es dediquen a funcions especials, i les seves cèl·lules han perdut la capacitat de dividir-se. Dins d’aquest grup hi ha: – El parènquima, que és el teixit més abundant de la planta. S’encarrega de l’alimentació (parènquima fotosintètic), de donar volum a la planta i d’emmagatzemar substàncies. – Els teixits protectors, com l’epidermis i el súber, que protegeixen les plantes i les aïllen de l’exterior.

Teixits animals En els animals es poden observar diversos tipus de teixits: – Teixit muscular, format per cèl·lules fibroses que contenen proteïnes contràctils, és a dir, que es poden estirar i contraure. És un teixit necessari per al moviment i el desplaçament del cos i per a moviments com els pulmonars o el batec del cor.

– Els teixits vasculars, com el xilema i el floema, que transporten la saba de les arrels a les fulles i de les fulles a la resta de la planta, respectivament. 4

L’herència biològica és pròpia de tots els éssers vius, ja que tenen descendents de la seva mateixa espècie. Els membres d’una família tenen característiques físiques comunes, que determinen semblances entre fills, pares i avis. És a dir, que d’alguna manera els fills hereten característiques biològiques dels seus progenitors, que, alhora, les van heretar dels seus, generació rere generació.

5

El codi genètic és el mecanisme mitjançant el qual es formaran les proteïnes. Cada tres nucleòtids de la cadena de RNA, els ribosomes els transformaran en un aminoàcid. La unió d’aminoàcids formant una cadena forma una proteïna.

– Teixit connectiu, que envolta els òrgans i els serveix de suport. Hi ha diversos tipus de teixit connectiu, formats per cèl·lules diferents, amb substàncies intercel·lulars diferents i amb funcions també diferents: – El teixit conjuntiu és l’encarregat d’unir i protegir els òrgans. – El teixit adipós és format per cèl·lules plenes de vesícules greixoses. La seva funció és protectora i d’emmagatzematge. – El teixit cartilaginós és relativament elàstic.

El codi genètic és universal, la qual cosa vol dir que és el mateix per a tots els éssers vius.

– El teixit ossi conté una substància intercel·lular mineralitzada molt dura i resistent. – Teixit nerviós, especialitzat en la recepció d’estímuls, la transmissió d’impulsos nerviosos i l’elaboració de respostes.

6

– Teixit vascular, format per la sang, la limfa i els fluids que hi ha entre els teixits. La seva funció és transportar substàncies i defensar l’organisme. – Teixit epitelial, format per cèl·lules disposades en capes contínues que recobreixen la superfície externa i les cavitats internes de l’organisme. La seva funció és protectora.

Els cromosomes són DNA plegat i compactat en forma de petits bastonets que podem observar en tots els nuclis de les cèl·lules eucariotes; en les cèl·lules procariotes, en canvi, només tenen un cromosoma circular que es troba lliure a l’interior de la cèl·lula. Els cromosomes només es poden observar amb claredat durant la divisió cel·lular. El cariotip és una identificació de tots els cromosomes d’una cèl·lula. Els cromosomes s’ordenen i es classifiquen segons un patró estàndard, basant-se en el nombre, la mida i la forma.

Teixits vegetals Hi ha dos tipus de teixits vegetals, els meristemàtics i els adults. – Els teixits meristemàtics es localitzen als àpexs de la tija i l’arrel, i en algunes zones de la tija, i formen les gemmes. Les cèl·lules que els formen es divideixen constantment. Són els encarregats que les plantes creixin en longitud i en gruix i que facin noves arrels, tiges i fulles.

110

7

mitosi

material genètic de la cèl·lula inicial



0 Interfase

1 Profase

2 Metafase

3 Anafase

4 Telofase

(al final de la interfase es duplica el material genètic)


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 111

Solucionari Unitat 4 Abans de començar la mitosi, durant la interfase, les cadenes de DNA es copien i es dupliquen. El DNA es manté una mica desplegat, cosa que n’afavoreix el funcionament. Durant la mitosi, en canvi, cal que estigui ben compactat per evitar que es trenqui.

– Meiosi II. Durant la segona divisió cel·lular, cada cèl·lula filla genera dues cèl·lules filles més.

La mitosi consta de quatre fases:

Gràcies a la meiosi es formaran les gàmetes o cèl·lules sexuals (òvuls i espermatozoides) i també en produir-se la recombinació en la meiosi s’afavoreix la variació genètica.

Cada cop que tenen lloc la meiosi i la mitosi, el DNA es duplica, procés durant el qual es poden produir errors, coneguts amb el nom de mutacions.

– Profase. El DNA s’empaqueta, es plega i forma els cromosomes pròpiament dits. – Metafase. La membrana que envolta el nucli es trenca. Els cromosomes se situen en un pla, al mig de la cèl·lula. – Anafase. Les dues còpies de cada cromosoma se separen i migren cap a pols oposats de la cèl·lula. La separació i la migració simultània asseguren que les dues cèl·lules filles rebin exactament el mateix nombre i tipus de cromosomes. – Telofase. Es forma una nova membrana nuclear al voltant dels cromosomes fills, que s’han agrupat en pols oposats de la cèl·lula. La membrana cel·lular experimenta una estrangulació i la cèl·lula es divideix en dues parts. La mitosi és el procés de reproducció cel·lular que assegura el repartiment equitatiu del material genètic i també de tots els orgànuls cel·lulars. 8

duplicació del material genètic

recombinació

MEIOSI I

cèl·lula sexual femenina*

MEIOSI II

**quatre de les setze possibilitats totals

cèl·lula germinal

zigots possibles** FECUNDACIÓ

cèl·lules sexuals masculines resultants

*altres possibilitats de cèl·lula femenina

La meiosi és el procés pel qual un tipus de cèl·lula específic dóna lloc a quatre cèl·lules filles, cada una de les quals té la meitat de cromosomes que tenia la cèl·lula mare. En el cas dels humans, per exemple, si una cèl·lula qualsevol té 2n = 46 cromosomes, cal que els gàmetes tinguin n = 23 cromosmes. Així, en ajuntarse dos gàmetes, es recuperarà el nombre propi de l’espècie ([n = 23] + [n = 23] = [2n = 46]).

9

• La mitosi té lloc en cèl·lules no sexuals. A partir d’una cèl·lula mare es formen dues cèl·lules filles amb el mateix nombre de cromosomes cadascuna, que coincideix amb els de la cèl·lula mare. En canvi, en la meiosi es formen quatre cèl·lules filles amb la meitat de material genètic cadascuna respecte al de la cèl·lula mare; a més la meiosi únicament té lloc en cèl·lules sexuals. • Si durant la reproducció sexual s’unissin dues cèl·lules qualssevol, una del progenitor masculí i l’altra del femení, cadascuna amb tots els seus cromosomes, el descendent tindria el doble de cromosomes que els progenitors, i els seus descendents en tindrien el doble, i així successivament. Per evitar-ho, cal que els gàmetes tinguin exactament la meitat de material hereditari que el progenitor, de manera que, en ajuntar-se dos gàmetes, l’individu resultant recuperi el nombre correcte de cromosomes, propi de la seva espècie. Per això, els organismes pluricel·lulars disposen de parelles de cromosomes homòlegs. El procés que redueix a la meitat el nombre de cromosomes durant la formació dels gàmetes s’anomena meiosi.

10 Tindrà 12 cromosomes, el mateix nombre que la cèl·lula

d’on prové, ja que la divisió que ha tingut lloc és la mitosi. En les cèl·lules sexuals tindrà justament la meitat, 6 cromosomes, a causa del procés cel·lular de la meiosi.

La meiosi inclou dues divisions cel·lulars consecutives. Abans de la primera divisió cel·lular, el DNA es duplica. – Meiosi I. Durant la primera divisió cel·lular es formen dues cèl·lules filles, cadascuna de les quals hereta exactament la meitat de cromosomes de la cèl·lula mare i conserva només un dels dos cromosomes homòlegs. Abans de separar-se, els cromosomes homòlegs poden bescanviar part de la informació i originar noves combinacions. ESO Biologia i geologia 4

111

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 112

Control unitat 4

1

Identifica les cèl·lules següents i contesta a les preguntes:

a Quin nom tenen les parts assenyalades? b Posa la funció de les estructures cel·lulars assenyalades de la cèl·lula animal i de la vegetal. c Quines diferències hi ha entre cèl·lula animal i vegetal?

2

Fixa’t a l’exercici anterior, identifica quines cèl·lules són procariotes i quines eucariotes. Digues la diferència que existeix entre aquests tipus de cèl·lules. Posa un exemple de cadascuna.

3

Digues les diferències i semblances entre teixits, òrgans, aparells i sistemes. Posa almenys tres exemples de cada.

4

Anomena i explica quins tipus de teixits vegetals adults existeixen.

5

Anomena i explica la funció dels diferents teixits animals.

6

Fes un breu escrit relacionant les paraules següents: informació genètica, àcid nucleic, nucleòtid i DNA.

7

Descriu el dibuix següent:

proteïna citoplasma DNA ribosoma 1

RNA

Nom:

RNA

nucli

3

2

RNA



02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 113

Control unitat 4

8

Si una cèl·lula d’un ull de ximpanzé que té 48 cromosomes es divideix, quantes cèl·lules filles sortiran? Quants cromosomes tindrà cadascuna? Com es diu el procés cel·lular que ha patit? Si la que es divideix és una cèl·lula de les gònades, quantes cèl·lules filles sortiran? Quants cromosomes tindran cadascuna? Com es diu el procés cel·lular que ha patit?

9

Observa els dibuixos i contesta.

Nom:

a Identifica cada divisió cel·lular. b Descriu cada procés. c Diferencia entre els dos tipus de divisió cel·lular.

10

Quina importància té el procés de la meiosi. Què passaria si no hi hagués meiosi? ESO Biologia i geologia 4


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 114


1

a

– Reticle endoplasmàtic rugós: la superfície és coberta de multitud de ribosomes.

material genètic

– Reticle endoplasmàtic llis: és lliure de ribosomes. Aparell de Golgi. Són cavitats planes formades per membranes. Aquestes cavitats planes estan disposades les unes sobre les altres. Al voltant hi ha vesícules que s’han desprès de l’aparell de Golgi. Emmagatzema i transporta substàncies cap a l’exterior de la cèl·lula.

ribosoma proteïna

Lisosomes. Són petites vesícules que contenen substàncies (enzims digestius) que intervenen en la digestió dels compostos que entren a la cèl·lula i en la destrucció dels orgànuls cel·lulars que van envellint.

ribosoma

lisosoma reticle endoplasmàtic

mitocondri

Vacúols. Són cavitats envoltades per una membrana. Contenen aigua i substàncies de reserva. Emmagatzemen substàncies de reserva. Als animals els vacúols són petits i poc nombrosos. La cèl·lula vegetal jove té molts vacúols petits que augmenten de mida i es fusionen mentre aquella creix, fins a formar-se’n un de sol que ocupa una gran part del volum cel·lular.

membrana cel·lular


citoplasma

cèl·lula animal citoplasma

Mitocondris. Són estructures de forma allargada i arrodonida. Estan envoltades per una doble membrana: l’exterior és llisa i la interior té uns plecs anomenats crestes. Realitzen la respiració cel·lular.

cloroplast

mitocondri

paret cel·lular

membrana cel·lular

Cloroplasts. Són estructures de forma ovalada, exclusius de les cèl·lules vegetals. Tenen dues membranes: l’externa (llisa) i la interna (formada per làmines horitzontals on es forma la clorofil·la). S’encarreguen de realitzar la fotosíntesi.

vacúol

aparell de Golgi

nucli

ribosoma


Nucli. Conté els cromosomes, que porten la informació genètica. Dirigeix i provoca tota l’activitat bioquímica que s’esdevé en el citoplasma i en els orgànuls cel·lulars. Conté els factors hereditaris que determinen l’estructura i funcionament de cada cèl·lula i de la globalitat de l’ésser viu, i també marquen el complex procés de divisió cel·lular.

cèl·lula vegetal

b Membrana plasmàtica. És l’embolcall que envolta la cèl·lula però no l’aïlla del medi sinó que fa que l’interior cel·lular pugui relacionar-se amb altres cèl·lules. Citoplasma. És l’espai entre la membrana i el nucli. Està format per un líquid gelatinós format per aigua i proteïnes denominat citosol. Submergits en el citosol estan els orgànuls cel·lulars, que són les estructures que té la cèl·lula per realitzar les funcions vitals. Ribosomes. Són estructures petites que podem trobar lliures pel citoplasma o bé enganxats en el reticle endoplasmàtic rugós. No estan limitats per membrana. S’encarreguen de la síntesi de proteïnes. Reticle endoplasmàtic. Són cavitats aplanades, amb la mateixa estructura que la membrana cel·lular; es troben unides al nucli. Intervé en la síntesi de proteïnes i lípids, emmagatzema i transporta certes substàncies d’un punt a un altre de la cèl·lula. Pot presentar dos aspectes:

c La forma de la cèl·lula vegetal és més regular per la presència de la paret cel·lular, exclusiva d’aquestes cèl·lules. Les cèl·lules vegetals realitzen la fotosíntesi mitjançant els cloroplasts, mentre que les cèl·lules animals no en tenen. Finalment, els vacúols de les cèl·lules vegetals són menys nombrosos però més grans. 2

A l’exercici anterior s’observa una cèl·lula procariota (un bacteri) i dues cèl·lules eucariotes, una vegetal i l’altra animal. Les cèl·lules eucariotes, que es caracteritzen per tenir el material hereditari dins una estructura especial anomenada nucli. Tots els protozous, les algues, els fongs, les plantes i els animals són formats per cèl·lules eucariotes. ESO Biologia i geologia 4

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 115

Solucionari Control unitat 4 Les cèl·lules procariotes, que es caracteritzen per no tenir nucli. Tots els bacteris són procariotes. 3

Teixit vascular, format per la sang, la limfa i els fluids que hi ha entre els teixits. La seva funció és transportar substàncies i defensar l’organisme.

Les semblances entre teixits, òrgans, aparells i sistemes són que en tots els casos estan formats per cèl·lules eucariotes. Les diferències entre teixits, òrgans, aparells i sistemes són que mentre que els òrgans estan formats per un conjunt de teixits amb una funció determinada, els sistemes i aparells estan constituïts per un conjunt d’òrgans semblants (sistema) o diferents (aparell) que col·laboren en una funció biològica comuna.

Teixit epitelial, format per cèl·lules disposades en capes contínues que recobreixen la superfície externa i les cavitats internes de l’organisme. La seva funció és protectora. 6

Exemples de teixits: epitelial, connectiu i vascular. Exemples d’òrgans: el fetge, l’estómac, els pulmons, el cor i l’ull.

La informació genètica continguda en el nucli de les cèl·lules eucariotes està codificada en el DNA, un tipus d’àcid nucleic. Els àcids nucleics són constituïts per la unió de molècules més senzilles, anomenades nucleòtids, que s’uneixen l’una darrere l’altra, de manera ordenada, formant llargues cadenes.

7 proteïna

Exemples d’aparells: digestiu, circulatori i locomotor. citoplasma

Exemples de sistemes: ossi, muscular i endocrí.

DNA ribosoma

4

Els teixits adults es dediquen a funcions especials, i les seves cèl·lules han perdut la capacitat de dividir-se. Dins d’aquest grup hi ha:

1 RNA

2

– El parènquima, que és el teixit més abundant de la planta. S’encarrega de l’alimentació (parènquima fotosintètic), de donar volum a la planta i d’emmagatzemar substàncies.

nucli

– Els teixits protectors, com l’epidermis i el súber, que protegeixen les plantes i les aïllen de l’exterior.

Teixit connectiu, que envolta els òrgans i els serveix de suport. Hi ha diversos tipus de teixit connectiu, formats per cèl·lules diferents, amb substàncies intercel·lulars diferents i amb funcions també diferents:

El DNA emmagatzema la informació genètica (1), mentre que l’RNA s’encarrega de copiar-la (un procés anomenat transcripció) i transporta-la fins als ribosomes (2), on dirigirà la fabricació de proteïnes (3) (un procés anomenat traducció). En les cèl·lules eucariotes, l’RNA transporta la informació genètica des del nucli fins al citoplasma, on hi ha els ribosomes.

– El teixit conjuntiu és l’encarregat d’unir i protegir els òrgans. – El teixit adipós és format per cèl·lules plenes de vesícules greixoses. La seva funció és protectora i d’emmagatzematge. – El teixit cartilaginós és relativament elàstic. – El teixit ossi conté una substància intercel·lular mineralitzada molt dura i resistent. Teixit nerviós, especialitzat en la recepció d’estímuls, la transmissió d’impulsos nerviosos i l’elaboració de respostes.

8

Sortiran dues cèl·lules filles. 48 cromosomes cadascuna, igual que la cèl·lula de l’ull inicial. Mitosi. Sortiran quatre cèl·lules filles. 24 cromosomes cadascuna, la meitat que la cèl·lula sexual inicial. Meiosi.


RNA

Hi ha dos tipus d’àcids nucleics: el DNA (àcid desoxiribonucleic) i l’RNA (àcid ribonucleic). El DNA és format per dues cadenes de nucleòtids enrotllades que formen una doble hèlix, com una mena d’escala de cargol.

– Els teixits vasculars, com el xilema i el floema, que transporten la saba de les arrels a les fulles i de les fulles a la resta de la planta, respectivament. 5

3

RNA

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 116


9

c A la mitosi es formen dues cèl·lules filles diploides,

a El primer és la mitosi i el segon la meiosi. b La mitosi Abans de començar la mitosi, durant la interfase, les cadenes de DNA es copien i es dupliquen. El DNA es manté una mica desplegat, cosa que n’afavoreix el funcionament. Durant la mitosi, en canvi, cal que estigui ben compactat per evitar que es trenqui.

és a dir, amb la mateixa dotació cromosòmica que la cèl·lula mare. En canvi, a la meiosi es formen quatre cèl·lules filles haploides, és a dir, amb la meitat de dotació cromosòmica que la cèl·lula progenitora. La mitosi és pròpia de cèl·lules no sexuals i la meiosi es dóna per formar les cèl·lules sexuals. 10 Gràcies a la meiosi es formen les gàmetes o cèl·lules

La mitosi consta de quatre fases: – Profase. El DNA s’empaqueta, es plega i forma els cromosomes pròpiament dits. – Metafase. La membrana que envolta el nucli es trenca. Els cromosomes se situen en un pla, al mig de la cèl·lula. – Anafase. Les dues còpies de cada cromosoma se separen i migren cap a pols oposats de la cèl·lula. La separació i la migració simultània asseguren que les dues cèl·lules filles rebin exactament el mateix nombre i tipus de cromosomes. – Telofase. Es forma una nova membrana nuclear al voltant dels cromosomes fills, que s’han agrupat en pols oposats de la cèl·lula. La membrana cel·lular experimenta una estrangulació i la cèl·lula es divideix en dues parts.

sexuals (òvuls i espermatozoides) i també en produir-se la recombinació en la meiosi s’afavoreix la variació genètica. Si durant la reproducció sexual s’unissin dues cèl·lules qualssevol, una del progenitor masculí i l’altra del femení, cadascuna amb tots els seus cromosomes, el descendent tindria el doble de cromosomes que els seus progenitors, i els seus descendents en tindrien el doble. Per evitar-ho, cal que els gàmetes tinguin exactament la meitat de material hereditari que el progenitor, de manera que, en ajuntar-se dos gàmetes, l’individu resultant recuperi el nombre correcte de cromosomes, propi de la seva espècie. Per això, els organismes pluricel·lulars disposen de parelles de cromosomes homòlegs. El procés que redueix a la meitat el nombre de cromosomes durant la formació dels gàmetes s’anomena meiosi.

La meiosi La meiosi és el procés pel qual un tipus de cèl·lula específic dóna lloc a quatre cèl·lules filles, cada una de les quals té la meitat de cromosomes que tenia la cèl·lula mare. En el cas dels humans, per exemple, si una cèl·lula qualsevol té 2n = 46 cromosomes, cal que els gàmetes tinguin n = 23 cromosmes. Així, en ajuntar-se dos gàmetes, es recuperarà el nombre propi de l’espècie ([n = 23] + [n = 23] = [2n = 46]). La meiosi inclou dues divisions cel·lulars consecutives. Abans de la primera divisió cel·lular, el DNA es duplica. – Meiosi I. Durant la primera divisió cel·lular es formen dues cèl·lules filles, cadascuna de les quals hereta exactament la meitat de cromosomes de la cèl·lula mare i conserva només un dels dos cromosomes homòlegs. Abans de separar-se, els cromosomes homòlegs poden bescanviar part de la seva i originar noves combinacions. – Meiosi II. Durant la segona divisió cel·lular, cada cèl·lula filla genera dues cèl·lules filles més. Cada cop que tenen lloc la meiosi i la mitosi, el DNA es duplica, procés durant el qual es poden produir errors, coneguts amb el nom de mutacions.



Nom dels alumnes



Entén perfectament la importància de la meiosi

Reconeix la meiosi i la mitosi a partir d’uns esquemes

Respon preguntes relacionades amb la mitosi i la meiosi

Descriu correctament el procés de transcripció d’una proteïna

Sap redactar un text amb termes genètics claus

Explica correctament la funció dels diferents teixits animals

Sap citar i explicar els tipus de teixits vegetals que existeixen

Sap diferenciar entre teixit, òrgan, aparell i sistema

16:29

Diferencia entre cèl·lula procariota i eucariota, i cita exemples

3/7/08

Respon preguntes relacionades amb diferents tipus de cèl·lules


Control unitat 4

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 118

Continguts La genètica. El concepte de gen i al·lel. Teoria cormosòmica i lleis de l’herència. Llei de la segregació dels caràcters. Llei de la transmissió independent dels caràcters. Relacions entre al·lels i amb l’ambient. Les malalties hereditàries. La manipulació genètica. Teories de Lamarck i de Darwin. Interès per entendre els mecanismes de transmissió de la informació genètica. Actitud reflexiva i crítica davant dels problemes que poden comportar els avenços científics.

Objectius didàctics Definir conceptes de genètica. Diferenciar entre un organisme homozigot i un d’heterozigot per a un caràcter. Definir la llei de segregació dels caràcters. Definir la llei de transmissió independent dels caràcters. Respondre preguntes a partir de l’observació d’esquemes dels resultats d’encreuaments diversos. Respondre preguntes a partir de l’observació d’un arbre genealògic. Llegir un text sobre una característica determinada i cercar com es manifesta aquesta característica en la pròpia família. Respondre preguntes relacionades. Completar preguntes sobre els conceptes de mutació i arbre genealògic. Descriure la relació entre els conceptes fenotip, genotip i ambient. Definir el concepte de diagnòstic prenatal. Definir el concepte de malaltia hereditària i classificació en grups. Descriure la teoria cromosòmica de l’herència. Completar preguntes a partir de l’observació d’un mapa de malalties hereditàries. Definir conceptes diversos sobre manipulació genètica. Redactar un text sobre la teràpia gènica a partir de la interpretació d’un esquema. Observar mapes sobre el cultiu de transgènics i respondre preguntes.

118


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 119

Competències bàsiques COMPETÈNCIA COMUNICATIVA LINGÜÍSTICA I AUDIOVISUAL Intercanvi i diàleg amb altres persones de manera adequada. COMPETÈNCIA ARTISTICA I CULTURAL Ús de recursos de l’expressió i representació que faciliten la realització de les creacions individuals i socials. TRACTAMENT DE LA INFORMACIÓ I COMPETÈNCIA DIGITAL Ús de les TIC (coneixement i domini d’habilitats tecnològiques bàsiques).

