17 horas pedagógicas

Unidad 3 - Biología: Materia y energía en ecosistema

Comprender que la materia circula y la energía fluye por los ecosistemas y que los seres humanos son parte de ellos. Estudio de los ciclos del carbono, nitrógeno, agua y fósforo.

Propósito

Se espera que las y los estudiantes comprendan que la materia circula y la energía fluye por los ecosistemas. En este contexto, se comienza estudiando los ciclos del carbono, nitrógeno, agua y fósforo, y el modo en que estos se relacionan con los seres vivos. A continuación se abordan las transferencias de energía en el ecosistema, a partir de representaciones tales como redes y pirámides tróficas. También se abordan los contaminantes y su bioacumulación, así como el efecto de la actividad humana en los ciclos biogeoquímicos y las redes tróficas. Asimismo, se busca que los alumnos y las alumnas comprendan los procesos de fotosíntesis y respiración celular, sus relaciones y su importancia para la vida de todos los organismos vivos. Por sobre las temáticas mencionadas, se pretende que las y los estudiantes comprendan que como seres humanos son parte de los ecosistemas, y que sus actividades y decisiones pueden tener un impacto positivo o negativo en el ambiente.

Esta unidad contribuye a la adquisición de algunas grandes ideas (revisar anexo 2) que les permitan comprender que los organismos vivos se relacionan íntimamente con el medioambiente para satisfacer necesidades biológicas (GI 1), mediante la obtención de energía y materiales a través de la interacción con otros seres vivos de los ecosistemas (GI 2). Además, dichas ideas les ayudarán a visualizar y modelar que en el ecosistema se mantiene constante tanto la cantidad de materia como de energía (GI 5, GI 6), independiente de los cambios que se producen en la composición de la Tierra y su atmósfera, alterando las condiciones para la existencia y permanencia de la vida.

Conocimientos previos

Requerimientos de agua, dióxido de carbono y energía lumínica para la producción de azúcar y la liberación de oxígeno en la fotosíntesis.
Transferencia de energía y materia desde los organismos fotosintéticos a otros seres vivos, por medio de cadenas y redes alimentarias en diferentes ecosistemas.
Efectos de la actividad humana sobre las redes alimentarias.

Palabras clave

Ciclo biogeoquímico, carbono, nitrógeno, agua, fósforo, flujos de energía, redes tróficas, pirámides tróficas, contaminación, bioacumulación, fotosíntesis, respiración celular.

Objetivos de la unidad

CN1M OA 07

Explicar, por medio de una investigación, el rol de la fotosíntesis y la respiración celular en el ecosistema considerando:

El flujo de la energía.
El ciclo de la materia.

Indicadores

Indicadores unidad 3

Investigan la relación de la fotosíntesis con el flujo de energía, el ciclo de la materia y los cloroplastos considerando reactante y productos involucrados en la formación de glucosa (C6H12O6) y ATP a partir de dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O).
Explican el rol fundamental de la fotosíntesis y de los organismos que la desarrollan en la generación de condiciones viables para la vida en el planeta.
Investigan en relación con la fotosíntesis y la respiración celular en el ecosistema, considerando la evaluación de los pasos diseñados en ella.
Determinan la relación complementaria de la respiración celular con el proceso de fotosíntesis de acuerdo a sus características como proceso de oxidación de compuestos orgánicos por parte de la célula y sus mitocondrias con utilización de oxígeno (O2) y liberación de dióxido de carbono (CO2).
Argumentan el rol de la producción primaria en ecosistemas de acuerdo a su importancia económica, social y ecológica.
Debaten en torno a los factores bióticos (plagas, interacciones) y abióticos (temperatura, vulcanismo) en diversos ecosistemas del país, y las implicancias de las acciones humanas que afectan la producción primaria en estos.

CN1M OA 06

Desarrollar modelos que expliquen:

El ciclo del carbono, el nitrógeno, el agua y el fósforo, y su importancia biológica.
Los flujos de energía en un ecosistema (redes y pirámides tróficas).
La trayectoria de contaminantes y su bioacumulación.