5

L’herència dels caràcters biològics

COMPETÈNCIA MATEMÀTICA Interpretació de símbols i formes d’expressió i raonament matemàtic. Comprensió i resolució de problemes i situacions relacionats amb la vida quotidiana, el coneixement científic i el món laboral i social. Coneixement i maneig dels elements matemàtics bàsics (distints tipus de números, operacions, mesures, símbols, elements geomètrics, etc.) en situacions reals o simulades de la vida quotidiana. Habilitat per analitzar, interpretar i expressar amb claredat i precisió informacions, dades i argumentacions. COMPETÈNCIA D’AUTONOMIA I INICIATIVA PERSONAL Lideratge de projectes, que inclouen la confiança en un mateix, l’empatia, l’esperit de superació, les habilitats per al diàleg i la cooperació, l’organització de temps i tasques, la capacitat d’afirmar i defensar drets o l’assumpció de riscos. COMPETÈNCIA EN EL CONEIXEMENT I LA INTERACCIÓ AMB EL MÓN FÍSIC Direcció reflexiva de les accions per a la millora i preservació de les condicions de vida pròpia, les de les altres persones i les de la resta dels éssers vius. COMPETÈNCIA SOCIAL I CIUTADANA Coneixement i valoració d’un mateix. Presa de decisions en els distints nivells de la vida comunitària. Valoració de les diferències i reconeixement de la igualtat de drets entre els diferents col·lectius, en particular, entre homes i dones.

Criteris d’avaluació Ser capaç de conèixer el significat i trobar la relació que existeix entre gen i al·lel, fenotip i genotip, al·lel dominant i al·lel recessiu, homozigot i heterozigot. Enunciar la teoria cromosòmica de l’herència i relacionar-la amb la meiosi. Saber què són les mutacions i quines conseqüències poden tenir. Comprendre a què són degudes les malalties genètiques i saber-les classificar. Definir què són els organismes transgènics i la clonació. Descriure què és un arbre genealògic i quina utilitat té. Saber aplicar correctament la primera llei i la segona llei de Mendel en un cas concret. Tenir l’habilitat de buscar un raonament lògic a un problema referit a grups sanguinis aplicant la tècnica dels creuaments. Saber identificar i buscar els fenotips i els genotips que es poden donar en un creuament.


119

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 120


Material genètic

5

Herència

La genètica format per

que es manipula mitjançant

tècniques d’enginyeria genètica per tal d’obtenir

substàncies terapèutiques

canvia a causa de

DNA

mutacions

organitzat en

que poden provocar

malalties hereditàries

cromosomes

organismes transgènics

que originen nous

que contenen

gens

el conjunt dels quals en un organisme és el seu

que s’hereten segons les

genoma

lleis de Mendel

que es poden detectar precoçment mitjançant

tècniques de diagnòstic prenatal

– La composició, l’organització i el funcionament del material genètic.

Els gens es transmeten de pares a fills seguint unes lleis molt ben definides. Aquestes lleis, conegudes com les lleis de Mendel, van ser postulades per Gregor Mendel (1822-1884), un monjo austríac que va estudiar com es transmetien determinats caràcters en les pesoleres.

genotip

Gregor Mendel

– La manera com es transmet de pares a fills.

El pare de la genètica

al·lels

la combinació específica dels quals és el

Projecte Genoma Humà

La genètica és la ciència que estudia l’herència de les característiques biològiques:

– Els processos mitjançant els quals es manifesten els caràcters hereditaris.

les diferents formes del qual reben el nom de

que en els humans és estudiat pel

El material genètic que hi ha en el nucli de totes les cèl·lules eucariotes, que és format per DNA i s’organitza en forma de cromosomes, es transmet de cèl·lula a cèl·lula i de pares a fills seguint unes lleis molt ben establertes. La transmissió dels cromosomes d’una cèl·lula mare a les cèl·lules filles s’acompleix mitjançant el procés de mitosi. La transmissió dels cromosomes de pares a fills es fa a través dels gàmetes, que es formen mitjançant el procés de meiosi.

Mendel era botànic. Ensenyava ciències naturals en una escola primària. Va dedicar bona part del seu temps a l’experimentació amb diverses classes de pèsols i altres plantes, que encreuava mitjançant pol·linització artificial. El 1865 va publicar els resultats dels seus experiments en el llibre Experiments d’hibridació en plantes.

Mendel va estudiar, entre altres caràcters, com s’heretava el color, verd o groc, i la textura, llisa o rugosa, dels pèsols. que juntament amb l’ segons els quals un organisme pot ser, per a un determinat caràcter,

ambient

determinen l’aparença o

fenotip

Segur que ja saps... 1

Per quina biomolècula és format el material hereditari?

2

Què són els cromosomes?

3

Com es reparteix el material hereditari durant la formació dels gàmetes?

homozigot

heterozigot

T’agradaria saber... 4

Què són els gens?

5

Quines lleis regeixen l’herència dels gens?

6 A què són degudes les malalties hereditàries?

Sobre Mendel: 7

Què són els organismes transgènics? I la clonació? Convent dels agustins de Brno (República Txeca). Al seu claustre, Mendel va dur a terme els seus experiments

www.xtec.es/~jllort1/biolegs europa/mendel.htm

130

131

Pàgines 130-131

Caràcters biològics quantitatius o qualitatius Un caràcter biològic es defineix com la manifestació d’un gen, que ve determinada pels al·lels que el formen. Els caràcters biològics poden ser heretables, si es transmeten de generació rere generació o no heretables, si no es transmeten.

Els caràcters que s’han d’estudiar són:

En aquesta activitat s’analitzaran els caràcters heretables quantitatius i qualitatius.

4 Lòbuls de les orelles (lliures o separats)

Caràcter qualitatiu

6 Barbeta amb clotet

És aquell que presenta poques alternatives fàcils d’observar.

7 Color d’ulls

Caràcter quantitatiu

9 Forma del cabell

Aquell caràcter que presenta diferents graduacions entre dos valors extrems. Aquest caràcter depèn normalment de l’acció acumulativa de molts gens.

10 Color de la pell

Aquesta activitat consisteix que cada alumne/a elabori una taula amb tots els alumnes de la classe i els caràcters que s’han d’observar de tots els companys. Cada alumne/a haurà de determinar quins caràcters són quantitatius i quins són qualitatius a partir dels resultats obtinguts del grup classe.

12 Creuament de les cames (dreta sobre esquerra / esquerra sobre dreta)

1 Sexe 2 Estatura 3 Enrotllament de la llengua en forma d’U 5 Forma de la cara

8 Color del cabell

11 Creuament dels braços (dret sobre esquerre / esquerre sobre dret)

13 Grup sanguini 14 Longitud dels dits índex i anular (índex = anular, índex > anular, índex < anular) La disposició de la taula serà la següent:

alumne/a

caràcters biològics quantitatius o qualitatius 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

120


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 121


5

Gens i al·lels

Entre 20.000 i 24.000 és el nombre de gens que formen el genoma humà.

Si escrivíssim una lletra per a cada nucleòtid present en el genoma humà, ompliríem 3.200 llibres de 500 pàgines cadascun. En aquesta “enciclopèdia” hi apareixerien tots els nostres gens, tota la informació genètica que determina que cadascú de nosaltres sigui com és.

Els gens

Homozigot i heterozigot

Els gens són les unitats bàsiques de l’herència genètica. Formen part del DNA i, per tant, dels cromosomes. Cada gen conté la informació necessària per determinar una característica biològica, com per exemple el color del cabell o el grup sanguini. En cada gen hi ha codificada la informació necessària per dirigir la síntesi d’una proteïna específica.

Si els dos cromosomes homòlegs porten exactament els mateixos al·lels per a un gen determinat (per exemple els al·lels que determinen CABELL ROS per al gen “color del cabell”), es diu que l’individu és homozigot per al caràcter “color del cabell”.

El conjunt de tots els gens d’un individu és el seu genoma. Per tant, el genoma és el “llibre” en què hi ha escrites totes les instruccions que determinen les característiques biològiques de cada espècie i de cada individu.

Els al·lels Els cromosomes homòlegs contenen els mateixos gens, que determinen unes mateixes característiques biològiques, però no les han de determinar necessàriament de la mateixa manera. Per exemple, cada persona té dos cromosomes homòlegs que contenen el gen que determina el “color del cabell”, però un pot dir CABELL ROS, mentre que l’altre pot dir CABELL BRU. Aquestes formes diferents d’un mateix gen s’anomenen al·lels.

5

Les lleis de l’herència (II)

La llei de la transmissió independent dels caràcters

La teoria cromosòmica de l’herència va ser proposada per Walter Sutton i Theodore Boveri de manera independent.

A partir dels resultats obtinguts en el segon experiment, Mendel va deduir una altra llei, que podem expressar actualment així:

En canvi, si els dos cromosomes homòlegs porten al·lels diferents (l’un CABELL ROS i l’altre CABELL BRU per al gen “color del cabell”), es diu que l’individu és heterozigot per al caràcter “color del cabell”.

Nou

Pèsol

Roseta

A principis del segle XX, abans que es descobrís que la biomolècula que conté la informació genètica és el DNA, es va observar que els gens i els cromosomes es comportaven de la mateixa manera durant la formació dels gàmetes en la meiosi. D’acord amb aquest paral·lelisme, es va proposar que els gens són transportats pels cromosomes (actualment sabem que els gens formen part del DNA i, per tant, dels cromosomes). Aquesta proposta és la base de la teoria cromosòmica de l’herència, que afirma que els caràcters hereditaris estan controlats per gens que es localitzen en els cromosomes i que són fidelment transmesos a la descendència a través dels gàmetes, fet que manté la continuïtat genètica de generació en generació.

És a dir, que si un gàmeta rep l’al·lel “color groc”, tant pot rebre l’al·lel que determina la “textura llisa” com la “textura rugosa”, i viceversa.

Herència de dos caràcters

L’herència de la forma de la cresta de les gallines és controlada per dues parelles de gens, que s’hereten seguint la llei de la transmissió independent dels caràcters.

La teoria cromosòmica de l’herència

Quan es formen els gàmetes dels progenitors, la separació dels al·lels d’un gen determinat és independent de la separació dels al·lels d’un altre gen.

Senzilla

En un segon tipus d’experiment, Mendel va encreuar línies pures (homozigotes) de pesoleres productores de pèsols de color groc i textura llisa i línies pures (homozigotes) de pesoleres productores de pèsols verds i textura rugosa. En aquest cas, s’analitzen dos gens diferents, un que determina el “color del pèsol” i l’altre que determina la “textura del pèsol”, cadascun amb dos al·lels, “color groc” i “color verd” i “textura llisa” i “textura rugosa", respectivament.

A més a més del color i la textura dels pèsols, Mendel va analitzar altres caràcters de les pesoleres amb els mateixos resultats:

caràcters

al·lels

de les beines

axial / terminal inflada / arrugada verda / groga

de les flors

violetes / blanques

de les tiges

altes / nanes

Els resultats de Mendel poden ser explicats com a conseqüència directa de la separació dels cromosomes homòlegs durant la meiosi i de les noves combinacions que es formen durant la fusió dels gàmetes. En l’esquema es pot observar la formació dels gàmetes i les combinacions que es formen en els descendents.

La primera generació filial Al·lels

En la primera generació filial, totes les pesoleres produïen pèsols grocs i llisos. És a dir, que l’al·lel “color groc” domina sobre l’al·lel “color verd”, com ja s’ha deduït del primer experiment, i l’al·lel “textura llisa” domina sobre l’al·lel “textura rugosa”.

Theodore Boveri

G

Gàmetes

GL

g Gl

La segona generació filial L

En encreuar plantes de la primera generació filial, Mendel va obtenir que, de cada 16 pesoleres, 9 produïen pèsols grocs i llisos, 3 produïen pèsols grocs i rugosos, 3 produïen pèsols verds i llisos i 1 produïa pèsols verds i rugosos; és a dir, es donava una proporció de 9:3:3:1. primer encreuament al·lel “cabell bru”

al·lel “cabell ros”



Cromosomes homòlegs d’un individu heterozigot per al caràcter “color del cabell”

GL

GL

Gl

GGLL

GGLl

gL

gl

GgLL

GgLl

Gl gL

P

Quantes varietats de pèsols, degudes a la presència de diversos al·lels, pots observar en aquesta fotografia?

GL

F1

gl Esquema de les possibles combinacions resultants de la formació dels gàmetes

F2

segon encreuament

GgLl

gl

GL

Gl

GGlL

GGll

GglL

Ggll

gL

gGLL

gGLl

ggLL

ggLl

gl

gGlL

gGll

gglL

ggll

GL

GGLL

Quin caràcter pots observar en els dibuixos d’aquesta doble pàgina? Quins al·lels presenten aquest caràcter? Quina persona és homozigota per a aquest caràcter? I quina és heterozigota?

Gl gL

ggll GgLl

gl

gl

gàmetes

Cromosomes homòlegs d’un individu homozigot per al caràcter “color del cabell”

132

Esquema dels dos encreuaments fets en el segon tipus d’experiment de Mendel

133

Pàgines 132-133

137

136

Pàgines 136-137

Arbre genealògic: caràcters heretables i caràcters adquirits

Estudi d’un caràcter heretable: els dermatoglifs

Els caràcters biològics heretables es transmeten de generació rere generació; en canvi, els caràcters adquirits no són heretables, s’adquireixen al llarg de la vida.

Material: fitxa i tinta.

Els arbres genealògics són representacions de la història genètica d’una família respecte a un caràcter en concret. S’hi representen tots els membres de la família i s’indica el fenotip que tenen respecte al caràcter que s’està analitzant. En la construcció de l’arbre genealògic s’utilitzen diversos símbols: els cercles indiquen dones; els quadrats, homes; els rombes, persones de sexe desconegut; els aparellaments es representen unint els pares amb una línia horitzontal; els descendents, amb una línia vertical que els uneix als pares; els germans, ordenats en horitzontal i d’esquerra a dreta segons l’edat, i els bessons, mitjançant línies diagonals. En una cartolina A4, cada alumne/a ha d’elaborar el seu arbre genealògic; que sigui més o menys complet dependrà de la informació de la qual disposin, però en un principi hauria de ser: des dels avis i àvies materns i paterns fins a arribar a ells/es. Els caràcters que s’analitzaran són: color d’ulls, coneixement d’anglès, color de cabell, forma del cabell, capacitat d’anar en bicicleta. Per realitzar l’arbre genealògic a part de tenir presents les indicacions esmentades anteriorment, cada alumne/a, en el mateix arbre, haurà de dibuixar el rostre de cada familiar (o posar una fotografia tipus carnet) i indicar per a cada familiar les manifestacions dels caràcters estudiats. Finalment, l’alumne/a haurà d’argumentar quins caràcters són heretables i quins són adquirits. ESO Biologia i geologia 4

gL

l

Procediment: Utilitzant la fitxa adjuntada, cada alumne/a haurà de realitzar l’empremta dactilar que correspongui a cada dit, de la mà dreta o esquerra. Per posar l’empremta sobre el paper s’ha de tenir cura de fer-ho d’un sol cop, sense prémer gaire i no utilitzar gaire tinta, ja que si no l’empremta es veurà borrosa i no es podrà analitzar posteriorment. NOM I COGNOMS: _______________________________ dits de la mà dreta 1 polze

2 índex

dits mà dreta

1

3 del mig

2

4 anular

3

5 petit

4

5

tipus de mostra

dits de la mà esquerra 6 petit

7 anular

dits mà esquerra

1

8 del mig

2

9 índex

3

10 polze

4

5

tipus de mostra

121

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 122

Unitat 5 Recursos didàctics El tipus d’empremtes que ens podem trobar són les següents:

5

Relacions entre al·lels i amb l’ambient

La influència ambiental Sovint, l’ambient és un factor clau perquè es manifestin determinats caràcters genètics. Per exemple, si els gens d’una persona determinen que la seva alçada sigui d’1,70 a 1,80 m, però durant la infantesa i l’adolescència no segueix una dieta adequada, pot ser que mai no arribi a aquesta alçada. És a dir, els gens determinen la potencialitat dels éssers vius i l’ambient en pot modular l’efecte. Es diu, mitjançant termes genètics, que el fenotip (l’aparença) és el resultat de la combinació del genotip (la combinació d’al·lels que té l’individu) i de l’ambient.

L’alçada o el pes d’una persona estan determinats exclusivament pels seus caràcters genètics?

fenotip = genotip + ambient

a

a triradi b remolí

b

c

c arc d vaga

d

e

La coloració mesclada de la flor de nit és un exemple molt complexe d’herència intermèdia

f

Les relacions entre els al·lels d’un gen En els experiments de Mendel, la manifestació de la informació determinada per un al·lel dominava sobre la de l’altre. L’al·lel “color groc” dominava sobre l’al·lel “color verd”, i l’al·lel “textura llisa”, sobre l’al·lel “textura rugosa”. La dominància/recessivitat és un tipus de relació entre al·lels.

e vestigi f camps oberts

Sobre les lleis de Mendel: www.edu365.cat/aulanet/com soc/Lab_bio/glossari_bio4.htm

Cada alumne/a ha d’identificar l’empremta de cada dit i contestar les preguntes següents:

2 Quin percentatge respecte al total de la classe representa cadascun dels tipus? 3 Realitza, respecte al total de la classe, un gràfic comparatiu dels resultats.

D’altra banda, cada vegada hi ha més proves que indiquen que molts aspectes de les persones com la personalitat, que fins fa poc es creia que no tenien cap rerefons biològic, tenen un substrat genètic. Aquest fet no té res d’estrany, ja que el funcionament del nostre cervell està regulat i controlat per multitud de gens. En aquests casos, però, la influència ambiental és encara més forta.

També hi ha gens que presenten més de dos al·lels, com els grups sanguinis humans (A, B i 0), i gens que estan tan a prop en un mateix cromosoma que els seus al·lels no se separen independentment, és a dir, que no compleixen la llei de la transmissió independent dels caràcters.

L’herència lligada al sexe

Cromosomes sexuals d’una persona de sexe masculí (el gros és el cromosoma X i el petit és el cromosoma Y)

1 Quin percentatge representa cada tipus d’empremta? Quina és l’empremta dactilar que més se’t repeteix?

Hi ha altres tipus de relació entre al·lels, com per exemple l’herència intermèdia. En aquest cas, el fenotip és una barreja de les característiques dels dos al·lels. Per exemple, les línies pures de la flor de nit poden ser vermelles o blanques. Quan s’encreuen entre si, els seus descendents són tots de color rosa.

Per tant, podem dir que no hi ha un determinisme genètic absolut, és a dir, no som el resultat únicament de les instruccions que duen els nostres gens. Cal tenir en compte la influència de l’ambient. Per això cada individu és una barreja dels seus pares “personalitzada” per altres factors.

En els humans, com en moltes altres espècies animals, la determinació del sexe depèn dels cromosomes sexuals, X i Y. El cromosoma X és molt gros i conté molts gens. El cromosoma Y, en canvi, és més petit i en conté pocs. Les dones, que són XX, tenen dos al·lels per a cada gen present en el cromosoma X, un en cadascun dels dos cromosomes X homòlegs. Els homes, en canvi, que són XY, tenen un sol al·lel per a cada gen del cromosoma X, ja que només en tenen un (l’altre és el cromosoma Y). Això fa que el patró d’herència d’aquests caràcters biològics sigui lleugerament diferent del descrit en les lleis de Mendel. És l’anomenada herència lligada al sexe.

Encara que dos bessons siguin genèticament iguals, les influències ambientals poden fer que es vegin diferències (per exemple, un pot ser més alt o més gras que l’altre...)

138

139

Pàgines 138-139

Relació entre els al·lels d’un gen Activitat de grup La classe es dividirà en quatre grups que estudiaran les diferents relacions entre els al·lels d’un gen. Cada grup treballarà 10 minuts la relació entre els al·lels que li hagi tocat. Finalitzat el temps s’aniran passant el material d’un grup a un altre, de manera que al final tots els grups hagin treballat el mateix. GRUP 1: Al·lels dominants i al·lels recessius: S’estudiarà el caràcter “color dels ulls”: el color d’ulls marró M és dominant respecte al recessiu que determina el color d’ulls blau, m. Material: Una cartolina A4 marró. Una cartolina A4 blava. Retoladors. Tisores. Procediment: Es realitzaran 12 quadrats amb cada cartolina de 7 x 7 cm. A cada quadrat li posarem amb retolador l’al·lel que li correspongui: Marró: M i Blau: m Es realitzaran tots els encreuaments possibles i s’apuntarà en la llibreta de cadascun dels encreuaments el fenotip i el genotip de progenitors i descendents.

122


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 123

Recursos didàctics Unitat 5 GRUP 2: Al·lels codominants: S’estudiarà el caràcter “color de les flors de nit”: color vermell V és codominant amb el color blanc B. Així, l’heterozigot presenta un enotip de color intermedi rosa VB.

Una cartolina A4 blanca.

GRUP 4: Lleis de Mendel: S’estudiaran dos caràcters: el caràcter “color de la beina” i el caràcter “color de la flor”. El caràcter color de la beina verda domina sobre groga; per tant el color de la beina verda V i el color de la beina groga v. L’altre caràcter serà el color de les flors: vermella domina sobra blanca; així, el color vermell vindrà determinat per l’al·lel R, mentre que el recessiu serà r.

Retoladors.

Material:

Tisores.

Una cartolina A4 verda.

Procediment:

Una cartolina A4 groga.

Es realitzaran 12 quadrats amb cada cartolina de 7 x 7 cm.

Una cartolina A4 vermella.

A cada quadrat li posarem amb retolador l’al·lel que li correspongui: Vermell: V i Blanc: B

Retoladors.

Material: Una cartolina A4 vermella.

Es realitzaran tots els encreuaments possibles i s’apuntarà en la llibreta de cadascun dels encreuaments el fenotip i el genotip de progenitors i descendents. GRUP 3: Al·lels que determinen el grup sanguini: S’estudiarà el caràcter “grup sanguini”; els seus al·lels no se separen independentment, és a dir, que no compleixen la llei de la transmissió independent dels caràcters. Grup sanguini A: AA i AO; grup sanguini B: BB, BO; grup sanguini AB: AB, i grup sanguini O: OO.

Una cartolina A4 blanca. Tisores. Procediment: Es realitzaran 12 quadrats amb cada cartolina de 7 x 7 cm. A cada quadrat li posarem amb retolador l’al·lel que li correspongui: Verda: V, groga: v, vermella: R i blanca: r. Es realitzaran tots els encreuaments proposats per Mendel tot seguin les lleis de Mendel i s’apuntarà en la llibreta de cadascun dels encreuaments el fenotip i el genotip de progenitors i descendents.

Material: Una cartolina A4 groga. Una cartolina A4 blanca. Una cartolina A4 beix. Retoladors. Tisores. Procediment: Es realitzaran 12 quadrats amb cada cartolina de 7 x 7 cm. A cada quadrat li posarem amb retolador l’al·lel que li correspongui: la cartolina groga determinarà el grup A: A; la cartolina blanca deterninarà el grup B: B, i la cartolina beix determinarà el grup O: O. Es realitzarant tots els encreuaments possibles i s’apuntarà en la llibreta de cadascun dels encreuaments el fenotip i el genotip de progenitors i descendents.


123

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 124

Unitat 5 Solucionari La llei de la transmissió independent dels caràcters. Es basa en l’herència de dos caràcters. En un segon tipus d’experiment, Mendel va encreuar línies pures (homozigotes) de pesoleres productores de pèsols de color groc i textura llisa, i línies pures (homozigotes) de pesoleres productores de pèsols verds i textura rugosa. En aquest cas, s’analitzen dos gens diferents, un que determina el “color del pèsol” i l’altre que determina la “textura del pèsol”, cadascun amb dos al·lels, “color groc” i “color verd”, i “textura llisa” i “textura rugosa", respectivament.


Pàgina 130 1

El material hereditari que hi ha en el nucli de totes les cèl·lules eucariotes és format per DNA.

2

Els cromosomes és DNA plegat i compactat en forma de petits bastonets que podem observar en tots els nuclis de les cèl·lules eucariotes en divisió.

3

El material genètic es distribueix entre les quatre cèl·lules filles resultants. Cadascuna d’elles contindrà la meitat de material genètic que la cèl·lula mare; per tant, seran cèl·lules haploides.

A partir dels resultats obtinguts en el segon experiment, Mendel va deduir una altra llei, que podem expressar actualment així: Quan es formen els gàmetes dels progenitors, la separació dels al·lels d’un gen determinat és independent de la separació dels al·lels de l’altre gen. 6

Les malalties hereditàries són degudes a les mutacions. El material hereditari pot patir canvis, anomenats mutacions, com la pèrdua o el guany d’un nucleòtid o d’una sèrie de nucleòtids del DNA, els quals es poden transmetre de pares a fills i de generació en generació. Cada vegada que es produeix un canvi en un gen s’origina un al·lel nou d’aquest gen.

7

Els organismes transgènics són éssers modificats per mitjà de la biotecnologia (l’explotació de recursos biològics mitjançant el control o la modificació de cèl·lules animals, vegetals o microorganismes) i l’enginyeria genètica (conjunt de tècniques que serveixen per manipular el material genètic de les cèl·lules).


Pàgina 130 4

5

Els gens són les unitats bàsiques de l’herència genètica. Formen part del DNA i, per tant, dels cromosomes. Cada gen conté la informació necessària per determinar una característica biològica, com per exemple el color del cabell o el grup sanguini. En cada gen hi ha codificada la informació necessària per dirigir la síntesi d’una proteïna específica. La llei de la segregació dels caràcters. Es basa en l’herència d’un caràcter: les lleis de l’herència dels caràcters biològics van ser postulades per Mendel el 1865. En un primer tipus d’experiment, Mendel va encreuar plantes productores de pèsols grocs amb plantes productores de pèsols verds. Aquestes plantes eren línies pures, ja que eren homozigotes per al gen “color dels pèsols”. Això vol dir que si s’aparellaven entre si, les plantes descendents sempre produïen pèsols grocs o pèsols verds, respectivament. Dels resultats obtinguts del segon encreuament entre dos individus homozigots per al mateix caràcter biològic, Mendel va deduir una llei, que podem expressar actualment així: En la formació dels gàmetes, els al·lels se segreguen, és a dir, se separen, i es tornen a unir en la generació següent.

124

La clonació és la formació d’organismes que tenen un material genètic completament idèntic, com els bessons monozigòtics o univitel·lins.

CONTINGUTS

Pàgina 132

Quantes varietats de pèsols, degudes a la presència de diversos al·lels, pots observar en aquesta fotografia? Quatre varietats: pèsols grocs i llisos, grocs i rugosos, verds i llisos, i verds i rugosos.


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 125


Pàgina 133

Pàgina 141

Quin caràcter pots observar en els dibuixos d’aquesta doble pàgina? Quins al·lels presenten aquest caràcter? Quina persona és homozigota per a aquest caràcter? I quina és heterozigota? El caràcter observat és “color de cabell”. Els al·lels que presenta el color de cabell són al·lel “cabell ros” i al·lel “cabell bru”. L’al·lel “cabell bru” (B-) domina sobre l’al·lel “cabell ros” (bb). El noi és homozigot ja que els seus cromosomes homòlegs presenten els dos al·lels recessius (color cabell ros). La noia és heterozigota, ja que presenta els dos al·lels: “cabell bru” i “cabell ros”, tot i que només es manifesti el dominant: l’al·lel “cabell bru”.

Podries descriure com hi veu una persona miop? Si els teus pares són miops, és probable que tu també ho siguis? Per què? Una persona miop pot veure molt bé de prop però no de lluny, ja que ho veu borrós. La probabilitat podria ser més alta, ja que és més fàcil heretar l’al·lel que determina la miopia. La miopia té patrons d’herència molt senzills, com els que va estudiar Mendel.

Pàgina 142

Per a què serveixen els antibiòtics? Creus que és un avenç poder produir-ne? Per què? Els antibiòtics serveixen per eliminar els bacteris. N’hi ha d’específics i de genèrics. Sí que ho és, perquè d’aquesta forma és més fàcil poder controlar les malalties tant associades a bacteris com a altres microorganismes (fongs, virus), ja que si bé els antibiòtics no els maten, ajuden a controlar les possibles infeccions secundàries que es puguin donar com a conseqüència d’una disminució de l’activitat immunitària.

Pàgina 139

L’alçada o el pes d’una persona estan determinats exclusivament pels seus caràcters genètics? L’alçada i el pes no estan determinats exclusivament pels seus caràcters genètics, sinó que l’ambient és un factor clau perquè es manifestin. Per exemple, si els gens d’una persona determinen que la seva alçada sigui d’1,70 a 1,80 m, però durant la infantesa i l’adolescència no segueix una dieta adequada, pot ser que mai no arribi a aquesta alçada. És a dir, els gens determinen la potencialitat dels éssers vius i l’ambient en pot modular l’efecte.

ACTIVITATS


Quins membres d’aquesta família eren hemofílics? I portadors (heterozigots)? Els membres hemofílics eren alguns homes descendents de la reina Victòria d’Anglaterra. Els portadors eren algunes dones de la família.

Els al·lels són formes diferents de manifestar-se una característica biològica que es troba en un mateix gen. Els gens contenen els al·lels. Cada gen conté la informació necessària per determinar una característica biològica, i la manifestació d’aquesta característica són els al·lels; així, el gen que determina el color del cabell té dos al·lels: color ros, bru.

2

Genotip. Combinació específica d’al·lels d’un individu. Fenotip. Aparença d’un individu, conjunt de característiques que el defineixen i que són determinades pel seu genotip i per la influència de l’ambient. Al·lel dominant. Manifestació d’un caràcter que impera sobre els altres. Al·lel recessiu. Manifestació d’un caràcter que només es pot mostrar amb la presència d’un altre al·lel recessiu.


125

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 126

Unitat 5 Solucionari Herència intermèdia. El fenotip dels individus heterozigots per a un determinat caràcter és una barreja de les característiques dels dos al·lels. Per exemple, les línies pures de la flor de nit poden ser vermelles o blanques. Quan s’encreuen entre si, els seus descendents són tots de color rosa. Herència lligada al sexe. La manifestació dels gens que apareixeran en les generacions següents correspon als cromosomes sexuals X i Y. 3

• Cal analitzar les manifestacions d’un sol caràcter. Mendel va analitzar el color dels pèsols (groc i verd). • A partir dels resultats del segon encreuament (segona generació filial), es pot deduir la llei de la segregació de caràcters. 6

Si els dos cromosomes homòlegs porten exactament els mateixos al·lels per a un gen determinat (per exemple els al·lels que determinen “cabell ros” per al gen “color del cabell”), es diu que l’individu és homozigot per al caràcter “color del cabell”.

Els resultats de Mendel poden ser explicats com a conseqüència directa de la separació dels cromosomes homòlegs durant la meiosi i de les noves combinacions que es formen durant la fusió dels gàmetes.

En canvi, si els dos cromosomes homòlegs porten al·lels diferents (un “cabell ros” i l’altre “cabell bru” per al gen “color del cabell”), es diu que l’individu és heterozigot per al caràcter “color del cabell”. 4

• Cal analitzar les manifestacions de dos caràcters independents. Mendel va analitzar el color dels pèsols (groc i verd) i la forma dels pèsols (llisa, rugosa). • A partir del segon encreuament (segona generació filial) es pot deduir la llei de la transmissió independent dels caràcters.

Les relacions entre els al·lels d’un gen poden ser: Dominància/recessivitat. Un dels al·lels domina sempre per sobre de l’altre, com “textura llisa” d’un pèsol, que domina per sobre de “textura rugosa”. Herència intermèdia. El fenotip és una barreja de les característiques dels dos al·lels. Per exemple, les línies pures de la flor de nit poden ser vermelles o blanques; quan s’encreuen entre si, els seus descendents són tots de color rosa. També hi ha gens que presenten més de dos al·lels, com els grups sanguinis humans (A, B i 0), i gens que estan tan a prop en un mateix cromosoma que els al·lels no se separen independentment, és a dir, que no compleixen la llei de la transmissió independent dels caràcters.

5

En la formació dels gàmetes, els al·lels se segreguen, és a dir, se separen, i es tornen a unir en la generació següent. Els resultats obtinguts per Mendel poden ser explicats com la conseqüència directa de la separació dels cromosomes homòlegs durant la meiosi i de les noves combinacions que es formen durant la fusió dels gàmetes. Quan es formen els gàmetes, els al·lels se separen (es diu que se segreguen), ja que es troben en diferents cromosomes d’un mateix parell de cromosomes homòlegs, i cada un va a parar a un gàmeta diferent. Aquestes plantes eren línies pures, ja que eren homozigotes per al gen “color dels pèsols.

126

Quan es formen els gàmetes dels progenitors, la separació dels al·lels d’un gen determinat és independent de la separació dels al·lels d’un altre gen. És a dir, que si un gàmeta rep l’al·lel “color groc”, tant pot rebre l’al·lel que determina la “textura llisa” com la “textura rugosa”, i viceversa.

Pàgina 145 7

• Els gàmetes del progenitor masculí porten els al·lels NA. • Els gàmetes del progenitor femení porten els al·lels na. • Els gàmetes dels cobais de la primera generació filial porten els al·lels: NA, Na, nA, na. • Només són homozigots per al color de pèl el progenitor masculí (NN) i el progenitor femení (nn). • Només són homozigots per a la forma del pèl el pogenitor masculí (AA) i el progenitor femení (aa). • En la primera generació filial tots són heterozigots per al color del pèl (Nn). • En la primera generació filial tots són heterozigots per a la forma del pèl (Aa). • Un mateix fenotip pot ser determinat per un genotip diferent, com en el cas del color negre del pèl dels cobais, que en la segona generació filial és determinat per la combinació d’al·lels NN i Nn. El mateix passa amb la forma arrissada del pèl d’aquests animals, que és determinada pel genotip AA i Aa i es manifesta amb el mateix fenotip “pèl arrissat”. • Els al·lels dominants són N (“pèl negre”) i A (“pèl arrissat”). Els al·lels recessius són n (“pèl blanc”) i a (“pèl llis”).


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 127


Pàgina 146 8

9

• No, ja que si estiguessin en el mateix cromosoma, a l’hora de la recombinació dels cromosomes el patró d’herència hagués estat diferent, i Mendel no hagués obtingut els resultats esperats. • S’estan analitzant dos gens: “color del cos de la mosca” (marró i negre) i “color d’ulls” (vermells i blancs). • Color de la mosca: dos al·lels que són cos marró (MM, Mm) i cos negre (nn). Color d’ulls: dos al·lels que són vermells (BB, Bb) i blancs (bb). • Els al·lels dominants són M (cos marró) i B (ulls vermells). Els al·lels recessius són m (cos negre) i b (ulls blancs). • 90 mosques de cos marró i ulls vermells: M-B30 mosques de cos marró i ulls blancs: M-bb 30 mosques de cos negre i ulls vermells: mmB10 mosques de cos negre i ulls blancs: mmbb

Pàgina 147 10 Els al·lels que determinen que la flor de nit sigui blanca:

BB Els al·lels que determinen que la flor de nit sigui vermella: VV Els al·lels que determinen que la flor de nit sigui rosa: Bv BB (blanca)

x

BV (rosa)

x

VV (vermella)

• Els individus heterozigots són els que presenten la combinació d’al·lels Pp per a aquest caràcter; estan representats amb quadrats i rodones negres en les tres generacions i un dels progenitors. • Els dos individus assenyalats amb un asterisc són cosins. • En casos de consanguinitat s’aconsella el diagnòstic prenatal, perquè és més probable que en el fill es manifesti el fenotip de l’al·lel recessiu, ja que els dos progenitors poden ser portadors de la malaltia sense saber-ho (poden ser heterozigots per a aquesta).

Pàgina 148 12 Resposta oberta.

• L’al·lel dominant és el que determina la capacitat de poder enrotllar la llengua i el recessiu és el que no ho pot permetre. • Si determinen: E com l’al·lel dominant “poder enrotllar la llengua” i e com l’al·lel recessiu “no poder enrotllat la llengua”, els genotips serien: EE o Ee, per a una persona que sí que pot enrotllar la llengua i ee, per a una persona que no pot enrotllar la llengua. • Són homozigots recessius els membres de la família que no poden enrotllar la llengua. Són homozigots dominants alguns dels que sí que poden enrotllar la llengua (depèn de cada família). • Resposta oberta.

Pàgina 149 13 • L’àvia es representa mitjançant dos cromosomes

BB (blanca)

BV (rosa)

BV (rosa)

BV (rosa)

VV (vermella)

11 • L’al·lel que determina la polidactília és dominant sobre

el que determina l’existència de cinc dits perquè els individus afectats són heterozigots (Pp) per a aquest caràcter. • Només hi ha un individu homozigot per a la polidactília (PP). Es troba en la tercera generació, representat amb un quadrat de color negre. D’individus homozigots per a cinc dits, en trobem en la primera, la segona i la tercera generacions; un dels progenitors (pp) també ho és. Són els que no es veuen afectats per la malaltia (rodones o quadrats blancs).


X (XA Xa), ja que la calvície és una característica biològica hereditària que presenta un patró d’herència lligat al sexe i, per tant, l’àvia, per ser dona presentarà els cromosomes sexuals XX, mentre que l’avi, l’home, presentarà els XY. • L’àvia, si bé és portadora no presenta calvície perquè l’al·lel responsable de la calvície és recessiu (Xa) enfront de l’al·lel normal (XA). • El quart fill és calb, ja que en presència del cromosoma Y, es manifestarà sempre l’al·lel del cromosoma X, en aquest cas, responsable de la calvície (Xa). • No hi ha cap nét calb perquè el cromosoma X no presenta l’al·lel que determina la calvície (Xa), ja que la mare dels néts és XA XA.

127

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 128


Pàgina 150 14 • Una mutació és un canvi, pèrdua o guany d’un

nucleòtid o d’una sèrie de nucleòtids del DNA, els quals es poden transmetre de pares a fills i de generació en generació. • Cada vegada que es produeix un canvi en un gen s’origina un al·lel nou d’aquest gen. Aquest fet és la causa de la variabilitat que presenten totes les espècies d’éssers vius i la presència de malalties hereditàries. 15 El fenotip (l’aparença) és el resultat de la combinació

del genotip (la combinació d’al·lels que té l’individu) i de l’ambient. 16 • Als arbres genealògics, que són representacions de

la història genètica d’una família respecte a un caràcter concret, s’hi representen tots els membres de la família i s’hi indica el fenotip que tenen respecte al caràcter que s’està analitzant. • Els arbres genealògics permeten deduir, en moltes ocasions, el genotip dels seus membres. Els arbres genealògics han permès determinar quines malalties humanes tenen una base genètica i, per tant, són hereditàries, i quines no • En la construcció d’un arbre genealògic s’utilitzen diversos símbols: els cercles indiquen dones; els quadrats, homes; els rombes, persones de sexe desconegut; els aparellaments es representen unint els pares amb una línia horitzontal; els descendents, amb una línia vertical que els uneix als pares; els germans, ordenats en horitzontal i d’esquerra a dreta segons l’edat, i els bessons, mitjançant línies diagonals. 17 El diagnòstic prenatal consisteix en l’anàlisi genètica

de l’individu abans del naixement. Moltes malalties hereditàries es poden detectar precoçment mitjançant tècniques de diagnòstic prenatal. S’aconsella en determinats casos: edat materna avançada, consanguinitat dels progenitors (si són família), historial familiar amb anomalies genètiques i incidència de malalties, medicacions durant l’embaràs... 18 Són degudes a mutacions que es produeixen en

el material hereditari i que passen de generació a generació. Es poden detectar mitjançant els arbres genealògics.

128

Les malalties humanes amb una base genètica es poden classificar en dos grans grups: – Malalties degudes a mutacions en gens concrets, que provoquen un funcionament defectuós del gen en qüestió. Algunes, com l’hemofília (dificultat per coagular la sang), el daltonisme (impossibilitat de distingir determinats colors) o la miopia (visió borrosa dels objectes allunyats), tenen patrons d’herència molt senzills, com els que va estudiar Mendel. D’altres, en canvi, tenen patrons d’herència més complexos, que depenen de la interacció del gen defectuós amb l’ambient. La hipertensió (tensió arterial alta), afavorida per ingestes elevades de sal, o determinats tipus de càncer, afavorits pel contacte amb agents cancerígens, en són exemples. – Malalties degudes a alteracions cromosòmiques, com el trencament d’algun cromosoma, o degudes a la presència d’un nombre anormal de cromosomes, com per exemple la síndrome de Down, que es deu a la presència de tres cromosomes 21, o la síndrome de Turner, que es deu a la manca d’un dels dos cromosomes sexuals, de manera que hi ha un sol cromosoma X. 19 La teoria cromosòmica de l’herència afirma que els

caràcters hereditaris estan controlats per gens que es localitzen en els cromosomes i que són fidelment transmesos a la descendència a través dels gàmetes, fet que manté la continuïtat genètica de generació en generació. En produir-se la meiosi, els cromosomes homòlegs se separaran i al final de la meiosi cada cèl·lula filla tindrà un al·lel representatiu de cada gen, per exemple: color de pèsols groc: Gg, els al·lels G i g es repartiran cadascun d’ells a una cèl·lula filla. • Com que els caràcters hereditaris estan controlats per gens que es localitzen en els cromosomes, en produir-se la repartició de cromosomes durant la meiosi també repartiran els gens i d’aquesta forma els caràcters hereditaris seran fidelment transmesos a la descendència a través dels gàmetes, fet que manté la continuïtat genètica de generació en generació. • Segons la llei de segregació dels caràcters, quan es formen els gàmetes dels progenitors, la separació dels al·lels d’un gen determinat és independent de la separació dels al·lels d’un altre gen. Els resultats de Mendel poden ser explicats com a conseqüència directa de la separació dels cromosomes homòlegs durant la meiosi i de les noves combinacions que es formen durant la fusió dels gàmetes.


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 129


Pàgina 151 20 • L’hemofília. Perquè es troba lligada al cromosoma

sexual X. • Sí. Perquè al no presentar-se en el mateix cromosoma no seguiria el patró estudiat per Mendel. Resposta oberta.

• Actualment, ja es coneix la seqüència de tots els nucleòtids que el formen, i s’està treballant per esbrinar quins són els gens i la funció que fan. El coneixement del genoma humà està aportant dades molt valuoses sobre malalties humanes, cosa que permetrà buscar teràpies més efectives.

Pàgina 152

21 La biotecnologia és l’explotació de recursos biològics

mitjançant el control o la modificació de cèl·lules animals, vegetals o microorganismes. Els processos biotecnològics es fan servir des de l’antiguitat, com per exemple en la fabricació del pa, el vi, els iogurts i els formatges, en què s’utilitzen microorganismes, o en la selecció de races d’animals i plantes més resistents i productives. L’enginyeria genètica és el conjunt de tècniques que serveixen per manipular el material genètic de les cèl·lules: introduir gens nous, eliminar gens propis, mutar gens, etc. Les tècniques d’enginyeria genètica s’han anat desenvolupant durant la segona meitat del segle XX. L’organisme transgènic és un organisme manipulat genèticament. A un organisme transgènic normalment se li ha introduït un gen forà o se li ha eliminat la funció d’un gen propi

22 A partir d’un pacient afectat d’una malaltia genètica

deguda a un únic gen defectuós s’obtenen cèl·lules sanguínies, en l’interior de les quals s’introduirà el gen funcional. Aquestes cèl·lules modificades es faran créixer en un tub d’assaig i finalment es reimplantaran al pacient perquè guareixin la malaltia. 23 • Ha anat en augment al llarg dels anys.

• Resposta procedimental.

Pàgina 153 24 • La Noguera, el Segrià, el Pla d’Urgell, les Garrigues,

l’Urgell, la Segarra, el Tarragonès, el Montsià, el Bages, Osona, el Vallès Oriental, el Barcelonès, la Garrotxa, la Selva, el Maresme, el Gironès, el Pla de l’Estany, el Baix Empordà i l’Alt Empordà.

Projecte Genoma Humà és un projecte de recerca científica internacional que té com a darrer objectiu la descripció completa del material genètic humà i la determinació de la funció de cada gen. Actualment, ja es coneix la seqüència de tots els nucleòtids que el formen, i s’està treballant per esbrinar quins són els gens i la funció que fan. El coneixement del genoma humà està aportant dades molt valuoses sobre malalties humanes, cosa que permetrà buscar teràpies més efectives. • Els objectius que es persegueixen amb les plantes transgèniques són els següents: – Millorar el rendiment dels conreus mitjançant l’increment de la resistència a les plagues, el control de la maduració dels fruits i l’increment del valor nutritiu de les llavors. – Produir substàncies amb aplicacions farmacèutiques. • Els objectius que es persegueixen amb els animals transgènics són els següents:

• Ha anat en augment, tot i que la producció de blat de moro transgènic a Catalunya al 2004 va ser més abundant que al 2007. • El conreu de blat de moro transgènic ha anat augmentant progressivament fins a l’any 2006. El 2007 pateix una davallada. No, a la majoria es manté l’increment, però a la comarca del Segrià hi ha una disminució molt significativa (de 9.085 a 2.600,06 ha), responsable en gran part de la davallada global.

– Produir substàncies amb aplicacions farmacèutiques. – Obtenir animals que serveixin de model per estudiar malalties humanes, cosa que permet analitzar el funcionament del gen responsable i la influència de l’ambient i assajar tractaments.


129

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 130

Unitat 5 Solucionari • Des del 1998 fins al 2003, la producció va augmentar discretament, però del 2003 al 2004 es va produir un boom, la producció de transgènic es va incrementar a prop d’un 67%. Al gràfic es mostra un petit augment de 2005 al 2006, però al 2007, la producció comença a disminuir.

2

Resposta oberta. Perquè tenen un material genètic completament idèntic igual que passaria amb els organismes clònics.

3

Resposta oberta.

EIX TRANSVERSAL · Aliments transgènics

PROCEDIMENT · Obtenció de DNA

Pàgina 158

Pàgines 154 i 155

• La gent de la fotografia protesta per dues raons. Per una banda, per por a la introducció d’organismes transgènics a la natura de forma descontrolada, cosa que pot provocar la pèrdua d’espècies autòctones i la disminució de la biodiversitat del planeta. I per una altra, per por que els aliments transgènics que ingerim afectin la nostra salut, ja que no se sap com poden actuar en l’organisme.

7 • Tèrbol 8 • Transparent. • S’aprecien uns filament blancs que van pujant fins a arribar a l’alcohol. • El DNA. 9 • Resposta procedimental. Filaments blancs d’aspecte mucós. 10 • Del nucli de les cèl·lules de la boca.


• Aigua i cèl·lules epitelials procedents de la mucosa bucal.