Indicadores

Indicadores unidad 3

Explican el rol de los ciclos biogeoquímicos en ecosistemas a nivel local y global mediante el uso de modelos, considerando los elementos constituyentes de los organismos y el ambiente como carbono, nitrógeno, fósforo y agua.
Describen la función de los organismos productores y descomponedores en los ciclos de la materia en ecosistemas.
Investigan el impacto de la actividad humana en el ciclo del carbono considerando la huella de carbono de actividades cotidianas y las posibles estrategias para la reducción de emisiones de carbono.
Predicen los efectos de la alteración de ciclos del carbono, nitrógeno, fósforo y agua por efecto de la producción industrial moderna en los seres vivos del ecosistema, mediante el desarrollo de modelos.
Elaboran modelos de redes y pirámides tróficas que muestren la eficiencia del proceso de transferencia de energía entre un nivel trófico y otro.
Muestran, mediante el uso de modelos, las consecuencias de la bioacumulación de sustancias químicas nocivas en fauna y flora de diferentes niveles tróficos de un ecosistema.
Debaten en torno al uso y la bioacumulación de sustancias químicas nocivas (plaguicidas y toxinas, entre otras).

CN1M OAH k

Evaluar la investigación científica con el fin de perfeccionarla, considerando:

La validez y confiabilidad de los resultados.
La replicabilidad de los procedimientos.
Las explicaciones, las predicciones y las conclusiones.
Las posibles aplicaciones tecnológicas.
El desempeño personal y grupal.

Indicadores

Indicadores unidades 1, 2, 3 y4

Evalúan los procedimientos con que se obtuvieron datos y resultados en una investigación de acuerdo a los criterios establecidos para calificar su validez y confiabilidad.
Evalúan la validez de una hipótesis de acuerdo a los resultados de la investigación que se ejecutó para demostrarla.
Evalúan el procedimiento efectivo con que se realiza una investigación y sugieren ajustes para su replicación.
Proponen nuevas hipótesis de trabajo a partir de los resultados de una investigación.

CN1M OAH m

Discutir en forma oral y escrita las ideas para diseñar una investigación científica*, las posibles aplicaciones y soluciones a problemas tecnológicos, las teorías, las predicciones y las conclusiones, utilizando argumentos basados en evidencias y en el conocimiento científico y tecnológico.

Indicadores

Indicadores unidades 1, 2, 3 y4

Determinan la realización de una investigación científica argumentando las razones de la decisión.
Evalúan hipótesis y determinan si pueden conducir a una investigación científica.
Revisan los resultados de una investigación científica y proponen posibles aplicaciones o soluciones a problemas tecno-científicos.

CN1M OAH g

Organizar el trabajo colaborativo, asignando responsabilidades, comunicándose en forma efectiva y siguiendo normas de seguridad.

Indicadores

Indicadores unidades 1, 2, 3 y4

Forman equipos de trabajo respetando las habilidades y competencias de cada integrante.
Reconocen que las responsabilidades individuales en la ejecución de una investigación científica están interconectadas.
Reconocen que el respeto mutuo entre los y las integrantes del equipo favorece su estabilidad y producción.

CN1M OAH l

Explicar y argumentar con evidencias provenientes de investigaciones científicas*, en forma oral y escrita, incluyendo tablas, gráficos, modelos y TIC.

Indicadores

Indicadores unidades 1, 2, 3 y4

Explican resultados e informan sobre una investigación científica con los recursos comunicacionales más adecuados.
Presentan una investigación (completa) considerando secciones como título, resumen, introducción, materiales, métodos, resultados representativos, discusión de los resultados, conclusiones, argumentos y referencias, entre otras.

CN1M OAH d

Planificar diversos diseños de investigaciones experimentales que den respuesta a una pregunta y/o problema sobre la base de diversas fuentes de información científica, considerando:

El uso adecuado de instrumentos y materiales para asegurar la obtención de datos confiables.
La manipulación de variables y sus relaciones.
La explicación clara de procedimientos posibles de replicar.

Indicadores

Indicadores unidades 1, 2, 3 y4

Reconocen que el diseño de una planificación científica requiere de una hipótesis de trabajo que responda la pregunta o problema que se quiere solucionar.
Justifican una investigación científica que diseñarán para demostrar una hipótesis.
Identifican informaciones científicas que pueden originar una investigación científica de carácter experimental.
Establecen criterios para calificar la validez y confiabilidad de las evidencias obtenidas en una investigación científica.
Seleccionan un plan de acción para diseñar una investigación científica que permita solucionar un problema o responder una pregunta.
Explican cómo se trabajará(n) la(s) variable(s) que se investigará(n) en la búsqueda de la solución de un problema o pregunta científica.
Explican el propósito y el procedimiento de cada parte de la secuencia de actividades propuestas en un diseño experimental.
Explican cómo comunicarán los resultados de una investigación científica.

CN1M OAH c

Formular y fundamentar hipótesis comprobables, basándose en conocimiento científico.