– Resposta oberta. – Resposta oberta.

• S’haurien d’utilitzar cèl·lules amb nucli. En el cas que siguin eritròcits (glòbuls vermells) no podríem veure el DNA, ja que aquestes cèl·lules no presenten nucli.


AVALUACIÓ

Pàgina 159

REPORTATGE · Clonació: nova eina terapèutica? 1

Pàgina 157 1

Els organismes clònics són aquells que tenen un material genètic completament idèntic, com els bessons monozigòtics o univitel·lins. Per obtenir individus clònics, s’agafa el nucli d’una cèl·lula de l’individu que es vol clonar, que conté tot el material genètic, s’introdueix en un òvul al qual s’ha eliminat el propi nucli i s’implanta en l’úter d’una mare adoptiva. D’aquesta manera s’aconsegueix un nou organisme amb el mateix material genètic. Ara bé, és tan senzill com sembla? La veritat és que hi ha molts problemes inherents a la tècnica, com ho demostra que fessin falta 400 òvuls perquè nasqués Dolly. Dels 400 òvuls, a 277 se’ls va introduir un nucli amb èxit. Tots van ser implantats en mares adoptives, però només 13 ovelles van quedar prenyades. D’aquestes 13, només una va parir una ovella viva.

130

Els gens són les unitats bàsiques de l’herència genètica. Formen part del DNA i, per tant, dels cromosomes. Cada gen conté la informació necessària per determinar una característica biològica, com per exemple el color del cabell o el grup sanguini. En cada gen hi ha codificada la informació necessària per dirigir la síntesi d’una proteïna específica Els al·lels són les diferents formes de manifestació d’un mateix gen. El genotip és la combinació específica d’al·lels d’un individu. El fenotip és l’aparença d’un individu, conjunt de característiques que el defineixen i que són determinades pel seu genotip i per la influència de l’ambient. Una mutació és un canvi, pèrdua o guany d’un nucleòtid o d’una sèrie de nucleòtids del DNA, els quals es poden transmetre de pares a fills i de generació en generació.


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 131

Solucionari Unitat 5 Els arbres genealògics són representacions de la història genètica d’una família respecte a un caràcter concret; s’hi representen tots els membres de la família i s’hi indica el fenotip que tenen respecte al caràcter que s’està analitzant. 2

7

Dominància/recessivitat. Un dels al·lels domina sempre per sobre de l’altre, com la “textura llisa” d’un pèsol, que domina per sobre de la “textura rugosa”. Herència intermèdia. El fenotip és una barreja de les característiques dels dos al·lels. Per exemple, les línies pures de la flor de nit poden ser vermelles o blanques; quan s’encreuen entre si, els seus descendents són tots de color rosa.

Si els dos cromosomes homòlegs porten exactament els mateixos al·lels per a un gen determinat (per exemple els al·lels que determinen “cabell ros” per al gen “color del cabell”), es diu que l’individu és homozigot per al caràcter “color del cabell”.

També hi ha gens que presenten més de dos al·lels, com els grups sanguinis humans (A, B i 0), i gens que estan tan a prop en un mateix cromosoma que els seus al·lels no se separen independentment, és a dir, que no compleixen la llei de la transmissió independent dels caràcters.

En canvi, si els dos cromosomes homòlegs porten al·lels diferents (un “cabell ros” i l’altre “cabell bru” per al gen “color del cabell”), es diu que l’individu és heterozigot per al caràcter “color del cabell”. 3

4

Les malalties hereditàries: Són degudes a mutacions que es produeixen en el material hereditari i que passen de generació a generació. Es poden detectar mitjançant els arbres genealògics. Hi ha malalties degudes a mutacions en gens concrets i malalties degudes a alteracions cromosòmiques. La teoria cromosòmica de l’herència afirma que els caràcters hereditaris estan controlats per gens que es localitzen en els cromosomes i que són fidelment transmesos a la descendència a través dels gàmetes, fet que manté la continuïtat genètica de generació en generació.

Nn

x Nn

NN

nn

x (nn)

(Nn)

nn

6

Nn

No té perquè estar grassa si porta una dieta equilibrada, ja que no hi ha un determinisme genètic absolut, és a dir, no som el resultat únicament de les instruccions que duen els nostres gens. Cal tenir en compte la influència de l’ambient. Per això cada individu és una barreja dels seus pares “personalitzada” per altres factors. És a dir, els gens determinen la potencialitat dels éssers vius i l’ambient en pot modular l’efecte. Així, el fenotip és el resultat d’una combinació entre el genotip i la influència ambiental.


8

No. Perquè si dos gens es troben molt propers en el mateix cromosoma, els seus al·lels no se separaran independentment, no seguirien el patró de la llei de la transmissió independent dels caràcters.

9

Els objectius que es persegueixen amb les plantes transgèniques són els següents: – Millorar el rendiment dels conreus mitjançant l’increment de la resistència a les plagues, el control de la maduració dels fruits i l’increment del valor nutritiu de les llavors. – Produir substàncies amb aplicacions farmacèutiques. Els objectius que es persegueixen amb els animals transgènics són els següents:

5 x

Les relacions entre els al·lels d’un gen poden ser:

– Produir substàncies amb aplicacions farmacèutiques. – Obtenir animals que serveixin de model per estudiar malalties humanes, cosa que permet analitzar el funcionament del gen responsable i la influència de l’ambient i assajar tractaments. 10 El Projecte Genoma Humà és un projecte de recerca

científica internacional que té com a darrer objectiu la descripció completa del material genètic humà i la determinació de la funció de cada gen. Actualment, ja es coneix la seqüència de tots els nucleòtids que el formen, i s’està treballant per esbrinar quins són els gens i la funció que fan. El coneixement del genoma humà està aportant dades molt valuoses sobre malalties humanes, que permetrà buscar teràpies més efectives.

131

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 132

Control unitat 5

1

Busca quina relació existeix entre les parelles de paraules següents: Gen – al·lel Fenotip – genotip Homozigot – heterozigot Al·lel dominant – al·lel recessiu

Enuncia la teoria cromosòmica de l’herència i relaciona-la amb la meiosi.

3

Què són les mutacions? Quines conseqüències pot tenir una mutació?

4

A què són degudes les malalties hereditàries? En quins dos grans grups es poden classificar?

5

Què són els organismes transgènics? I la clonació?

6

Què és un arbre genealògic? Quina utilitat té?

7

Podrien sortir fills d’ulls blaus si els seus progenitors tenen ulls marrons? Raona la resposta. Al·lel ulls marrons (M) domina al recessiu ulls blaus (m).

8

Explica les lleis de Mendel amb els caràcters següents de les plantes de pèsol: Color beina: verd (V) és dominant respecte a groc (v). Altura de la planta: alta (A) és dominant respecte a baixa (a).

9

L’herència dels grups sanguinis es determina de la forma següent: Grup A: AA, A0; grup B: BB, B0; grup 0: 00; grup AB: AB. El Sr. Dubte, del grup sanguini A, pensa que el seu fill del grup sanguini 0 li va ser canviat a la maternitat. Si la Sra. Dubte pertany al grup sanguini AB, podries dir si el Sr. Dubte té raó? Raona la resposta.

Nom:

2



02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 133

Control unitat 5

10

L’al·lel que determina el daltonisme o ceguesa per als colors verd i vermell és recessiu (d) enfront de l’al·lel normal (D). Observa l’encreuament següent: XdXd x XDY

Filles normals i fills daltònics Quin tipus d’herència presentaria el daltonisme? Raona la resposta. Quin és el fenotip dels progenitors? Quin és el genotip de les filles? I el dels fills? Quina proporció d’heterozigots surten? Poden existir homes que siguin portadors? Raona la resposta. e Com hauria d’ésser la parella d’un dels fills (nois) perquè els seus fills i filles fossin normals?

Nom:

a b c d



02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 134


1

4

Gen – al·lel Els gens contenen els al·lels. Cada gen conté la informació necessària per determinar una característica biològica i la manifestació d’aquesta característica són els al·lels, com per exemple el gen que determina el color del cabell i els al·lels serien: color ros, bru, pel-roig.

Les malalties humanes amb una base genètica es poden classificar en dos grans grups: – Malalties degudes a mutacions en gens concrets, que provoquen un funcionament defectuós del gen en qüestió. Algunes, com l’hemofília (dificultat per coagular la sang), el daltonisme (impossibilitat de distingir determinats colors) o la miopia (visió borrosa dels objectes allunyats), tenen patrons d’herència molt senzills, com els que va estudiar Mendel.

Fenotip – genotip El fenotip (l’aparença) és el resultat de la combinació del genotip (la combinació d’al·lels que té l’individu) i de l’ambient. Homozigot – heterozigot Els cromosomes homòlegs contenen els mateixos gens, que determinen unes mateixes característiques biològiques, però no les han de determinar necessàriament de la mateixa manera. Per exemple, cada persona té dos cromosomes homòlegs que contenen el gen que determina el “color del cabell”, però un pot dir cabell ros, mentre que l’altre pot dir cabell bru. Aquestes formes diferents d’un mateix gen s’anomenen al·lels.

D’altres, en canvi, tenen patrons d’herència més complexos, que depenen de la interacció del gen defectuós amb l’ambient. La hipertensió (tensió arterial alta), afavorida per ingestes elevades de sal, o determinats tipus de càncer, afavorits pel contacte amb agents cancerígens, en són exemples. – Malalties degudes a alteracions cromosòmiques, com el trencament d’algun cromosoma, o degudes a la presència d’un nombre anormal de cromosomes, com per exemple la síndrome de Down, que es deu a la presència de tres cromosomes 21, o la síndrome de Turner, que es deu a la manca d’un dels dos cromosomes sexuals, de manera que hi ha un sol cromosoma X.

Al·lel dominant – al·lel recessiu L’al·lel dominant és la manifestació d’un caràcter que impera sobre els altres, mentre que l’al·lel recessiu és la manifestació d’un caràcter que només es pot mostrar amb la presència d’un altre al·lel recessiu. 2

3

Les malalties hereditàries: Són degudes a mutacions que es produeixen en el material hereditari i que passen de generació a generació. Es poden detectar mitjançant els arbres genealògics.

La teoria cromosòmica de l’herència afirma que els caràcters hereditaris estan controlats per gens que es localitzen en els cromosomes i que són fidelment transmesos a la descendència a través dels gàmetes, fet que manté la continuïtat genètica de generació en generació. Els gàmetes disposen d’un únic gen per a cada caràcter una vegada finalitzada la meiosi.

5

Una mutació és un canvi, pèrdua o guany d’un nucleòtid o d’una sèrie de nucleòtids del DNA, els quals es poden transmetre de pares a fills i de generació en generació.

Els organismes transgènics són éssers modificats per mitjà de la biotecnologia (l’explotació de recursos biològics mitjançant el control o la modificació de cèl·lules animals, vegetals o microorganismes) i l’enginyeria genètica (conjunt de tècniques que serveixen per manipular el material genètic de les cèl·lules). La clonació és la formació d’organismes clònics que tenen un material genètic completament idèntic, com els bessons monozigòtics o univitel·lins.

Cada vegada que es produeix un canvi en un gen s’origina un al·lel nou d’aquest gen. Aquest fet és la causa de la variabilitat que presenten totes les espècies d’éssers vius i la presència de malalties hereditàries.

6

Als arbres genealògics, que són representacions de la història genètica d’una família respecte a un caràcter concret, s’hi representen tots els membres de la família i s’hi indica el fenotip que tenen respecte al caràcter que s’està analitzant. Els arbres genealògics permeten deduir, en moltes ocasions, el genotip dels seus membres. Els arbres genealògics han permès determinar quines malalties humanes tenen una base genètica i, per tant, són hereditàries, i quines no.



02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 135

Solucionari Control unitat 5

7

Els resultats de Mendel poden ser explicats com a conseqüència directa de la separació dels cromosomes homòlegs durant la meiosi i de les noves combinacions que es formen durant la fusió dels gàmetes.

Sí. Perquè els fills tinguin els ulls blaus, els progenitors haurien de ser heterozigots per al caràcter color d’ull: Mm x Mm

En l’esquema es pot observar la formació dels gàmetes i les combinacions que es formen en els descendents. MM

Mm

Mm

mm VVAA

La probabilitat de tenir un fill/a amb ulls blaus és: 1/4 8

Verdes altes

La llei de la segregació dels caràcters

x

vvaa

grogues baixes

VvAa x VvAa

En la formació dels gàmetes, els al·lels se segreguen, és a dir, se separen, i es tornen a unir en la generació següent.

Verdes altes VA

Va

vA

va

Els resultats obtinguts per Mendel poden ser explicats com la conseqüència directa de la separació dels cromosomes homòlegs durant la meiosi i de les noves combinacions que es formen durant la fusió dels gàmetes. Quan es formen els gàmetes, els al·lels se separen (es diu que se segreguen), ja que es troben en diferents cromosomes d’un mateix parell de cromosomes homòlegs, i cada un va a parar a un gàmeta diferent.

VA

VVAA

VVAa

VvAA

VvAa

Va

VVAa

VVaa

VvAa

Vvaa

vA

VvAA

VvAa

vvAA

vvAa

va

VvAa

Vvaa

vvAa

vvaa

Aquestes plantes eren línies pures, ja que eren homozigotes per al gen “color de la beina".

1/16: vvaa: Plantes de beines grogues i baixes

9/16: V-A-: Plantes de beines verdes i altes 3/16: V-aa: Plantes de beines verdes i baixes 3/16: vvA-: Plantes de beines grogues i altes

9

VV x VV

vv x vv

VV

x

vv

homozigotes beines verdes

homozigotes beines grogues

Vv

x

Vv

Tots heterozigots VV

Vv

Vv

vv

El Sr. Dubte té raó, ja que si el seu fill és del grup sanguini 0, el seu genotip hauria de ser 00, tenint en compte que el genotip del pare podria ser AA o A0 i el de la mare, AB. En produir-se la recombinació és impossible que pugui sortir un fill del grup 0. Per tenir un fill de grup sanguini 00, cadascun dels pares hauria ser portador de l’al·lel 0. Encreuaments possibles: AA x AB

A0 x AB

AA AB AA AB

AA AB A0 AB

3/4 beines verdes i 1/4 beines grogues. La llei de la transmissió independent dels caràcters Quan es formen els gàmetes dels progenitors, la separació dels al·lels d’un gen determinat és independent de la separació dels al·lels d’un altre gen. És a dir, que si un gàmeta rep l’al·lel “color beina verd”, tant pot rebre l’al·lel que determina l’“estatura alta de la planta” com l’“estatura baixa de la planta”, i viceversa.

10 a El daltonisme és una herència lligada al sexe, ja

que el gen que la determina se situa al cromosoma sexual X. b La dona és daltònica i el pare és normal. c Les filles són normals heterozigotes: XDXd. Tots els fills són daltònics: XdY d El 100% de totes les filles. e La parella hauria de ser normal i homozigota (XDXD).


Nom dels alumnes

Control unitat 5

Respon preguntes relacionades amb els caracters lligats als sexe

Sap resoldre un problema d’herència de grup sanguini AB0

Sap explicar perfectament les lleis de Mendel

Entén l’herència de caracters dominants i recessius en un problema

Sap què és un arbre genealògic i comprén la seva importància

Sap definir els conceptes organisme transgènic i clonació

Entén el concepte mutació i la seva importància

16:29

Coneix perfectament la teoria cromosòmica de l’herència

3/7/08

Coneix termes relacionats amb la teoria cromosòmica de l’herència




02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 137

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 138

Continguts Classificació dels éssers vius. Les mutacions genètiques. Les poblacions i la seva dinàmica. Teories evolutives: fixisme, Lamarck i Darwin. La teoria evolutiva actual. Proves de l’evolució i origen de la vida. L’evolució dels éssers vius: cèl·lules, algues i fongs, plantes, animals i espècie humana. Valoració del mètode científic com a mètode per explicar el funcionament dels éssers vius. Interès per entendre els mecanismes de l’evolució de les espècies, en concret de la humana.

Objectius didàctics Definir els conceptes mutació i població d’individus i completar preguntes. Completar preguntes sobre la classificació dels éssers vius. Enumerar les diferències entre la teoria evolutiva de Lamarck i la de Darwin. Descriure els fonaments de la teoria sintètica de l’evolució. Respondre preguntes sobre l’evolució de les poblacions i sobre mutacions. Explicar l’origen de la vida a la Terra i els experiments que el demostren. Reflexionar sobre mutació genètica i selecció natural. Redactar un text sobre l’evolució a partir de la lectura d’un text i d’una taula sobre l’experiència dels pinsans de Darwin. Reflexionar sobre els conceptes teoria i dogma a partir de la lectura d’un text periodístic. Redactar un text sobre l’evolució de les espècies a partir de la interpretació d’un arbre filogenètic de les principals línies evolutives. Completar preguntes sobre l’evolució dels cavalls a partir de la lectura d’un text i l’observació de dibuixos. Realitzar un informe i completar preguntes sobre el procés d’hominització a partir de la lectura d’un text, l’observació de fotografies de cranis i la cerca d’informació. Completar de preguntes i cercar informació a partir de la lectura d’un text i la interpretació de planisferis sobre el procés de deriva continental.

138


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 139

Competències bàsiques COMPETÈNCIA COMUNICATIVA LINGÜÍSTICA I AUDIOVISUAL Intercanvi i diàleg amb altres persones de manera adequada. COMPETÈNCIA ARTISTICA I CULTURAL Ús de recursos de l’expressió i representació que faciliten la realització de les creacions individuals i socials. TRACTAMENT DE LA INFORMACIÓ I COMPETÈNCIA DIGITAL

6

Origen i evolució de la vida

Ús de les TIC (coneixement i domini d’habilitats tecnològiques bàsiques). COMPETÈNCIA MATEMÀTICA Habilitat per analitzar, interpretar i expressar amb claredat i precisió informacions, dades i argumentacions. COMPETÈNCIA D’APRENDRE A APRENDRE Consciència del que es pot fer amb ajuda d’altres persones o recursos. COMPETÈNCIA D’AUTONOMIA I INICIATIVA PERSONAL Lideratge de projectes, que inclouen la confiança en un mateix, l’empatia, l’esperit de superació, les habilitats per al diàleg i la cooperació, l’organització de temps i tasques, la capacitat d’afirmar i defensar drets o l’assumpció de riscos. COMPETÈNCIA EN EL CONEIXEMENT I LA INTERACCIÓ AMB EL MÓN FÍSIC Direcció reflexiva de les accions per a la millora i preservació de les condicions de vida pròpia, les de les altres persones i les de la resta dels éssers vius. COMPETÈNCIA SOCIAL I CIUTADANA Coneixement i valoració d’un mateix. Valoració de les diferències i reconeixement de la igualtat de drets entre els diferents col·lectius, en particular, entre homes i dones.

Criteris d’avaluació Saber explicar què és l’evolució i quins mecanismes biològics la generen. Entendre que per evolucionar primer es produeixen les mutacions i posteriorment actua la selecció natural. Descriure com actua la selecció natural sobre la variabilitat genètica d’una població. Tenir l’habilitat de justificar, a partir de fets observables, la falsedat de les teories fixistes. Enunciar i saber explicar els principis que fonamenten la teoria evolutiva de Lamarck. Descriure la teoria darwinista i relacionar-la amb la selecció natural. Tenir una visió clara de com explicarien Darwin i Lamark l’exemple del coll de les girafes. Conèixer en què es fonamenta la teoria sintètica de l’evolució o teoria neodarwinista. Saber diferenciar la teoria darwinista de la neodarwinista. Conèixer el concepte d’espècie i entendre que per diferenciar les espècies no únicament ens hem de fixar en les semblances. Saber posar un exemple de nom científic. Explicar el concepte d’especiació i com es poden originar noves espècies. Entendre quins processos van contribuir a l’hominització.


139

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 140


Material genètic o hereditari

6

La classificació dels éssers vius

canvia a causa de

mutacions

Les espècies d’éssers vius

que poden produir canvis

favorables

Tots els éssers vius que hi ha a la Terra estem emparentats i procedim per descendència dels primers organismes que van poblar la Terra, que van viure fa més de 4.000 milions d’anys. Els científics classifiquen els éssers vius segons el seu grau de parentesc. Una espècie és un grup d’éssers vius que tenen unes característiques anatòmiques i fisiològiques comunes i que són capaços de reproduir-se entre ells i tenir una descendència fèrtil. Les espècies afins s’agrupen en gèneres; els gèneres afins, en famílies, etc., fins a arribar als regnes.

desfavorables

que generen

variabilitat en les poblacions sobre les quals actua la

Actualment, es reconeixen cinc regnes: el regne de les moneres, format pels bacteris; el dels protoctists, format pels protozous i les algues; el dels fongs, que també inclou els llevats; el de les plantes, i el dels animals.

Tots els éssers humans, per exemple, pertanyem a una mateixa espècie. En canvi, dos organismes que pertanyin a dues espècies diferents no podran reproduir-se entre ells o bé la seva descendència no serà fèrtil. Per exemple, els salmons i les carpes són dues espècies diferents perquè no es poden reproduir entre ells. De la mateixa manera, els cavalls i les eugues i els ases i les someres pertanyen a dues espècies diferents perquè, malgrat que es poden reproduir entre ells, del seu encreuament surt un animal estèril, el mul o la mula, que no es pot reproduir.

selecció natural que afavoreix la reproducció de determinats

individus i possibilita la

evolució de les espècies

que és explicada per la

que es representen en

teoria sintètica de l’evolució

arbres filogenètics

que es basa en diverses

proves de l’evolució

Tots els éssers vius s’anomenen amb un nom científic format per dues paraules: la primera indica el gènere i la segona, l’espècie. Els éssers humans, per exemple, pertanyem a l’espècie Homo sapiens i les alzines, a l’espècie Quercus ilex.

Espècie: Panthera pardus (nom comú: lleopard)

Gènere: Panthera

estudi dels fòssils estudi de la distribució de les espècies

Família: fèlids

comparació entre òrgans anàlegs i homòlegs anàlisis genètiques


Ordre: carnívors

T’agradaria saber... Classe: mamífers

1

Què vol dir la paraula evolució? Escriu frases en què aparegui.

4

Quines teories han intentat explicar al llarg de la història la gran varietat d’éssers vius actuals?

2

Què és una mutació?

5

Què és la selecció natural?

3

Per què es diu sovint que els ximpanzés i els goril·les són els parents vius més propers dels humans?

6

Quins són els mecanismes que regeixen l’evolució dels éssers vius?

7

Quina ha estat l’evolució dels principals grups d’éssers vius des de l’origen de la vida?

Fílum: cordats

Regne: animal

Classificació dels éssers vius

162

163

Pàgines 162-163

Criteris de classificació dels éssers vius Activitat de grup Els científics classifiquen els éssers vius segons el grau de parentesc. Una espècie és un grup d’éssers vius que tenen unes característiques anatòmiques i fisiològiques comunes, i que són capaços de reproduir-se entre ells i tenir una descendència fèrtil. Les espècies afins s’agrupen en gèneres; els gèneres afins, en famílies, etc., fins a arribar als regnes.