Indicadores

Indicadores unidades 1, 2, 3 y4

Identifican una hipótesis como una explicación tentativa de un fenómeno o problema científico.
Diferencian una predicción de una hipótesis.
Reconocen que una hipótesis permite diseñar una investigación científica.
Formulan una hipótesis basándose en conocimientos e ideas previas.
Formulan una predicción basándose en una hipótesis.
Formulan una hipótesis relacionando dos variables de un fenómeno o problema científico.

CN1M OAH h

Organizar datos cuantitativos y/o cualitativos con precisión, fundamentando su confiabilidad, y presentarlos en tablas, gráficos, modelos u otras representaciones, con la ayuda de las TIC.

Indicadores

Indicadores unidades 1, 2, 3 y4

Registran observaciones y datos cualitativos y cuantitativos durante el desarrollo de una investigación, utilizando el medio más adecuado, con ayuda de las TIC.
Establecen la organización de datos cualitativos y cuantitativos según la necesidad de una investigación, como tablas o bitácoras, entre otros.
Organizan datos cuantitativos en gráficos u otros modelos matemáticos para interpretar el comportamiento de las variables presentes en una investigación.

CN1M OAH a

Observar y describir detalladamente las características de objetos, procesos y fenómenos del mundo natural y tecnológico, usando los sentidos.

Indicadores

Indicadores unidades 1, 2, 3 y4

Registran observaciones de un fenómeno o problema científico con pautas sencillas.
Describen procesos que ocurren en un fenómeno con la información del registro de observaciones.

CN1M OAH f

Conducir rigurosamente investigaciones científicas para obtener evidencias precisas y confiables con el apoyo de las TIC.

Indicadores

Indicadores unidades 1, 2, 3 y4

Llevan a cabo rigurosamente una investigación científica de manera individual o colaborativa.
Establecen criterios para cuidar la validez y confiabilidad de las evidencias e informaciones.
Utilizan herramientas tecnológicas (TIC) para realizar mediciones precisas.

CN1M OAH i

Crear, seleccionar, usar y ajustar modelos para describir mecanismos y para predecir y apoyar explicaciones sobre las relaciones entre las partes de un sistema.

Indicadores

Indicadores unidades 1, 2, 3 y4

Usan un modelo para apoyar la explicación de un conocimiento, la formulación de una predicción y/o el tratamiento de datos.
Conocen diferentes modelos e identifican los más apropiados para apoyar una explicación de resultados parciales o finales de una investigación.
Utilizan modelos apropiados para el tratamiento de datos en una investigación.

CN1M OAH e

Planificar una investigación no experimental y/o documental que considere diversas fuentes de información para responder a preguntas científicas o para constituir el marco teórico de la investigación experimental.

Indicadores

Indicadores unidades 1, 2, 3 y4

Identifican preguntas o problemas que pueden ser solucionados con una investigación científica no experimental.
Examinan informaciones identificando las que pueden originar una investigación científica de carácter no experimental.
Confeccionan un marco conceptual basándose en conocimientos existentes relativos al problema o pregunta que se quiere solucionar.
Seleccionan un plan de acción para diseñar una investigación científica no experimental que permita solucionar un problema o responder una pregunta.
Definen el o los objetivos de una investigación en relación con el problema o pregunta que se quiere solucionar.
Utilizan procedimientos, software y plataformas de análisis de textos durante la búsqueda de información en una investigación científica.
Examinan documentos e identifican y seleccionan evidencias experimentales y no experimentales.

CN1M OAH b

Formular preguntas y/o problemas, a partir de conocimiento científico, que puedan ser resueltos mediante una investigación científica*.

Indicadores

Indicadores unidades 1, 2, 3 y4

Proponen problemas que se relacionan con un fenómeno natural o tecnológico.
Formulan preguntas relacionadas con un problema científico.
Identifican preguntas que originaron investigaciones científicas.

CN1M OAH j

Analizar y explicar los resultados de una investigación científica, para plantear inferencias y conclusiones:

Comparando las relaciones, tendencias y patrones de las variables.
Usando expresiones y operaciones matemáticas cuando sea pertinente (por ejemplo: potencias, razones, funciones, notación científica, medidas de tendencia central, cambio porcentual).
Utilizando vocabulario disciplinar pertinente.

Indicadores

Indicadores unidades 1, 2, 3 y4

Realizan operaciones matemáticas necesarias para analizar el comportamiento y la relación de las variables en estudio.
Formulan inferencias e interpretaciones consistentes con el comportamiento de las variables en estudio.
Redactan la conclusión de una investigación en consistencia con la hipótesis de trabajo.
Evalúan la conclusión de una investigación verificando que da cuenta de la hipótesis de trabajo y los objetivos de una investigación.
Explican los resultados de una investigación utilizando un lenguaje científico apropiado y pertinente.