Una vegada realizades aquestes activitats es farà, en la mateixa web, l’apartat AVALUA’T per veure si l’alumne/a ha entès el procediment:

Es proposa que s’organitzin 6 grups amb 4-5 alumnes per grup. Cada grup buscarà les fotografies següents. Cada fotografia l’enganxarà en una cartolina, les dimensions de la qual han de ser de 7 x 7 cm: GRUP 1. Cuc marí, esponja de mar, medusa, aranya, abella i musclo. GRUP 2. Verat, tauró, dofí, balena i orca. GRUP 3. Granota, gripau, salamandra i tritó. GRUP 4. Tortuga marina, tortuga terrestre, cocodril, caimà, llangardaix i serp. GRUP 5. Estruç, pingüí, gavot, oreneta i ànec. GRUP 6. Humà, ximpanzè, lleó, elefant i foca. Ara es tracta que cada grup elabori una clau dicotòmica del grup que li ha tocat (per fer això es recomana que prèviament s’hagi treballat l’activitat de la pàgina web www.edu365.cat/eso/muds/ciencies/claus/index. htm#). Una vegada finalitzada la clau dicotòmica, cada grup passarà les fotografies i la clau dicotòmica corresponent al següent grup. Així fins que tots els grups hagin treballat tots els grups d’animals. Finalment, s’agafaran totes les fotografies, es barrejaran i a cada grup se li repartiran 5 fotografies a l’atzar. Amb aquestes fotografies s’elaborarà una altra clau dicotòmica.

140


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 141


6

Les teories evolutives

Els fòssils són restes d’organismes que han quedat petrificats o que han deixat les seves empremtes a les pedres.

Les teories fixistes Fins al segle XVIII, els científics consideraven que les espècies eren immutables, que no havien canviat des que van aparèixer (creacionisme). Entre els fixistes destaca Linné, que va ser el primer a classificar els éssers vius. A finals del segle XVIII, Cuvier va elaborar la teoria del catastrofisme, segons la qual al llarg de la història de la Terra hi ha hagut grans catàstrofes que van extingir la flora i la fauna existents, fet que va provocar l’aparició d’altres espècies. D’aquesta manera explicava les diferències entre els fòssils i les espècies actuals.

Els mecanismes de l’evolució: la teoria de Lamarck L’evolució és la modificació progressiva de les espècies. La primera teoria evolutiva, proposada per Lamarck el 1809 (teoria lamarckiana), es basa en dos principis: • La funció crea l’òrgan, és a dir, que els éssers vius evolucionen segons l’ús que fan dels seus òrgans. Per exemple, un animal que mengi fulles d’arbre, a mesura que s’acabi les de baix estirarà el coll per arribar a les de dalt, per la qual cosa se li anirà allargant de mica en mica.

Els mecanismes de l’evolució: la teoria de Darwin A mitjan segle XIX, Darwin i Wallace, treballant separadament, van desenvolupar una nova teoria evolutiva. Aquesta es fonamenta en el fet que els organismes d’una mateixa espècie no són mai exactament iguals (poden ser més ràpids o més lents, camuflarse millor o pitjor, etc.). En la “lluita per l’existència”, que consisteix, de manera simplificada, a menjar sense ser menjat, hi ha organismes que en surten afavorits (troben més menjar, fugen, s’amaguen o es defensen més bé, etc.). Aquests tenen més facilitats per sobreviure i, per tant, deixen més descendents. És a dir, el medi elimina o afavoreix uns caràcters determinats, de manera que es van acumulant les variacions més beneficioses. És la teoria de la selecció natural, també anomenada darwinisme, ja que Darwin va ser el primer a publicar-la. La selecció natural com a mecanisme evolutiu ha demostrat ser certa i aplicable a tots els éssers vius. El que Darwin no va poder explicar, però, és l’origen de les diferències entre els individus d’una mateixa espècie, perquè encara no s’havia descobert el DNA i Mendel no havia enunciat les lleis de l’herència.

Darwin feia molts anys que treballava en la teoria de la selecció natural sense atrevir-se a publicar-la quan un jove científic anomenat Wallace va arribar a les mateixes conclusions. En un gest de gran noblesa, Wallace ho va fer saber a Darwin perquè aquest la publiqués primer (L’origen de les espècies, 1858) i s’emportés així la major part del mèrit.

f A partir de la fitxa anterior fes cinc models en plastilina del que va representar l’evolució dels cetacis. g Busca informació dels cetacis que hi ha al Mediterrani i classifica’ls. Pots trobar informació a la pàgina www.cram.org

Malgrat que Darwin va proposar la selecció natural com a mecanisme evolutiu, de fet no va descartar mai el postulat de Lamarck que la funció crea l’òrgan.

• Els caràcters adquirits s’hereten, és a dir, que els caràcters que adquireix un individu es transmeten a la seva descendència. Actualment, se sap que aquests dos principis no són certs. Malgrat tot, el lamarckisme va representar un gran salt científic, ja que va reconèixer per primer cop l’evolució dels éssers vius i en va intentar donar una explicació científica raonada d’acord amb els coneixements de l’època. Charles Robert Darwin, 1809-1882

coll llarg antecessor de coll curt Pinsà comú (Fringilla coelebs)

estirament

estirament

es

nt tirame

Darwin va concebre la teoria de la selecció natural al llarg d’un viatge al voltant del món, en observar les diferents adaptacions del bec dels pinsans que viuen a diferents illes de l’arxipèlag de les illes Galápagos.

Sobre les teories de l’evolució:

Jean-Baptiste-Pierre Antoine de Monet, cavaller de Lamarck, 1744-1829

Segons la teoria de Lamarck, el coll de les girafes es va anar fent més llarg a conseqüència de l’estirament que es va produir per intentar arribar a les fulles més altes, i aquest allargassament del coll es va heretar

www.xtec.cat/~lvallmaj/palau/ darwin.htm Pinsà vegetarià (Platyspiza crassirostris)

166

167

Pàgines 166-167

Evolució dels cetacis Els cetacis (balenes i dofins) van evolucionar a partir de mamífers terrestres d’hàbits amfibis. Busca informació de l’evolució dels cetacis i contesta aquestes preguntes: a Situa cronològicament el primer avantpassat que va donar lloc als cetacis. b Com es diu i a quins animals actuals s’assemblava l’avantpassat dels cetacis? c Quins processos adaptatius van patir els avantpassats dels cetacis fins a arribar als cetacis actuals? Argumenta’ls mitjançant la teoria neodarwinista. d Busca els noms científics i les imatges dels avantpassats dels cetacis. e Completa la següent fitxa: “Com t’imagines l’evolució dels cetacis?”. Com li faries les potes per nedar millor?

Quina forma li faries al seu cos per poder nedar més ràpid?


Què li faries amb les orelles? I el nas? On dibuixaries el nas per a què no hagi de treure gaire el cos per respirar?

141

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 142


6

La teoria evolutiva actual

Hi ha persones i institucions que, d’acord amb les seves creences, neguen la teoria evolutiva i confonen la teoria científica amb la creença.

La teoria sintètica de l’evolució

Mutació i selecció

Els avenços en la investigació genètica han permès formular una teoria que explica com s’esdevenen els canvis en la descendència i com es transmeten de generació en generació. És la teoria sintètica de l’evolució o neodarwinisme, la qual combina la selecció natural amb el concepte genètic de mutació. Aquesta teoria, avalada per moltes proves científiques, considera que la variació genètica present a les poblacions, que és deguda a les mutacions, és la matèria en brut sobre la qual actua la selecció natural.

Les mutacions poden produir canvis en el fenotip de l’individu afectat.

Variabilitat en la descendència El punt d’inici imprescindible per a l’acció de la selecció natural és la diferència entre pares i fills i entre els individus d’una població. Aquestes diferències són degudes a dos fets: • La reproducció sexual, que permet que els cromosomes homòlegs es bescanviïn informació durant la meiosi i que els cromosomes paterns i materns es combinin de diferents maneres en la fecundació. • L’aparició de mutacions, que genera al·lels nous i, en conseqüència, l’aparició de caràcters nous. Les mutacions es produeixen a l’atzar i són hereditàries, perquè afecten el material genètic.

– Si la mutació és desfavorable, sol produir la mort de l’individu de forma directa o per mitjà de la selecció natural. Per exemple, l’aparició d’una mutació que provoqui defectes importants als pulmons d’una zebra en pot causar directament la mort per asfíxia. En canvi, si provoca defectes lleus que només dificultin la respiració en cas d’un exercici intens, podrà sobreviure, però serà una presa molt més fàcil per a les lleones, per la qual cosa és molt més probable que no deixi descendents amb aquesta mutació. És a dir, la selecció natural l’eliminarà.

Un ocell que s’alimenti d’aquestes papallones quina creus que veurà més fàcilment? I si l’escorça de l’arbre fos negra?

– Si la mutació és favorable, com per exemple una capacitat pulmonar més gran per afavorir els esprints de fugida, els individus afectats estaran més ben adaptats per sobreviure i deixaran més descendents amb aquesta mutació. Amb el temps, generació rere generació, aquesta mutació s’anirà estenent per la població i esdevindrà majoritària dins d’aquesta. Per tant, no són els organismes concrets els que evolucionen, sinó les poblacions en el seu conjunt, en funció del nombre de descendents que deixa cada progenitor. També cal tenir present que l’aparició de mutacions és sempre atzarosa i preadaptativa. És a dir, que apareixen abans que actuï la selecció natural, no pas com a conseqüència d’aquesta.

La selecció natural actua sobre el color de les papallones dels bedolls

L’origen de noves espècies En alguns casos, la variabilitat que proporcionen les mutacions i l’efecte de la selecció natural poden ser l’origen de noves espècies. Els mecanismes d’especiació, però, són molt complexos i actuen sempre sobre poblacions d’individus.

Segons la teoria neodarwinista una mutació genètica va fer aparèixer girafes de coll més llarg, que la selecció natural va fer prevaler. Les girafes de coll llarg s’alimentaven millor i tenien més descendents (estaven més ben adaptades) que les de coll curt, que finalment van desaparèixer a causa de la competència

Els mecanismes de selecció natural afavoreixen la reproducció d’alguns individus i limiten la d’uns altres

168

169

Pàgines 168-169

2 SAPIENS: El llarg camí de l’hominització. L’evolució dels éssers vius està lligada als mecanismes d’adaptació al medi i a la selecció natural. Un dels casos paradigmàtics el constitueix la nostra evolució. En aquest itinerari s’analitzarà com l’evolució humana va introduir canvis morfològics radicals que van permetre l’aparició del bipedisme, la construcció d’eines, el domini del foc i el desenvolupament de la parla. A partir de quatre homínids exposats al Museu podrem observar aquestes transformacions i comprendre la transcendència que van tenir en aquest viatge fins a arribar a l’hominització. Horari: Grups escolars: laborables de dimarts a divendres (curs escolar). Preu: 12,00 € / grup classe (inclou visita al museu).

Visita al CosmoCaixa

Adreça: C/ Teodor Roviralta, 47-51

Es proposa una visita al CosmoCaixa per tal de realitzar dues activitats:

Localitat: Barcelona.

1 La història més bella del Cosmos... o l’aparició i l’evolució de les formes vives.

Telèfon: 93 212 60 50 · Fax: 93 253 74 73

Tipus d’activitat: Itinerari.

2 SAPIENS: El llarg camí de l’hominització. 1 La història més bella del Cosmos... o l’aparició i l’evolució de les formes vives. Es tracta de fer un recorregut per la història de l’evolució explicada per les restes i els rastres dels testimonis més directes, els fòssils, gràcies als quals, la ciència ha pogut reconstruir aquesta història èpica. Un fòssil és una resta d’un ésser viu o de la seva activitat biològica, que un cop mort s’ha conservat fins als nostres dies. L’exposició els presenta al costat d’il·lustracions de com eren, o com se suposa que eren, les plantes o els animals vius. “La història més bella del Cosmos” és una exposició de 900 metres de longitud que recorre tot el CosmoCaixa. El visitant farà un viatge al llarg dels temps des de l’origen de la Terra, fa 4.500 milions d’anys, fins a l’actualitat. Amb cada passa recorrerà 5 milions d’anys de l’evolució biològica! Tipus d’activitat: Exposició. Tipus de públic: Públic general. Horari: Grups escolars: feiners de dimarts a divendres (curs escolar). Públic general: de dimarts a diumenge i festius, de 10.00 a 20.00 h. Preu: Activitat gratuïta. Adreça: C/Teodor Roviralta, 47-51, Barcelona Telèfon: 93 212 60 50 · Fax: 93 253 74 73

142


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 143


6

Proves de l’evolució i origen de la vida

L’any 1989 es van trobar a Burgess Shale, al Canadà, fòssils extraordinàriament ben preservats d’animals de cos tou que van viure fa uns 530 milions d’anys. Aquests fòssils inclouen organismes de formes estranyes i fantàstiques: discs de més d’un metre de diàmetre, tubs amb apèndixs de funció desconeguda, animals amb cinc ulls i una trompa frontal...

La filogènia estudia la relació de parentiu entre els organismes, la qual cosa és un reflex de la seva evolució.

ala d’ocell

Proves de l’evolució

L’origen de la vida

Hi ha fets observables en la natura que permeten comprovar l’existència de canvis evolutius en les espècies:

Els primers organismes vius de què es té notícia són uns microorganismes fòssils, semblants a bacteris, de fa uns 3.500 milions d’anys.

– L’estudi dels fòssils indica que la diversitat i la complexitat dels éssers vius ha augmentat amb el temps. – L’estudi de la distribució geogràfica indica que els organismes que habiten en continents que van estar units fins fa relativament poc (en temps geològic) presenten menys diferències que els de continents que es van separar fa més temps. – La comparació entre òrgans homòlegs i anàlegs. Els òrgans homòlegs són els que tenen la mateixa estructura interna però estan adaptats a funcions diferents. Per exemple, totes les extremitats anteriors dels mamífers són òrgans homòlegs, com les mans, les peülles, les ales de ratpenat i les aletes de dofí, però estan adaptades a medis diferents. Els òrgans homòlegs són una prova d’evolució divergent, en què a partir d’un avantpassat comú es van formar diferents espècies adaptades a medis diferents. Els òrgans anàlegs, en canvi, són els que tenen la mateixa funció però presenten estructures diferents, com l’ala dels ocells i dels insectes. Els òrgans anàlegs són una prova d’evolució convergent, en què organismes molt poc relacionats evolutivament presenten solucions semblants a un mateix problema. – Les anàlisis genètiques, que permeten establir relacions evolutives entre espècies (arbres filogenètics).

La vida es va originar gràcies a les condicions especials de la Terra primitiva: l’atmosfera no contenia oxigen, i hi havia importants emanacions energètiques, com les que provenien de volcans, grans tempestes elèctriques i diverses fonts de radioactivitat. En aquest ambient es van formar les primeres biomolècules orgàniques —aminoàcids, nucleòtids, sucres i lípids—, algunes de les quals potser es van formar a l’espai i van arribar juntament amb meteorits. A partir d’aquestes biomolècules van sorgir societats cel·lulars capaces d’autoorganitzar-se i evolucionar. Sembla que l’aparició de la vida a la Terra va ser un succés inevitable, i no pas casual.

Atesa la gran quantitat d’estels i sistemes planetaris de l’Univers, no hi ha cap dada científica objectiva que permeti suposar que la Terra és l’únic planeta on s’ha originat la vida, malgrat que no s’han trobat senyals de formes de vida fora de la Terra.

Sobre l’origen de la vida: http://xtec.cat/~lvallmaj/palau/ vida.htm

Les primeres cèl·lules Les primeres cèl·lules van ser cèl·lules procariotes molt simples que devien tenir una cadena de DNA amb la seva informació genètica. Gràcies a l’evolució d’aquestes cèl·lules es van formar els primers bacteris. Es creu que aquests bacteris primitius s’alimentaven per fotosíntesi, per la qual cosa consumien diòxid de carboni i alliberaven oxigen. A causa de l’activitat d’aquests bacteris primitius, l’atmosfera terrestre es va anar carregant d’oxigen, la qual cosa va permetre l’evolució cap a formes de vida més complexes.

Durant la dècada de 1950, Miller va dissenyar un aparell de laboratori que simulava les condicions existents a la Terra primitiva. Després de fer-lo funcionar, hi va detectar algunes de les substàncies que formen les proteïnes i el DNA. Experiments posteriors duts a terme amb petites variacions han permès obtenir pràcticament totes les biomolècules essencials per a la vida.

descàrrega d’espurnes

ala de ratapinyada vapor d’aigua

elèctrode ala d’insecte L’ala d’ocell i la de ratapinyada són homòlogues. L’ala de mosca, en canvi, és un òrgan anàleg respecte als altres dos

gasos (metà, amoniac, hidrogen)

condensador

clau per a la presa de mostres Ammonit (Acanthoceras ). Els ammonits són fòssils de cefalòpodes primitius, de vida marina. Se n’han trobat amb certa abundància als Pirineus

Trilobit (Phacops potieri ). Els trilobits són fòssils d’artròpodes primitius. Eren formes marines molt esteses geogràficament i temporalment. Se n’han trobat als Pirineus i a les serralades costaneres

aigua calor

gotes d’aigua col·lector

170

171

Pàgines 170-171

Joc de la selecció natural La teoria evolutiva de Darwin (mitjans segle XIX) es fonamenta en la teoria de la selecció natural, que consisteix en un mecanisme evolutiu en el qual és el medi qui elimina o afavoreix uns caràcters determinats, de manera que es van acumulant les variacions més beneficioses. Aquesta teoria ha demostrat ser certa i aplicable a tots els éssers vius. Per a una major comprensió del concepte de selecció natural, es proposa aquesta pàgina web, en la qual cada alumne/a d’una manera molt amena i molt pràctica pot acabar assolint perfectament aquest concepte. www.xtec.cat/~cvillalb/evolucio/pitroig7.htm

Una vegada cada alumne/a hagi passat per les tres pantalles, haurà de fer les activitats que proposa la web en una llibreta. – Haurà d’anotar en una taula donada els cargols foscos i clars que han aconseguit capturar en cada paisatge. – Posarà en comú les dades obtingudes a classe i farà una taula conjunta amb la suma dels resultats a cada casella, per posteriorment analitzar els resultats. – Analitzarà els resultats de captura obtinguts en el primer paisatge i elaborarà una hipòtesi que ho expliqui. – Aplicarà la hipòtesi obtinguda per al segon paisatge. – Es relacionaran els resultats obtinguts amb el que defensa la teoria de la selecció natural. – Analitzarà els resultats obtinguts en el tercer paisatge. – Haurà de relacionar l’existència de cargols de diferents tonalitats amb les mutacions.

L’alumne/a s’haurà de convertir en un pit-roig que té molta gana i haurà de menjar tots els cargols que pugui; n’hi ha uns que són foscos i d’altres que són clars. Compte! Ho hauran de fer amb un temps determinat i en tres paisatges diferents que aniran sortint a la pantalla.


143

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 144


6

L’evolució dels éssers vius (I)

L’evolució dels éssers vius

L’evolució de les plantes

La història de la vida es reconstrueix a partir de les relacions de parentesc entre els organismes actuals i els seus avantpassats extingits. Aquestes relacions es representen amb arbres filogenètics, en els quals les espècies actuals es relacionen amb els seus avantpassats i formen diverses línies divergents. Els arbres filogenètics mostren que tots els éssers vius actuals, des dels bacteris fins als humans, provenen d’un únic avantpassat comú.

Totes les plantes actuals tenen com a avantpassat comú un grup d’algues, que va evolucionar i va produir unes plantes molt primitives que van conquerir el medi terrestre. Una de les primeres plantes va ser la Rhynia. Era una planta molt petita, sense fulles, molt semblant a una alga. Actualment, hi ha unes plantes molts semblants, els Psilotum, que en són descendents i pertanyen al grup de les falgueres. A diferència de les algues, aquestes primeres plantes tenien teixits que els permetien viure fora de l’aigua, com els teixits epidèrmics que els protegeixen de la dessecació, teixits de sosteniment i teixits conductors. A més, també tenien un sistema d’arrels que els permetien fixar-se al sòl i absorbir-ne l’aigua i les sals minerals.

L’evolució de les cèl·lules Les primeres cèl·lules eucariotes es van formar per associació de bacteris primitius. Així, se sap que els mitocondris i els cloroplasts provenen de bacteris que, en un moment donat, van quedar dins d’altres bacteris i van constituir la base del que actualment són les cèl·lules eucariotes. Aquests orgànuls encara tenen el seu propi material genètic, que necessiten per funcionar. Aquestes primeres cèl·lules eucariotes van ser, molt probablement, semblants a les algues i els protozous actuals.

Es desconeix quan i com es van formar les molses, però va ser després que les falgueres. A partir de les falgueres es van formar les gimnospermes, grup al qual pertanyen els pins, els avets i els xiprers, entre d’altres plantes, i a partir d’un grup concret de gimnospermes es van formar les angiospermes, com el gira-sol i el castanyer.

L’evolució de les algues i els fongs

La formació de cèl·lules eucariotes per associació de diversos organismes procariotes s’anomena teoria endosimbiòtica (que vol dir de simbiosi interna).

Hi ha molts pocs fòssils que permetin conèixer els exemplars extingits d’algues i fongs. Tanmateix, es pensa que les algues procedeixen d’avantpassats unicel·lulars que podien fer la fotosíntesi i que els fongs provenen d’organismes unicel·lulars heteròtrofs, que s’alimentaven de matèria orgànica.

Una vegada tots els grups tinguin la fitxa informativa i tinguin clar com defensar la seva teoria, es farà una presentació a la classe on cada grup exposarà els principis en els quals es basa la seva teoria i posteriorment s’obrirà un debat a la classe, en el qual s’haurà de respectar el torn de paraula i rebatre, amb els arguments prèviament treballats, amb respecte i educació, les opinions dels altres.

eucariota amb flagel

procariota amb mitocondri procariota aerobi

cèl·lula animal

cèl·lula vegetal endosimbiosi

endosimbiosi

cèl·lula procariota

espiroqueta, un bacteri llarg i flexible, de forma helicoidal

endosimbiosi

procariota fotosintetitzador

DNA

Formació de cèl·lules eucariotes

Rhynia, planta fòssil primitiva, una de les primeres de les quals es té constància

Psilotum, una falguera actual molt semblant a com debien ser les primeres plantes que van conquerir la terra ferma, com la Rhynia

172

173

Pàgines 172-173

Defensa les teories evolutives Activitat de grup Es tracta de fer 4 grups a la classe de 6 alumnes. Aquesta activitat es basa a ampliar els coneixements que pot tenir l’alumnat de les diferents teories evolutives tractades en aquesta unitat. A cada grup se li assignarà, a l’atzar, la defensa d’una teoria evolutiva. – Teories fixistes – Teoria de Lamarck – Teoria darwinista – Teoria neodarwinista Cada grup haurà de realitzar una fitxa informativa de la teoria que ha de defensar amb tots els recursos disponibles. L’objectiu d’aquesta activitat és que l’alumne/a, independentment que la teoria sigui l’acceptada en l’actualitat, sàpiga utilitzar bons arguments per defensar qualsevol idea i faci la teoria seva amb independència de si hi està d’acord o no hi està. La fitxa informativa ha de contenir: – Biografia de personatges que defensaven la teoria; Cuvier i Linneo, les teories fixistes; Lamarck, la teoria lamarckiana; Darwin, la teoria darwinista; Thomas Hunt Morgan, la teoria neodarwinista. Per què cada grup representarà un d’aquest personatges. – Principis que defensa la teoria. – Arguments per defensar la teoria.

144


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 145

Solucionari Unitat 6 o pitjor, etc.). El medi elimina o afavoreix uns caràcters determinats, de manera que es van acumulant les variacions més beneficioses.


Pàgina 162 1

La teoria sintètica de l’evolució o neodarwinisme. Combina la selecció natural amb el concepte genètic de mutació. Aquesta teoria, avalada per moltes proves científiques, considera que la variació genètica present a les poblacions, que és deguda a les mutacions, és la matèria en brut sobre la qual actua la selecció natural.

L’evolució és el conjunt de canvis que s’han esdevingut i que constantment s’esdevenen en les característiques de les espècies d’éssers vius al llarg del temps. Resposta oberta.

2

3

Les mutacions són canvis en el material genètic. Si aquests canvis afecten les cèl·lules germinals, poden transmetre’s de pares a fills. Les mutacions poden consistir en dos tipus de canvis: modificacions en l’estructura dels cromosomes, i pèrdua o guany de nucleòtids en el DNA.

5

La selecció natural és un mecanisme evolutiu que consisteix en que el medi elimina o afavoreix uns caràcters determinats, de manera que es van acumulant les variacions més beneficioses.

6

Els mecanismes que generen l’evolució són l’aparició de mutacions, que genera al·lels nous i, en conseqüència, l’aparició de caràcters nous. Les mutacions es produeixen a l’atzar i són hereditàries, perquè afecten el material genètic. Si aquestes mutacions afecten les cèl·lules germinals, es transmeten de pares a fills; posteriorment, la selecció natural de les espècies actuarà sobre elles amb un mecanisme evolutiu que consisteix en que el medi elimina o afavoreix uns caràcters determinats, de manera que es van acumulant les variacions més beneficioses.

7

Les primeres cèl·lules van ser cèl·lules procariotes molt simples. Gràcies a l’evolució d’aquestes cèl·lules es van formar els primers bacteris. Es creu que aquests bacteris primitius s’alimentaven per fotosíntesi, per la qual cosa consumien diòxid de carboni i alliberaven oxigen.

Els ximpanzés i els goril·les són els més propers als humans en l’escala evolutiva i comparteixen un percentatge molt elevat del material genètic; en el cas dels ximpanzés és una mica més del 98%.


Pàgina 162 4

El creacionisme. Considera que les espècies són immutables i que no havien canviat des que van aparèixer. El catastrofisme. Proposada per Cuvier a finals del segle XVIII, afirma que al llarg de la història de la Terra hi ha hagut grans catàstrofes que van extingir la flora i la fauna existents, fet que va provocar l’aparició d’altres espècies. D’aquesta manera podia explicar les diferències entre els fòssils i les espècies actuals. El lamarckisme. Proposada per Lamarck, es basa en dos grans punts: – La funció crea l’òrgan, és a dir, que els éssers vius evolucionen segons l’ús que fan dels seus òrgans. Per exemple, un animal que mengi fulles d’arbre, a mesura que s’acabi les de baix estirarà el coll per arribar a les de dalt, per la qual cosa se li anirà allargant de mica en mica.

Les primeres cèl·lules eucariotes es van formar per associació de bacteris primitius (teoria endosimbiòtica). Així, se sap que els mitocondris i els cloroplasts provenen de bacteris que, en un moment donat, van quedar dins d’altres bacteris i van constituir la base del que actualment són les cèl·lules eucariotes. Aquests orgànuls encara tenen el propi material genètic, que necessiten per funcionar. Aquestes primeres cèl·lules eucariotes van ser molt probablement semblants a les algues i els protozous actuals.

– Els caràcters adquirits s’hereten, és a dir, que els caràcters que adquireix un individu es transmeten a la seva descendència.

Les algues procedeixen d’avantpassats unicel·lulars que podien fer la fotosíntesi, mentre que els fongs provenen d’organismes unicel·lulars heteròtrofs, que s’alimentaven de matèria orgànica.

El darwinisme o de la selecció natural. Proposada a mitjan segle XIX de forma independent per Darwin i Wallace, es fonamenta en el fet que els organismes d’una mateixa espècie no són mai exactament iguals (poden ser més ràpids o més lents, camuflar-se millor

Totes les plantes actuals tenen com a avantpassat comú un grup d’algues, que va evolucionar i va produir unes plantes molt primitives que van conquerir el medi terrestre. A diferència de les algues, aquestes primeres plantes tenien teixits que els permetien viure fora de


145

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 146

Unitat 6 Solucionari l’aigua, com els teixits epidèrmics que les protegeixen de la dessecació, teixits de sosteniment i teixits conductors. A més, també tenien un sistema d’arrels que els permetien fixar-se al sòl i absorbir-ne l’aigua i les sals minerals.

Continguts

Pàgina 169

Es desconeix quan i com es van formar les molses, però va ser després que les falgueres. A partir de les falgueres es van formar les gimnospermes, grup al qual pertanyen els pins, avets i xiprers, entre d’altres plantes, i a partir d’un grup concret de gimnospermes es van formar les angiospermes, com el gira-sol i el castanyer.

Un ocell que s’alimenti d’aquestes papallones, quina creus que veurà més fàcilment? I si l’escorça de l’arbre fos negra? Les papallones negres es veuran més fàcilment, ja que l’escorça de bedoll és clara. Si l’escorça de l’arbre fos negra es veurien més les papallones clares i les negres podrien sobreviure amb més facilitat.

Els animals procedeixen d’avantpassats unicel·lulars semblants als protozous actuals. Els animals actuals que més s’assemblen als primers animals són les esponges i els cnidaris. A partir d’aquests van evolucionar tota la resta d’invertebrats i els vertebrats.

Pàgina 174

Respecte als invertebrats, se sap que els anèl·lids o cucs segmentats, els artròpodes i els mol·luscs descendeixen d’un avantpassat comú, que probablement tenia l’aspecte d’un cuc. Encara es discuteix l’origen dels equinoderms, però se sap que estan emparentats amb els cordats, els avantpassats dels vertebrats. L’evolució dels vertebrats és molt més coneguda. Segons el registre fòssil, els vertebrats més antics són els peixos. A partir d’un grup de peixos van sorgir els amfibis, que van conquerir el medi terrestre, i a partir d’un grup d’amfibis es van formar els rèptils, els quals es van diversificar molt. Finalment, a partir d’alguns rèptils es van formar els ocells i els mamífers. Respecte als ocells, se sap que estan molt emparentats amb els extingits dinosaures i els cocodrils actuals. Com la resta d’éssers vius, els humans actuals també són un producte de l’evolució. L’espècie humana pertany al grup dels primats, juntament amb els micos i les mones (ximpanzés, orangutans, etc.), que són els nostres parents evolutius vius més propers. L’avantpassat comú de tots els primats va viure fa 70 milions d’anys. Els primats antropomorfs (humans, ximpanzés, goril·les, bonobos i orangutans) van aparèixer fa 35 milions d’anys. Fa uns 6 milions d’anys, la part oriental d’Àfrica va patir una forta sequera. La selecció natural va actuar sobre les diverses variants gèniques existents, i alguns primats antropomorfs van deixar els arbres per començar a viure a la sabana. Això va afavorir que se seleccionés la postura dreta, la dieta omnívora, el desenvolupament del cervell i la invenció d’eines, procés evolutiu conegut com a hominització. Els humans actuals ens hem autoanomenat Homo sapiens.

146

A partir de quins éssers vius han evolucionat els mamífers? Els mamífers han evolucionat a partir de rèptils primitius.

ACTIVITATS

Pàgina 176 1

• Les mutacions són canvis en el material genètic. Si aquests canvis afecten les cèl·lules germinals, poden transmetre’s de pares a fills. Les mutacions poden consistir en dos tipus de canvis: modificacions en l’estructura dels cromosomes, i pèrdua o guany de nucleòtids en el DNA. • – Si la mutació és desfavorable, sol produir la mort de l’individu de forma directa o per mitjà de la selecció natural. – Si la mutació és favorable, els individus afectats estaran més ben adaptats per sobreviure i deixaran més descendents amb aquesta mutació. Amb el temps, generació rere generació, aquesta mutació s’anirà estenent per la població i esdevindrà majoritària dins d’aquesta. Les mutacions són la font primària de la variació genètica dels éssers vius. • L’aparició de mutacions, que genera al·lels nous i, en conseqüència, l’aparició de gens o caràcters nous. Les mutacions es produeixen a l’atzar i són hereditàries, perquè afecten el material genètic.


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 147

Solucionari Unitat 6 • La reproducció sexual, que permet que els cromosomes homòlegs es bescanviïn informació durant la meiosi i que els cromosomes paterns i materns es combinin de diferents maneres en la fecundació. 2

fugen, s’amaguen o es defensen més bé, etc.). Aquests tenen més facilitats per sobreviure i, per tant, deixen més descendents. 6

• Una població és un grup d’individus d’una mateixa espècie que habiten en una mateixa àrea geogràfica i que, per tant, tenen la possibilitat efectiva d’encreuarse entre ells.

És la teoria sintètica de l’evolució o neodarwinisme. Combina la selecció natural amb el concepte genètic de mutació. Avalada per moltes proves científiques, considera que la variació genètica present a les poblacions, que és deguda a les mutacions, és la matèria en brut sobre la qual actua la selecció natural.

• El nombre d’individus que conformen una població determinada pot augmentar o disminuir en funció dels canvis que experimenti el seu hàbitat i poden migrar i barrejar-se amb els individus de les poblacions veïnes.

• L’aparició de mutacions genera al·lels nous i, en conseqüència, l’aparició de caràcters nous. Les mutacions es produeixen a l’atzar i són hereditàries, perquè afecten el material genètic.

• Les poblacions d’una mateixa espècie comparteixen els mateixos gens, però poden presentar al·lels diferents per a aquests gens, com per exemple el color del pèl. Per tant, la dinàmica de les poblacions es tradueix en canvis en l’estructura genètica de les poblacions.

• El medi elimina o afavoreix uns caràcters determinats, de manera que es van acumulant les variacions més beneficioses. La selecció natural com a mecanisme evolutiu ha demostrat ser certa i aplicable a tots els éssers vius. 7

3

• Els científics classifiquen els éssers vius segons el grau de parentesc. • El nom científic és la forma amb què els científics coneixen totes i cadascuna de les espècies. Consta de dues paraules: la primera indica el gènere i la segona, l’espècie. Els éssers humans, per exemple, pertanyem a l’espècie Homo sapiens i les alzines, a l’espècie Quercus ilex.

4

Les teories fixistes consideraven que les espècies eren immutables, que no havien canviat des que van ser creades (creacionisme). Entre els fixistes destaca Linné, que va ser el primer a classificar els éssers vius. A finals del segle XVIII, Cuvier va elaborar la teoria del catastrofisme, segons la qual al llarg de la història de la Terra hi ha hagut grans catàstrofes que van extingir la flora i la fauna existents, provocant l’aparició d’altres espècies. D’aquesta manera explicava les diferències entre els fòssils i les espècies actuals.

Per tant, no són els organismes concrets els que evolucionen, sinó les poblacions en el seu conjunt, en funció del nombre de descendents que deixa cada progenitor. 8

5

La teoria de Lamarck postula per una part que la funció crea l’òrgan i per l’altra, que els caràcters adquirits s’hereten. La teoria de Darwin, en canvi, diu que el medi elimina o afavoreix uns caràcters determinats, de manera que es van acumulant les variacions més beneficioses. És la teoria de la selecció natural. Aquesta es fonamenta en el fet que els organismes d’una mateixa espècie no són mai exactament iguals (poden ser més ràpids o més lents, camuflar-se millor o pitjor, etc.). En la “lluita per l’existència”, que consisteix, de manera simplificada, a menjar sense ser menjat, hi ha organismes que en surten afavorits (troben més menjar,


El nombre d’individus que conformen una població determinada pot augmentar o disminuir en funció dels canvis que experimenti el seu hàbitat i poden migrar i barrejar-se amb els individus de les poblacions veïnes. Totes les poblacions d’una mateixa espècie comparteixen els mateixos gens, però poden presentar al·lels diferents per a aquests gens. Per tant, la dinàmica de les poblacions es tradueix en canvis en l’estructura genètica de les poblacions. Per exemple, com a conseqüència d’una mutació favorable els individus afectats estaran més ben adaptats per sobreviure i deixaran més descendents amb aquesta mutació. Amb el temps, generació rere generació, aquesta mutació s’anirà estenent per la població i esdevindrà majoritària dins d’aquesta.

• Es diu que les mutacions són atzaroses perquè no estan predeterminades i es produeixen fortuïtament, a l’atzar. • Es diu que les mutacions són preadaptatives perquè apareixen abans que actuï la selecció natural, no pas com a conseqüència d’aquesta.

Pàgina 177 9

Els primers organismes vius de què es té notícia són uns microorganismes fòssils, semblants a bacteris, de fa uns 3.500 milions d’anys.

147

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 148

Unitat 6 Solucionari La vida es va originar gràcies a les condicions especials de la Terra primitiva: l’atmosfera no contenia oxigen, i hi havia importants emanacions energètiques, com les que provenien de volcans, grans tempestes elèctriques i diverses fonts de radioactivitat. En aquest ambient es van formar les primeres biomolècules orgàniques —aminoàcids, nucleòtids, sucres i lípids—, algunes de les quals potser es van formar a l’espai i van arribar juntament amb meteorits. A partir d’aquestes biomolècules van sorgir societats cel·lulars capaces d’autoorganitzar-se i evolucionar. Sembla que l’aparició de la vida a la Terra va ser un succés inevitable, i no pas casual. Durant la dècada de 1950, Miller va dissenyar un aparell de laboratori que simulava les condicions existents a la Terra primitiva. Després de fer-lo funcionar, hi va detectar algunes de les substàncies que formen les proteïnes i el DNA. Experiments posteriors duts a terme amb petites variacions han permès obtenir pràcticament totes les biomolècules essencials per a la vida. 10 • La teoria de la selecció natural explica que el medi

elimina o afavoreix uns caràcters determinats, de manera que es van acumulant les variacions més beneficioses. Però aquests caràcters ja existien, la selecció natural no és la responsable de la seva aparició. El primer seria la mutació que genera diversitat genètica (al·lels nous) i després la selecció natural actuarà sobre ells afavorint aquells que tinguin més èxit de supervivència. 11 L’arribada casual a les illes Galàpagos d’uns pinsans

ancestrals procedents del continent i que pertanyien a una única espècie va iniciar un procés d’adaptació a l’ambient de cada illa, on va actuar la selecció natural. La barrera geogràfica que suposava el mar impedia l’aparellament entre pinsans del continent i els de les illes, i entre les illes entre si, de manera que les variacions es van anant acumulant, generació rere generació. Al cap d’un temps els pinsans devien ser tan diferents entre ells que no es podien aparellar, i així es van convertir en espècies diferents. Així, la selecció natural va actuar sobre la forma del bec d’aquests individus afavorint aquells becs que estaven més ben adaptats a l’alimentació en cada illa. Hi havia pinsans amb un bec especial per triturar, uns altres per subjectar la presa i d’altres per explorar, de manera que l’èxit de supervivència era més alt. • Especiació Els mecanismes d’especiació actuen sempre sobre poblacions d’individus.

148

Pàgina 178 12 Resposta model:

Teoria. És un model de la realitat, usat per racionalitzar, explicar o predir fenòmens físics. Segons el mètode científic, una teoria ha de ser comprovada per l’experimentació o l’observació. Dogma. És un principi cert i una veritable inconfutable. S’utilitza per significar una opinió o el que sembla ser veritable a una persona. • La teoria. • La teoria de l’evolució es basa en fets observables en la natura que permeten comprovar l’existència de canvis evolutius en les espècies: l’estudi dels fòssils, l’estudi de la distribució geogràfica, la comparació entre òrgans homòlegs i anàlegs, les anàlisis genètiques... • Són dogmes, ja que no es poden demostrar, sinó que es basen en una opinió personal sense cap tipus de validesa científica. 13 La vida a la Terra s’originà fa uns 3.500 milions d’anys.

Fa uns 2.000 milions d’anys, a partir de les cèl·lules primitives, es van formar les cèl·lules eucariòtiques fotosintètiques, a partir de les quals es van formar les algues primitives pluricel·lulars que van evolucionar i van produir unes plantes molt primitives que van conquerir el medi terrestre. Es desconeix quan i com es van formar les molses, però va ser després que les falgueres. A partir de les falgueres es van formar les gimnospermes, grup al qual pertanyen els pins, avets i xiprers, entre altres plantes, i a partir d’un grup concret de gimnospermes es van formar les angiospermes, com el gira-sol i el castanyer. D’altra banda, fa 2.000 milions d’anys les cèl·lules eucariotes heterotrofes formarien els primers organismes pluricel·lulars fa 700 milions d’anys, que donarien lloc als fongs, als anèl·lids o cucs segmentats, als artròpodes i als mol·luscs, que descendeixen d’un avantpassat comú, que probablement tenia l’aspecte d’un cuc. Encara es discuteix l’origen dels equinoderms, però se sap que estan emparentats amb els cordats, els avantpassats dels vertebrats. L’evolució dels vertebrats és molt més coneguda. Segons el registre fòssil, els vertebrats més antics són els peixos. A partir d’un grup de peixos van sorgir els amfibis, que van conquerir el medi terrestre, i a partir d’un grup d’amfibis es van formar els rèptils, els quals es van diversificar molt. Finalment, a partir d’alguns rèptils es van formar els ocells i els mamífers. Respecte als ocells, se sap que estan molt emparentats amb els extingits dinosaures ESO Biologia i geologia 4

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 149

Solucionari Unitat 6 i els cocodrils actuals. Els invertebrats més evolucionats van donar lloc als peixos primitius, que evolucionaran als peixos actuals; els amfibis primitius, als amfibis actuals, i els rèptils primitius, als rèptils actuals i als ocells i mamífers.

Pàgina 179 14 • Els canvis anatòmics que s’han produït durant

l’evolució del cavall han afectat a la seva mida, que ha anat augmentant, i a les extremitats inferiors, que han patit una reducció progressiva dels dits de les potes, en un principi quatre, després tres i finalment un dit. A poc a poc, el seu únic dit es va endurir fins a desenvolupar el casc o peülla i així poder fugir més fàcilment dels seus depredadors. • La mida ha augmentat dels 45 cm que mesurava Hyracotherium a l’1,5 m del cavall actual. • Per la mesura; és més petit, i així es pot moure millor pel bosc i passar més desapercebut entre la vegetació. Per tant, la capacitat de supervivència enfront dels seus depredadors és major. En praderies, el cavall ja no troba els obstacles que trobaria en un bosc. És per aquesta raó que està millor adaptat a la carrera: es recolza amb la peülla d’un dit per augmentar el ritme de la carrera i al ser més gran té més capacitat muscular, la qual cosa li afavoreix la capacitat de fugida. • Ha anat reduint el nombre de dits en cada extremitat, passant de quatre dits a un. Les extremitats més ben adaptades a cavalcar per les praderies són aquelles que han reduït al màxim el nombre de dits, és a dir, les dels cavalls actuals, que presenten un dit a cada pota. • La dentició ha anat evolucionant, ja que l’alimentació dels cavalls ha variat una mica. En un principi, Hyracotherium basava la seva alimentació en fulles d’arbustos i les dents estaven adaptades al consum de fulles dels arbustos; en canvi, la dentició del cavall actual està adaptada per tallar l’herba del terra.

Pàgina 180 15 Resposta procedimental.

• El crani ha anat canviant dràsticament des dels últims 3 milions d’anys. L’evolució des d’Australopithecus fins a Homo sapiens va significar un augment de la capacitat craniana. Per ajustar-se al creixement del cervell, s’ha donat un aplatament del rostre, el retrocés de la barbeta i la disminució de la mida de les dents.


• El procés d’hominització fa referència al seguit de canvis que van sofrir alguns primats fins arribar a constituir l’actual espècie d’Homo sapiens sapiens. Els canvis més destacats serien la dieta omnívora, el desenvolupament del cervell, els relatius a l’aparició de la parla, el bipedisme i la fabricació d’eines. L’hominització és un procés genètic accelerat per raons culturals en un mitjà físic i amb un ritme discontinu, probablement el mateix que la resta d’espècies de la Terra. El seu tret principal és el desenvolupament de la intel·ligència reflexiva i del pensament conceptual. Això es pot percebre arqueològicament per les restes d’útils lítics, que impliquen l’ús de les mans per ordre del cervell, però sovint és difícil distingir entre alteracions antròpiques i casuals. Per a la paleontologia, l’hominització és el resultat de la modificació de l’aparell locomotor: fa 4 o 5 milions d’anys l’ésser humà es comença a posar dret. Però no ens hem de confondre: l’hominització no és un procés exclusivament genètic, sinó la suma d’aquest i d’un procés cultural. Per això hi va haver homínids que no es van hominitzar. En aquest context alguns primats arborícoles van passar de ser recol·lectors de fruites a caçadors o, si més no, carronyers, la qual cosa va unida a un canvi a la dentició omnívora. El menor nombre d’arbres va provocar una major inseguretat, davant de la qual era necessària una major capacitat d’observació, que s’associa a un augment de la intel·ligència. I l’aparició de la caça comporta la necessitat d’útils. Això ens porta a un altre mecanisme de l’hominització, el de la dialèctica mà-cervell. El bipedisme deixa les mans lliures, amb la qual cosa l’habilitat manual millora i el seu ús estimula el desenvolupament de la intel·ligència. Però el mecanisme es retroalimenta, ja que una major intel·ligència millora l’habilitat manual, la qual cosa fa que s’usin més les mans, estimulant-se així el canvi al bipedisme. • Tenir un cervell més gran proporcionalment al cos implica una major quantitat de teixit nerviós neuronal; unit a un increment de connexions neuronals, implicaria una major capacitat de raonament i verbal, i per tant, una major complexitat d’organització social.

Pàgina 181 16 • La teoria de la deriva continental la va postular

l’any 1912 el geofísic i meteoròleg alemany Alfred Wegener.

149

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 150

Unitat 6 Solucionari Segons aquesta teoria els continents no han ocupat sempre la posició geogràfica que tenen actualment, sinó que han sofert grans desplaçaments durant la història geològica del planeta. Wegener va postular que fa uns 200 milions d’anys els continents actuals estaven units en un únic supercontinent anomenat Pangea, que al llarg del temps es va fragmentar, lentament, en diversos continents. La teoria de la deriva continental es fonamenta en diferents tipus de dades: geogràfiques, estratigràfiques, paleontològiques, paleoclimàtiques i biogeogràfiques. • Pangea es va començar a fragmentar fa uns 180 milions d’anys. Aquestes dues masses de Terra en què es va fragmentar van ser Lauràsia —que comprenia el que actualment és Amèrica de Nord, Grenlàndia i Euràsia, excloent-hi l’Índia— i Gondwana, que comprenia el que actualment és Amèrica del Sud, l’Antàrtida, Austràlia, Àfrica i l’Índia. A l’era secundària va tenir lloc la separació d’Austràlia del gran continent Gondwana.

PROCEDIMENT · Proves anatòmiques

Pàgines 182 i 183 a

1 Els ossos que corresponen a l’extremitat anterior d’aquests mamífers. 2 L’húmer i el radi. 3 Els mecanismes evolutius han fet perdre ossos en el cas del cavall, que no disposa de cúbit i s’han reduït el nombre de falanges; en el cas de l’elefant el cúbit i el radi s’han fusionat. A part d’això, en alguns animals la forma i les dimensions dels ossos també ha variat en certa mesura. 4 Humà. Els ossos que formen l’extremitat anterior ens indiquen el passat de braquiació de l’espècie. Talp. Té ossos curts amb ungles molt llargues. Dofí. L´húmer, el cúbit i el radi són molt curts, pràcticament de la mateixa mesura. Les falanges s’han allargat en alguns dits i s’han reduït en d’altres. Ratapinyada. Té els ossos de l’extremitat anterior molt llargs i prims, adaptats per volar.

• Resposta procedimental. Destaquen sobretot els marsupials, mamífers primitius.

Cavall. Els ossos són llargs i robusts, i el cúbit i tots els dits menys un han desaparegut, de manera que només es recolzen amb una ungla o peülla.

• Els marsupials són mamífers proveïts de marsupi, una bossa que en els mascles és solament un plec muscular, mentre que en les femelles, sota la influència de les hormones sexuals, la pell s’estira i forma una cavitat en forma de sac, a la qual va a situar-se la cria després de néixer. A l’interior del marsupi hi ha les mamelles. • És evident que l’aïllament d’Austràlia va contribuir, en gran mesura, que els animals evolucionessin d’una manera diferent, ja que les poblacions van quedar separades per una barrera física (el mar). Això va contribuir que cada grup s’adaptés a l’ambient en el qual vivia i que acumulés diferències genètiques a causa de les mutacions i la selecció natural. • Amèrica del Sud no va patir un aïllament tan dràstic com el d’Austràlia, sinó que va estar més temps en contacte amb altres continents i no va presentar un canvi de posició tan radical com Austràlia. • En separar-se Austràlia de Gondwana, les poblacions d’animals van quedar aïllades de la resta del continent. Aquest fet va generar que evolucionessin d’una manera diferent per efecte del procés genètic de les mutacions que afectaven els individus i l’actuació posterior de la selecció natural sobre les poblacions. Cada grup es va adaptar a l’ambient on vivia acumulant diferències genètiques al llarg dels anys. Al cap de molt de temps els grups eren tan diferents que ja no es podien encreuar, i es van convertir en espècies diferents (especiació).

150

Gos. Els ossos del cúbit i el radi estan mig fusionats, i l’extremitat s’aixeca, de manera que recolzen els dits (falanges) al terra. Elefant. Els ossos són molt forts i columnars, i el cúbit i el radi s’han fusionat. 5

nom

tipus de vida / medi on es mouen

relació entre el tipus de vida i el medi on es mouen i l’estructura anatòmica de l’extremitat

talp

Mengen arrels que obtenen excavant galeries subterrànies

Extremitat en forma de pala amb ungles llargues i resistents per excavar

dofí

Viuen a l’aigua. La velocitat de natació és molt elevada. S’alimenten bàsicament de peixos.

Extremitat en forma d’aleta per facilitar la natació. Augment de longitud d’alguns dits.

Són els únics ratapinyada mamífers voladors; es desplacen pujant per l’escorça dels arbres, roques... i descansen penjats de les extremitats posteriors. cavall

Extremitats anteriors en forma d’ales amb ossos molt llargs i prims que quedaran recoberts del patagi (pell) per facilitar el seu vol. Un dels dits modificats acaba en una ungla per facilitar la subjecció.

Viuen en praderies, Extremitats anteriors i s’alimenten d’herbes. llargues i columnars. Han reduït el nombre d’ossos i es recolzen amb una peülla a cada pota, el que fa que estiguin perfectament adaptats a la carrera.


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 151


tipus de vida / medi on es mouen

relació entre el tipus de vida i el medi on es mouen i l’estructura anatòmica de l’extremitat

gos

Són mamífers gregaris, i s’alimenten d’altres animals. Tenen una gran potència a la carrera.

Extremitat anterior adaptada a córrer; el cúbit i el radi estan mig fusionats i es recolzen sobre els dits protegits dels coixinets.

elefant

Són mamífers que han de suportar molt de pes; es desplacen a grans distàncies.

Extremitats columnars molt robustes, cúbit i radi fusionats, es desplacen amb els dits protegits amb coixinets i ungles fortes.

nom

5 La forma i la funció de volar, i que en tots tres casos el pes respecte a la resta del cos de l’animal és molt reduït. 6 L’ala de la mosca té un origen evolutiu diferent al de les altres ales: no té ossos, presenta nervacions i la seva mesura és molt reduïda. En el cas dels vertebrats, totes tenen un origen comú, però l’ala d’una ratapinyada té ossos llargs i prims, el cúbit és molt reduït i presenta un dit modificat amb una ungla; en canvi, l’ala de l’ocell no presenta ungles i les falanges s’han reduït. 7 En general la funció biològica de les ales és volar.

humà

Tenen l’extremitat anterior adaptada per agafar-se i subjectar objectes.

Dit oposat de l’extremitat anterior per tal de poder agafar objectes.

7 Humà. Agafar objectes. Talp. Excavar galeries subterrànies. Dofí. Estabilitzar-se durant la natació. Ratapinyada. Per desplaçar-se volant. Cavall. Per fugir d’un depredador o desplaçar-se. Gos. Per desplaçar-se, capturar les preses i fugir dels depredadors. Elefant. Per desplaçar-se i suportar el gran pes. 8 Són òrgans homòlegs, ja que a partir d’un avantpassat comú s’han modificat per adaptar-se en les diferentes espècies a condicions i medis diferents. 9 És una prova d’evolució divergent. 10 Tots aquests mamífers tenen un avantpassat comú, ja que si comparem els ossos que formen part de les seves extremitats ens adonarem que tenen moltes semblances. b

1 La forma i la funció, ja que les dues faciliten el vol a l’animal. 2 L’húmer, el cúbit, el radi i les falanges. 3 L’húmer, el cúbit, el radi i les falanges. 4 Els ossos d’una ratapinyada són més llargs i més prims en proporció a tota l’extremitat; a part, la ratapinyada presenta un cúbit molt curt respecte al radi. També es pot apreciar que en la ratapinyada hi ha un dit modificat amb una ungla i les falanges són més llargues i primes. Respecte a l’anatomia externa la mobilitat de les extremitats anteriors és major en una ratapinyada. Finalment, en el cas d’un ocell el recobriment extern són plomes, mentre que en el cas del mamífer és el patagi (pell).

8 Les ales dels insectes s’han de moure amb una gran rapidesa pel medi aeri. Les ratapinyades es mouen en un medi humit i nocturn per evitar la deshidratació i les cremades del patagi si ho fessin de dia. Hi ha ocells marins, d’aiguamolls, aeris o terrestres. En tots casos les ales els serveixen per volar (planejar o aletejar), per estabilitzar-se, per nedar (pingüins, ocells que es capbussen en el mar), per estabilitzar la carrera (estrussos...) i per mantenir la temperatura corporal del cos gràcies al recobriment de plomes. 9 Sí, podem considerar que són solucions semblants a una mateixa necessitat d’adaptació ja que, en general, han evolucionat per aconseguir conquerir el medi aeri. 10 Es tracta d’una evolució convergent, un procés evolutiu que fa que davant de la mateixa necessitat d’adaptació al medi, diversos organismes molt poc relacionats evolutivament hagin desenvolupat solucions anatòmiques tot sovint extraordinàriament semblants. Ocell / ratapinyada. La funció final és poder volar, els ossos de les extremitats són molt semblants, presenten els mateixos ossos: l´húmer, el cúbit i el radi. El pes dels ossos s’ha reduït moltíssim per facilitar el vol. Ocell / mosca. La forma i la funció és semblant, el pes de les ales s’ha reduït molt, les nervacions de la mosca mantenen la forma de l’ala igual que ho farien els ossos de l’ocell. Ratapinyada / mosca. La forma i la funció és semblant, el pes de les ales s’ha reduït molt, les nervacions de la mosca mantenen la forma de l’ala igual que ho farien els ossos de l’ocell. 11 Ocell / ratapinyada. Homòlogues, ja que tenen un mateix origen, els rèptils primitius. Ocell / mosca. Anàlogues. L’origen evolutiu és diferent. Ratapinyada / mosca. Anàlogues. L’origen evolutiu és diferent.


151

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 152

Unitat 6 Solucionari 12 • Si comparem les ales respecte d’aquest rèptil caminador avantpassat seu són homòlogues, ja que tenen el mateix origen. • Si comparem les ales respecte dels peixos ancentrals, són anàlogues.

Oldudai i Laetoli (Tanzània) Sangiran (Java) Sud-àfrica 5

Resposta oberta. La recerca científica dels nostres orígens és molt important per ajudar-nos a comprendre qui som, com hem anat evolucionant al llarg dels anys cap a on anem i perquè som com som.

REPORTATGE · Els orígens de la humanitat

Pàgina 185 1


2

El canvi de clima. Es va produir un refredament global que va comportar dos canvis importants en el clima de l’Àfrica tropical: una disminució de la pluja i una marcada estacionalitat. Això va provocar que l’extensió dels boscos tropicals disminuís i, en conseqüència, que la sabana s’expandís.

• Estan escoltant i aprenent.

El bipedisme. Per realitzar llargs desplaçaments per la sabana durant les hores caloroses, la locomoció bípeda (sobre dues extremitats) presenta un avantatge cabdal: una millor refrigeració corporal, ja que el cos es mou en paral·lel als raigs solars de migdia, l’hora més calorosa.


Un cervell més gran. Atesa la inferioritat física dels humans respecte dels depredadors de la sabana, un cervell més gros i, per tant, capaç d’interrelacionar diversos grups de dades, representa un avantatge selectiu crucial: desenvolupar una cultura tècnica i social.

EIX TRANSVERSAL · La formació continuada

Pàgina 186

– Una formació continuada implica un procés d’aprenentatge d’una forma ininterrompuda, estar sempre adquirint coneixements d’una forma o una altra. – Resposta procedimental.

AVALUACIÓ

Pàgina 187 1

La ingesta de carn, que va incrementar els nutrients disponibles, i la reducció dels budells, que va permetre que es desviés més flux de sang cap al cervell.

– La funció crea l’òrgan, és a dir, que els éssers vius evolucionen segons l’ús que fan dels seus òrgans. Per exemple, un animal que mengi fulles d’arbre, a mesura que s’acabi les de baix estirarà el coll per arribar a les de dalt, per la qual cosa se li anirà allargant de mica en mica.

L’alliberament de les extremitats anteriors, les quals van poder ser utilitzades per manipular objectes. Va ser l’inici de la cursa cultural i tècnica, que ens ha permès viure en societats cada cop més organitzades i, en definitiva, augmentar progressivament i constantment la nostra qualitat de vida. 3


4

Resposta model:

– Els caràcters adquirits s’hereten, és a dir, que els caràcters que adquireix un individu es transmeten a la seva descendència. 2

La teoria evolutiva de Darwin (mitjan segle XIX) es fonamenta en la teoria de la selecció natural. Consisteix en un mecanisme evolutiu en el qual és el medi l’encarregat d’eliminar o afavorir uns caràcters determinats, de manera que es van acumulant les variacions més beneficioses. Aquesta teoria ha demostrat ser certa i aplicable a tots els éssers vius.

3

La teoria sintètica de l’evolució explica com s’esdevenen els canvis en la descendència i com es transmeten de generació en generació; combina la selecció natural amb el concepte genètic de mutació.

Boxgrove (Regne Unit) Tautavel-Arago (França) Maver (Alemanya) Ceprano (Itàlia) Dmanisi (Geòrgia) Zhoukoudian (Xina) Hadar, valls dels rius Awash i Omo (Etiòpia) Koobi-Fora i llac Turkana (Kènia) 152

La teoria de Lamarck (1809) es basa en dos principis:


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 153

Solucionari Unitat 6 Aquesta teoria, avalada per moltes proves científiques, considera que la variació genètica present a les poblacions és deguda a les mutacions, que generen al·lels nous i, en conseqüència, l’aparició de caràcters nous i és la matèria en brut sobre la qual actua la selecció natural. 4

7

La selecció natural afavoreix entre tots els al·lels ja presents en la població, generats prèviament per mutació, aquells que proporcionen una millor adaptació de l’organisme al medi.

8

Els fets observables en la natura que permeten comprovar l’existència de canvis evolutius en les poblacions d’espècies demostren que els éssers vius no són invariables, sinó que han anat canviant al llarg de molt temps com a conseqüència del procés genètic de les mutacions i de l’actuació posterior de la selecció natural, afavorint aquelles mutacions que suposen una major capacitat de supervivència en el medi.

La selecció natural és el mecanisme principal dels canvis evolutius en els éssers vius, segons el qual el fet que en les poblacions naturals subsisteixen els individus més eficients és conseqüència de la lluita per la vida i de la supervivència del més apte. El nombre d’individus que conformen una població determinada pot augmentar o disminuir en funció dels canvis que experimenti el seu hàbitat i poden migrar i barrejar-se amb els individus de les poblacions veïnes. Totes les poblacions d’una mateixa espècie comparteixen els mateixos gens, però poden presentar al·lels diferents per a aquests gens. Per tant, la dinàmica de les poblacions es tradueix en canvis en l’estructura genètica de les poblacions. Per exemple, com a conseqüència d’una mutació favorable els individus afectats estaran més ben adaptats per sobreviure i deixaran més descendents amb aquesta mutació. Amb el temps, generació rere generació, aquesta mutació s’anirà estenent per la població i esdevindrà majoritària dins d’aquesta.

– L’estudi dels fòssils indica que la diversitat i la complexitat dels éssers vius ha augmentat amb el temps. – L’estudi de la distribució geogràfica indica que els organismes que habiten en continents que van estar units fins fa relativament poc (en temps geològic) presenten menys diferències que els de continents que es van separar fa més temps. – La comparació entre òrgans homòlegs i anàlegs. Els òrgans homòlegs són els que tenen la mateixa estructura interna però estan adaptats a funcions diferents. Els òrgans homòlegs són una prova d’evolució divergent, en què a partir d’un avantpassat comú es van formar diferents espècies adaptades a medis diferents. Els òrgans anàlegs, en canvi, són els que tenen la mateixa funció però presenten estructures diferents, com l’ala dels ocells i dels insectes. Els òrgans anàlegs són una prova d’evolució convergent, en què organismes molt poc relacionats evolutivament presenten solucions semblants a un mateix problema.

Per tant, no són els organismes concrets els que evolucionen, sinó les poblacions en el seu conjunt, en funció del nombre de descendents que deixa cada progenitor. 5

La variabilitat en la descendència és el punt d’inici imprescindible per a l’acció de la selecció natural. És la diferència entre pares i fills, i entre els individus d’una població. Aquestes diferències són degudes a dos fets: – La reproducció sexual, que permet que els cromosomes homòlegs es bescanviïn informació durant la meiosi i que els cromosomes paterns i materns es combinin de diferents maneres en la fecundació. – L’aparició de mutacions, que genera al·lels nous i, en conseqüència, l’aparició de caràcters nous. Les mutacions es produeixen a l’atzar i són hereditàries, perquè afecten el material genètic.

6

En les mutacions es generen al·lels nous, és a dir, caràcters nous. Si aquestes mutacions es donen en les cèl·lules sexuals en produir-se la meiosi permetrà que els cromosomes homòlegs bescanviïn informació i que els cromosomes paterns i materns es combinin de diferents maneres en la fecundació, de manera que els canvis es transmetran de pares a fills, augmentant així la variabilitat genètica. ESO Biologia i geologia 4

– Les anàlisis genètiques permeten establir relacions evolutives entre espècies (arbres filogenètics). 9

La vida a la Terra s’originà fa uns 3.500 milions d’anys. Fa uns 2.000 milions d’anys, a partir de les cèl·lules primitives, es van formar les cèl·lules eucariòtiques fotosintètiques, a partir de les quals es van formar les algues primitives pluricel·lulars que van evolucionar i van produir unes plantes molt primitives que van conquerir el medi terrestre. Es desconeix quan i com es van formar les molses, però va ser després que les falgueres. A partir de les falgueres es van formar les gimnospermes, grup al qual pertanyen els pins, avets i xiprers, entre d’altres plantes, i a partir d’un grup concret de gimnospermes es van formar les angiospermes, com el gira-sol i el castanyer. D’altra banda, fa 2.000 milions d’anys van aparèixer les cèl·lules eucariotes heterotrofes que formarien els primers organismes pluricel·lulars fa 700 milions d’anys, 153

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 154

Unitat 6 Solucionari que donarien lloc als fongs, als anèl·lids o cucs segmentats, als artròpodes i als mol·luscs que descendeixen d’un avantpassat comú, que probablement tenia l’aspecte d’un cuc. Encara es discuteix l’origen dels equinoderms, però se sap que estan emparentats amb els cordats, els avantpassats dels vertebrats. L’evolució dels vertebrats és molt més coneguda. Segons el registre fòssil, els vertebrats més antics són els peixos. A partir d’un grup de peixos van sorgir els amfibis, que van conquerir el medi terrestre, i a partir d’un grup d’amfibis es van formar els rèptils, els quals es van diversificar molt. Finalment, a partir d’alguns rèptils es van formar els ocells i els mamífers. Respecte als ocells, se sap que estan molt emparentats amb els extingits dinosaures i els cocodrils actuals. Els invertebrats més evolucionats van donar lloc als peixos primitius, que evolucionaran als peixos actuals; els amfibis primitius donaran els amfibis actuals, i els rèptils primitius, els rèptils actuals i els ocells i mamífers. 10 Les característiques principals del procés d’hominització

són la postura dreta (bipedisme), per tant, l’alliberament de les extremitats anteriors; la dieta omnívora; el desenvolupament del cervell; la reducció dels budells, que va permetre que es desviés més flux de sang cap al cervell, i la invenció d’eines.

154


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 155

Control unitat 6

1

Defineix evolució i digues quins són els mecanismes que la generen.

2

Explica l’actuació de la selecció natural sobre la variabilitat genètica d’una població mitjançant un exemple.

3

Quins arguments utilitzaries per rebutjar les teories fixistes?

4

En què es va basar Darwin per formular la teoria evolutiva?

5

Principis del lamarckisme.

6

Explica per què les girafes tenen el coll llarg: a segons Lamarck. b segons Darwin.

En què es fonamenta la teoria sintètica de l’evolució? Amb quin altre nom se la coneix? En què es diferencia respecte a la de Darwin?

8

Podem assegurar que dos individus que s’assemblen pertanyen a una mateixa espècie? Què és el nom científic d’una espècie? Posa un exemple d’un nom científic.

9

Defineix especiació. Posa un exemple de com l’ambient afavoreix la formació d’espècies noves.

10

En què va consistir el procés d’hominització?

Nom:

7


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 156


1

L’evolució és el conjunt de canvis que s’han esdevingut i que constantment s’esdevenen en les característiques de les espècies d’éssers vius al llarg del temps. Els mecanismes que generen l’evolució són: l’aparició de mutacions, que genera al·lels nous i, en conseqüència, l’aparició de caràcters nous. Les mutacions es produeixen a l’atzar i són hereditàries, perquè afecten el material genètic. Si aquestes mutacions afecten a les cèl·lules germinals es transmeten de pares a fills i, posteriorment, la selecció natural de les espècies actuarà sobre elles amb un mecanisme evolutiu que consisteix en què el medi elimina o afavoreix uns caràcters determinats, de manera que es van acumulant les variacions més beneficioses.

2

3

La selecció natural actuarà en contra de les mutacions no favorables; per contra, farà que les mutacions favorables tinguin un èxit evolutiu. Per exemple: sobre una població de zebres l’aparició d’una mutació que provoqui defectes importants als pulmons en pot causar directament la mort per asfíxia. En canvi, si provoca defectes lleus que només dificultin la respiració en cas d’un exercici intens, podrà sobreviure, però serà una presa molt més fàcil per a les lleones, per la qual cosa és molt més probable que no deixi descendents amb aquesta mutació. És a dir, la selecció natural l’eliminarà. Si la mutació resultés ser beneficiosa, és a dir, que els individus afectats tinguessin una capacitat pulmonar més gran per afavorir els esprints de fugida, estarien més ben adaptats per sobreviure i deixarien més descendents amb aquesta mutació. Amb el temps, generació rere generació, aquesta mutació s’aniria estenent per la població i esdevindrà majoritària dins d’aquesta. Per tant, no són els organismes concrets els que evolucionen, sinó les poblacions en el seu conjunt, en funció del nombre de descendents que deixa cada progenitor. Les teories fixistes consideren que les espècies eren immutables i que no havien canviat des que van aparèixer. Els fets observables en la natura que permeten comprovar l’existència de canvis evolutius en les poblacions d’espècies demostren que els éssers vius no són invariables, han anant canviant al llarg de molt temps com a conseqüència del procés genètic de les mutacions i de l’actuació posterior de la selecció natural afavorint aquelles mutacions que suposen una major capacitat de supervivència en el medi. Les proves que descarten les teories fixistes serien: l’estudi dels fòssils, l’estudi de la distribució geogràfica, la comparació entre òrgans homòlegs i anàlegs i les anàlisis genètiques.

4

La teoria evolutiva de Darwin (mitjan segle XIX) es fonamenta en la teoria de la selecció natural, que consisteix en un mecanisme evolutiu en el qual, és el medi qui elimina o afavoreix uns caràcters determinats, de manera que es van acumulant les variacions més beneficioses. Aquesta teoria ha demostrat ser certa i aplicable a tots els éssers vius.

5

La teoria de Lamarck (1809) es basa en dos principis: – La funció crea l’òrgan, és a dir, que els éssers vius evolucionen segons l’ús que fan dels seus òrgans. Per exemple, un animal que mengi fulles d’arbre, a mesura que s’acabi les de baix estirarà el coll per arribar a les de dalt, per la qual cosa se li anirà allargant de mica en mica. – Els caràcters adquirits s’hereten, és a dir, que els caràcters que adquireix un individu es transmeten a la seva descendència.

6

a Lamarck va fer servir l’exemple de l’origen de les girafes per explicar la seva teoria: les girafes devien provenir d’avantpassats semblants als antílops que, en èpoques de sequera, es devien veure forçats a menjar fulles dels arbres. La necessitat d’aconseguir aliment els devia obligar a estirar el coll i, per això, aquest es va anar allargant progressivament. Aquesta característica adquirida la devien heretar els descendents, generació rere generació, fins a arribar a les girafes actuals. b Segons la teoria darwinista, els avantpassats de les girafes no devien ser tots idèntics, sinó que alguns individus tenien el coll més llarg que els altres. En èpoques de sequera, les del coll més llarg devien estar més capacitades per arribar a les branques dels arbres i, per això, devien poder sobreviure mentre que les altres, de coll més curt, morien de fam. Els supervivents van ser els progenitors de la generació següent, i entre els descendents es devien anar seleccionant els de coll cada vegada més llarg. Així és com, al cap de moltes generacions, s’arribà fins a les girafes actuals.

7

La teoria sintètica de l’evolució combina la selecció natural de les espècies (mecanisme evolutiu que consisteix en que el medi elimina o afavoreix uns caràcters determinats, de manera que es van acumulant les variacions més beneficioses) amb el concepte genètic de mutació, responsable de la variació genètica present a les poblacions. La mutació és la matèria en brut sobre la qual actua la selecció natural, generant al·lels nous i, en conseqüència, l’aparició de caràcters nous, que seran transmesos gràcies al bescanvi d’informació durant la meiosi.



02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 157

Solucionari Control unitat 6 Neodarwinisme. En el concepte genètic, com es transmeten els gens d’una generació a la següent, que Darwin en la seva època desconeixia. 8

No, ja que hi poden haver organismes que siguin semblants entre ells, però que en canvi no es puguin reproduir entre ells o que els seus descendents no siguin fèrtils. Tots els éssers vius s’anomenen amb un nom científic format per dues paraules: la primera indica el gènere i la segona, l’espècie. Els éssers humans, per exemple, pertanyem a l’espècie Homo sapiens i les alzines, a l’espècie Quercus ilex.

9

L’especiació és la formació d’una nova espècie. Per exemple, qualsevol barrera física que aïlli una població d’organismes de la resta, com el mar, una muntanya...

10 Les característiques principals del procés

d’hominització són la postura dreta (bipedisme), i, per tant, l’alliberament de les extremitats anteriors; la dieta omnívora; el desenvolupament del cervell; la reducció dels budells, que va permetre que es desviés més flux de sang cap al cervell, i la invenció d’eines.


Nom dels alumnes

Control unitat 6

Sap explicar correctament el procés d’hominització

Explica el mecanisme d’especiació i com influeix l’ambient

Entén perfectament el concepte d’espècie

Explica la teoria sintètica de l’evolució, i la diferencia del darwinisme

Sap diferenciar entre darwinisme i lamarckisme

Recorda i explica els principis del lamarckisme

Entén com Darwin va formular la seva teoria evolutiva

Sap rebutjar raonadament les teories fixistes

16:29

Explica com actua la selecció natural sobre la variabilitat genètica

3/7/08

Sap definir evolució i entén els mecanismes que la generen



02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 159

7

Unitat final


159

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 160

Unitat 7 Solucionari 5 Volcà. Procés geològic intern. Contacte convergent o divergent.

Pàgines 190 i 191 1

6 Meandre. Procés geològic extern. L’aigua del riu erosiona la riba còncava del meandre, mentre sedimenta els materials que ha erosionat i transportat fins a la riba oposada.

Resposta model. La Terra manifesta el seu dinamisme mitjançant la dinàmica interna i externa. La dinàmica externa de la Terra afecta les quatre capes que la componen, que són l’atmosfera, la litosfera, la hidrosfera i la biosfera. Aquestes capes són transformades pels agents geològics externs: el vent a l’atmosfera, l’aigua a la hidrosfera i els éssers vius a la biosfera. Aquests agents geològics externs són els responsables dels processos geològics externs que afecten el dinamisme extern de la Terra.

7 Rift. Procés geològic intern. Contacte divergent. 8 Arc d’illes del Japó. Procés geològic intern. Contacte convergent entre plaques oceàniques. 9 Zones termals a l’aire lliure. Procés geològic intern. Contacte convergent. 10 Cova amb columnes, estalactites i estalagmites. Processos geològics externs. Les estalactites i estalagmites es formen per precipitació i solidificació del carbonat càlcic dissolt en l’aigua, mentre que les coves es formen per l’acció erosiva de l’aigua subterrània.

La biosfera està formada per un conjunt de biomes de la Terra, que són zones de la Terra amb un clima característic on viuen comunitats específiques d’organismes que formen part dels ecosistemes. Els principals biomes de la biosfera terrestre són els boscos (caducifolis i les selves), la sabana, el desert, les mediterrànies, la praderia o estepa, la taigà, la tundra, les aigües salades, les aigües dolces, l’alta muntanya, les costes, les coves i els avencs.

11 Dunes lineals d’un desert o d’una platja. Acció repetida d’un agent geològic extern, el vent, que sedimenta la sorra en zones determinades on s’acaba formant una duna. 12 Vall. Procés geològic extern. Acció erosiva del riu.

D’altra banda, la dinàmica interna de la Terra afecta la litosfera fragmentada en plaques oceàniques i mixtes, que es desplacen a causa dels corrents de convecció i generen contactes entre plaques que poden ser: convergents si les plaques litosfèriques continentals o oceàniques topen, divergents si les plaques continentals o oceàniques se separen, i transformants si les plaques es mouen lateralment. Aquests contactes donen lloc a les serralades, fenòmens volcànics, fenòmens sísmics i arcs d’illes. L’estructura interna de la Terra n’explica el dinamisme intern. L’interior de la Terra està constituït per tres capes, que són l’escorça (continental i oceànica), el mantell (mantell superior i inferior) i el nucli (intern i extern). La composició i l’estructura interna de la Terra s’estudia mitjançant mètodes indirectes i mètodes directes.

Pàgines 192-194 2

1 Guèiser. Procés geològic intern. Contacte convergent i transformant. 2 Efectes d’un terratrèmol. Procés geològic intern. Contacte convergent i divergent. 3 Estrats plegats. Procés geològic intern. Contacte convergent. 4 Vall glacial (forma d’U). Procés geològic extern format per l’erosió i el transport. Agent extern: glaceres. 160

13 Escull coral·lí. Procés geològic extern que genera sedimentació. Format per éssers vius. 14 Penya-segat. Procés geològic extern. Format per l’acció abrasiva del mar contra les costes. És un tipus d’erosió provocada per les aigües marines. 15 Pilar coronat. Procés geològic extern, en concret l’acció erosiva de l’aigua.


1 Sabana Deducció. Animals típics de la sabana, com les girafes, i la vegetació. Característiques. El clima es caracteritza per la presència d’una estació seca, que resulta determinant per als organismes que hi viuen, i una temperatura sempre càlida, sense hivern tèrmic. Els sòls acostumen a tenir poca capacitat de retenció d’aigua i són relativament pobres en nutrients. Éssers vius. La vegetació de la sabana és predominantment herbàcia, amb pocs arbres i arbustos, com a conseqüència del rigor de l’estació seca i la presència de focs periòdics. Respecte als animals, la sabana és el regne dels grans herbívors, com zebres, nyus, girafes, elefants i gaseles, entre molts altres, i, per tant, també dels grans carnívors, com lleons i guepards.


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 161

Solucionari Unitat 7 Activitat humana. La caça, la pesca i la recol·lecció, però no pas de manera exclusiva. La majoria de comunitats viuen de la ramaderia i l’agricultura. Els últims anys hi ha hagut un creixent corrent migratori des d’aquests indrets cap a les ciutats. 2 Tundra

4 Selva Deducció. Molta diversitat de vegetació i molta humitat. Característiques. Hi ha diversos tipus de selves: – La selva plujosa, amb un clima molt humit i xafogós.

Deducció. L’ambient fred, la neu i l’humà vestit amb pells d’animals.

– El bosc nebulós, amb núvols i boira gairebé permanents.

Característiques. El clima de la tundra es caracteritza per temperatures extremament baixes a l’hivern, quan el sol no sobrepassa la línia de l’horitzó, i més tèbies a l’estiu, quan el sol no es pon. Les precipitacions són escasses; malgrat tot, bona part de l’aigua s’acumula en aiguamolls i en forma sòlida (neu i gel perpetu). Sota la capa superficial de sòl sempre hi ha gel, que no es fon mai. La part del sòl que està glaçada tot l’any, anomenada pergelisòl, hi fa impossible la vida d’arbres i arbustos, ja que no hi poden arrelar.

– El bosc monsònic, amb una estació seca relativament prolongada i una estació plujosa molt humida.

Éssers vius. La coberta vegetal de la tundra és formada bàsicament per molses i líquens, que encatifen tot el sòl. Els animals més representats són els ocells, tant autòctons com migradors, que hi passen l’estiu. També hi ha mamífers, com rens, bous mesquers, erminis, mosteles, guineus, llops i óssos blancs.

Éssers vius. Gairebé tota la llum que arriba del sol es concentra a la part superior de la vegetació. Les plantes tenen fulles perennes i grosses, com les palmeres i les falgueres. També hi ha moltes plantes enfiladisses, com les lianes, i epífites, que viuen sobre altres plantes. Respecte als animals, el grup més nombrós és el dels insectes. També hi ha rèptils, ocells i mamífers, incloent-hi primats. Cadascun d’aquests grups està especialitzat en un tipus d’alimentació.

Activitat humana. La cacera i la pesca. 3 Desert càlid Deducció. Presència del dromedari, que és típic dels deserts. Característiques. Els deserts càlids i temperats, situats entre els 20° i els 40° de latitud sud i de latitud nord, es caracteritzen per presentar temperatures extremes i una gran oscil·lació tèrmica diària (fins a 70 °C de diferència entre el dia i la nit) i anual, poques precipitacions i una vegetació molt pobra, que deixa el sòl nu. Éssers vius. Als deserts s’hi desenvolupen comunitats vegetals molt diverses, si bé no formen un mantell continu. Les herbes, els matolls i els cactus estan molt dispersos, depenent de la disponibilitat d’aigua, i només es concentren en zones on hi ha prou aigua disponible: els oasis. També hi ha un gran nombre d’espècies animals, com insectes, rèptils, amfibis i mamífers, encara que són formades per pocs individus a causa de l’escassetat d’aliment. Activitat humana. Els grups de persones que hi viuen acostumen a practicar el nomadisme, ja que cerquen pastures per als seus ramats, tret dels que viuen als oasis.


– La selva temperada, plujosa però no especialment càlida. Els sòls de les selves acostumen a ser pobres, ja que l’exuberant vegetació que els caracteritza fa que la major part dels nutrients formin part dels éssers vius, sense que arribin a acumular-se al sòl.

Activitat humana. Extracció dels recursos necessaris sense malmetre l’entorn. Recentment, la necessitat de terres de conreu i pastura, i la possibilitat de fer tales massives d’arbres han ocasionat el retrocés de totes les selves del món. 5 Estepa Deducció. La vegetació i la presència de bisons. Característiques. El clima de la praderia es caracteritza per estius plujosos i hiverns molt freds. El seu sòl és molt ric en humus. Éssers vius. Els vegetals més abundants són les plantes herbàcies, majoritàriament gramínies. Els arbres i els arbustos són molt escassos (de vegades, fins i tot no n’hi ha). Pel que fa als animals, els insectes són molt abundants i també hi ha alguns rèptils, relativament pocs ocells, petits mamífers excavadors de caus, com marmotes, grans mamífers migradors, com cavalls i antílops, i depredadors, com llops i coiots.

161

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 162

Unitat 7 Solucionari Activitat humana. Actualment, tres quartes parts de les praderies del món estan ocupades per camps de conreu i la resta està destinada a la ramaderia.

Activitat humana. Els boscos caducifolis han estat molt transformats per les persones, ja que la seva distribució es correspon amb la dels països científicament i tècnicament més avançats. La tala no sostenible d’arbres ha estat fins fa poc una pràctica molt comuna, bàsicament per aconseguir terrenys de conreus i pastures, i per a la construcció d’indústries.

6 Mediterrànies Deducció. Per la vegetació d’arbres i arbustos. Característiques. El clima mediterrani es caracteritza per aquests aspectes:

8 Ecosistema aquàtic litoral

– La sequera estival més o menys llarga, que coincideix amb l’època calorosa.

Deducció. Presència d’organismes típics de la costa. Característiques. Correspon a zona il·luminada, que acostuma a arribar fins als 200 m de profunditat.

– La gran variabilitat interanual de les precipitacions.

Éssers vius. Plantes i algues, cucs, artròpodes i mol·luscs peixos, plàncton.

– Els estius calorosos i els hiverns frescos o moderadament freds.

Activitat humana. Construcció de ports, espigons, dragatges, contaminació, turisme.

Els sòls són relativament pobres en nutrients, amb una capa d’humus bastant escassa, i pluges torrencials, que fan que qualsevol transformació provoqui la progressiva degradació del medi.

9 Ecosistema aquàtic oceànic Deducció. Poca llum, no es veu el fons marí, presència de peixos.

Éssers vius. Comunitats vegetals llenyoses, relativament amb poques formacions herbàcies, que són majoritàriament gramínies. Els arbustos i els arbres són generalment de mida petita, però amb arrels molt llargues i ramificades per tal d’arribar a l’aigua acumulada a les capes inferiors del sòl. La biodiversitat dels animals és enorme, hi ha nombrosos grups d’invertebrats, com insectes i cucs, i de vertebrats, com rèptils, amfibis, ocells (tant autòctons com migratoris que hi fan estades) i mamífers. Activitat humana. Activitat agrícola i ramadera. Moltes tales de boscos, construcció de marges, etc., incendis periòdics, molts dels quals són deguts a l’activitat humana. 7 Bosc caducifoli Deducció. Arbres de fulla caducifòlia (fageda), humus acumulat (fulles caigudes). Característiques. Les boscanes es localitzen en zones de clima temperat i plujós, sense extrems de fred ni de calor i sense pertorbacions catastròfiques com huracans o sequeres greus. El sòl és ric en nutrients, de color bru o grisenc, a causa de l’humus acumulat. Éssers vius. La vegetació és formada bàsicament per arbres com faigs, roures, castanyers, avellaners o bedolls, entre molts altres, amb poca presència de sotabosc. També s’hi desenvolupa una abundant vida animal, amb complexes xarxes tròfiques i multitud de nínxols ecològics diferents. Hi ha, per exemple, insectes; amfibis, com la salamandra; ocells boscans; rosegadors; grans herbívors, com el porc senglar i el cérvol, i depredadors, com el llop i el linx.

162

Característiques. La zona afòtica, totalment fosca, que se situa per sota dels 200 m de profunditat. Éssers vius. Hi viuen nombroses espècies de peixos i alguns mamífers, com dofins i balenes. Activitat humana. Plataformes petrolíferes, trànsit marítim, turisme de busseig, contaminació acústica, residus, sobrepesca, la captura d’espècies en perill d’extinció.


Resposta model. La cèl·lula és la unitat funcional i estructural. Pot ser procariota o eucariota, segons la presència de membrana nuclear. Els organismes formats per més d’una cèl·lula reben el nom d’organismes pluricel·lulars. Aquests s’agrupen formant, segons el nivell de complexitat, els teixits, els òrgans, els aparells i els sistemes. A l’interior de la cèl·lula podem trobar el material hereditari format per DNA organitzat en els cromosomes, únicament visibles en el moment de la divisió cel·lular. En la mitosi els cromosomes es dupliquen i es reparteixen equitativament en les dues cèl·lules filles resultants. En la meiosi, en canvi, el nombre de cromosomes es redueix a la meitat en les quatre cèl·lules filles resultants. Els cromosomes contenen els gens que s’hereten segons les lleis de Mendel, les diferents formes del qual reben el nom d’al·lels, la combinació específica dels quals és el genotip segons els al·lels que formen part del genotip. Els organismes poden ser: homozigots o heterozigots segons si els al·lels d’un mateix caràcter


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 163

Solucionari Unitat 7 són iguals o diferents respectivament. El genotip conjuntament amb l’ambient determina l’aparença o fenotip de l’organisme. El material hereditari es pot manipular mitjançant tècniques d’enginyeria genètica per tal d’obtenir substàncies terapèutiques i transgènics. El material hereditari pot canviar naturalment a causa de les mutacions que originen nous al·lels, provocant malalties hereditàries que es poden detectar mitjançant tècniques de diagnòstic prenatal i que poden causar canvis favorables o desfavorables que generen la variabilitat en les poblacions sobre les quals actua la selecció natural que afavoreix la reproducció de determinats individus i possibilita l’evolució de les espècies que es representa en arbres filogenètics. És explicada per la teoria sintètica de l’evolució basada en les proves de l’evolució que són: estudi dels fòssils, estudi de la distribució de les espècies, comparació entre òrgans anàlegs i homòlegs, i les anàlisis genètiques.

Pàgines 198 i 199

4 Arbre genealògic Transmissió de l’al·lel que determina la polidactília, segons les lleis de Mendel. L’al·lel que determina la polidactília és dominant sobre el que determina l’existència de cinc dits, ja que els individus afectats són heterozigots (Pp) per a aquest caràcter. 5 Arbre filogenètic Evolució dels éssers vius a partir d’un avantpassat comú. L’origen de la vida a la Terra va començar fa 3.500 milions d’anys. A partir d’un avantpassat comú es van originar les algues actuals, les gimnospermes, les angiospermes, les molses, els fongs, anèl·lids, artròpodes, mol·luscs, peixos, amfibis, rèptils, aus i mamífers. 6 Cèl·lula eucariota animal i vegetal La cèl·lula constitueix la unitat estructural i funcional dels éssers vius. Les cèl·lules eucariotes es caracteritzen per tenir el material hereditari dins una estructura especial anomenada nucli. Tots els protozous, les algues, els fongs, les plantes i els animals són formats per cèl·lules eucariotes. 7 Cromosoma

5

1 DNA El DNA és el material genètic de les cèl·lules que conté la informació codificada que presenten tots els éssers vius, tant els unicel·lulars com els pluricel·lulars, des dels bacteris fins als mamífers que els permet fer totes les funcions necessàries per a la vida, incloent-hi les funcions vitals, i que en determina les característiques biològiques. El material genètic és format per unes biomolècules especials que hi ha en el nucli de totes les cèl·lules eucariotes i dins els bacteris. 2 Ala ocell-ala ratapinyada Són òrgans homòlegs que tenen la mateixa estructura interna però estan adaptats a funcions diferents. Els òrgans homòlegs són una prova d’evolució divergent, en què a partir d’un avantpassat comú es van formar diferents espècies adaptades a medis diferents. 3 Evolució de la girafa L’evolució del coll de les girafes segons la teoria de Lamarck que explicava, segons el principi que la funció crea l’òrgan, que les girafes actuals tenen un coll llarg com a conseqüència d’anar-lo estirant per poder arribar a les fulles dels arbres que es trobaven a dalt. Aquest caràcter adquirit es va anar transmetent de pares a fills fins que al final totes les girafes presentaven aquest caràcter.


DNA plegat i compactat en forma de petits bastonets que podem observar en tots els nuclis de les cèl·lules eucariotes en divisió. 8 Meiosi Procés de divisió de les cèl·lules sexuals o gàmetes, en la qual a partir d’una cèl·lula se’n formen quatre amb la meitat de dotació cromosòmica. La meiosi inclou dues divisions cel·lulars consecutives. Abans de la primera divisió cel·lular, el DNA es duplica. – Meiosi I. Durant la primera divisió cel·lular es formen dues cèl·lules filles, cadascuna de les quals hereta exactament la meitat de cromosomes de la cèl·lula mare i conserva només un dels dos cromosomes homòlegs. Abans de separar-se, els cromosomes homòlegs poden bescanviar part de la informació i originar noves combinacions. – Meiosi II. Durant la segona divisió cel·lular, cada cèl·lula filla genera dues cèl·lules filles més. 9 Fòssil Un fòssil és la resta d’un ésser viu o de la seva activitat biològica, el qual després de mort, per diversos motius, s’ha sedimentat i conservat fins als nostres dies.

163

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 164

Unitat 7 Solucionari 10 Llei de la segregació dels caràcters En la formació dels gàmetes, els al·lels se segreguen, és a dir, se separen, i es tornen a unir en la generació següent. Els resultats obtinguts per Mendel poden ser explicats com la conseqüència directa de la separació dels cromosomes homòlegs durant la meiosi i de les noves combinacions que es formen durant la fusió dels gàmetes. Quan es formen els gàmetes, els al·lels se separen (es diu que se segreguen), ja que es troben en diferents cromosomes d’un mateix parell de cromosomes homòlegs, i cada un va a parar a un gàmeta diferent. Aquestes plantes eren línies pures, ja que eren homozigotes per al gen “color dels pèsols”. El color dels pèsols groc és dominant i ve determinat per l’al·lel G; el color de pèsols verd és recessiu i ve determinat per l’al·lel v. A partir del resultats del segon encreuament (segona generació filial), es pot deduir la llei de la segregació de caràcters. Els resultats obtinguts en ajuntar dues plantes heterozigotes per al caràcter “color dels pèsols” s’obté: un 25% de plantes homozigotes grogues, un 50% d’heterozigotes i un 25% d’homozigotes verdes. 11 Manipulació genètica a través de la biotecnologia i l’enginyeria genètica La biotecnologia és l’explotació de recursos biològics mitjançant el control o la modificació de cèl·lules animals, vegetals o microorganismes. Els processos biotecnològics es fan servir des de l’antiguitat, com per exemple en la fabricació del pa, el vi, els iogurts i els formatges, en què s’utilitzen microorganismes, o en la selecció de races d’animals i plantes més resistents i productives. L’enginyeria genètica és el conjunt de tècniques que serveixen per manipular el material genètic de les cèl·lules: introduir gens nous, eliminar gens propis, mutar gens, etc. Les tècniques d’enginyeria genètica s’han anat desenvolupant durant la segona meitat del segle XX. 12 Aliment transgènic Un aliment transgènic és un aliment que ha estat manipulat genèticament, per tal d’obtenir millors resultats (creixement més ràpid, més resistent a plagues, sabor millorat...).

164

13 Girafa de Darwin L’explicació darwinista a l’allargament del coll de les girafes. Els avantpassats de les girafes no devien ser tots idèntics, sinó que alguns individus tenien el coll més llarg que els altres. En èpoques de sequera, les del coll més llarg devien estar més capacitades per arribar a les branques dels arbres i, per això, devien poder sobreviure mentre que les altres, de coll més curt, morien de fam. Els supervivents van ser els progenitors de la generació següent, i entre els descendents es devien anar seleccionant els de coll cada vegada més llarg. Així és com, al cap de moltes generacions, s’arribà fins a les girafes actuals. 14 Ala mosca-ala ocell Són òrgans anàlegs. Tenen la mateixa funció però presenten estructures diferents, com l’ala dels ocells i dels insectes. Els òrgans anàlegs són una prova d’evolució convergent, en què organismes molt poc relacionats evolutivament presenten solucions semblants a un mateix problema, en aquest cas volar. 15 Mitosi La mitosi és un procés de divisió de les cèl·lules no sexuals, que donarà lloc a dues cèl·lules filles diploides. Abans de començar la mitosi, durant la interfase, les cadenes de DNA es copien i es dupliquen. El DNA es manté una mica desplegat, cosa que n’afavoreix el funcionament. Durant la mitosi, en canvi, cal que estigui ben compactat per evitar que es trenqui. La mitosi consta de quatre fases: – Profase. El DNA s’empaqueta, es plega i forma els cromosomes pròpiament dits. – Metafase. La membrana que envolta el nucli es trenca. Els cromosomes se situen en un pla, al mig de la cèl·lula. – Anafase. Les dues còpies de cada cromosoma se separen i migren cap a pols oposats de la cèl·lula. La separació i la migració simultània asseguren que les dues cèl·lules filles rebin exactament el mateix nombre i tipus de cromosomes. – Telofase. Es forma una nova membrana nuclear al voltant dels cromosomes fills, que s’han agrupat en pols oposats de la cèl·lula. La membrana cel·lular experimenta una estrangulació i la cèl·lula es divideix en dues parts.


02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 165



Horitzontals

Verticals

1 PRENATAL

26 DESERT

2 HOMÒLEGS

27 QUATERNARI

3 NEODARWINISME

28 DIVERGENT

4 NERVIÓS

29 CROMOSOMA

5 SEDIMENTACIÓ

30 FENOTIP

6 SELECCIÓ NATURAL

31 LITOSFERA

7 BIOMA

32 PRADERIA

8 DNA

33 BIOMOLÈCULA

9 AL·LEL

34 PROCARIOTA

10 CARIOTIP

35 MEIOSI

11 MUTACIÓ

36 ESPORULACIÓ

12 FÒSSIL

37 AMBIENT

13 SONDEIG

38 EVOLUCIÓ

14 ERA CENOZOICA

39 TRANSGÈNIC

15 FENOTIP

40 POBLACIÓ

16 GENOTIP

41 GEMMACIÓ

17 ENGINYERIA GENÈTICA

42 ÒRGANS

18 FILOGENÈTICS

43 SABANA

19 HOMOZIGOT 20 METEORITZACIÓ 21 TRANSPORT 22 SELVA 23 GAMETOGÈNESI 24 TUNDRA 25 INTERN


165

02 guia ESO4 BiG

3/7/08

16:29

Página 166

Biologia i Geologia 4t

Recommend Documents