Hoja de trabajo del ciclo de la materia en los ecosistemas
Objetivos de aprendizaje para el final del 5º grado: Las plantas adquieren su materia para el crecimiento principalmente del aire y del agua. Las plantas también necesitan luz y minerales para realizar la fotosíntesis. Las plantas utilizan la materia que han formado mediante la fotosíntesis para mantener sus condiciones internas (por ejemplo, durante la noche). Los animales no pueden realizar la fotosíntesis y deben tomar alimentos. La mayoría de los animales también necesitan tomar aire y agua. La vida anaeróbica, como las bacterias del intestino, funciona sin aire. Los alimentos proporcionan a los animales los materiales que necesitan para la reparación y el crecimiento del cuerpo y se digieren para liberar la energía que necesitan para mantener el calor corporal y para el movimiento.
Objetivos de aprendizaje para el final del 5º grado: Las redes alimentarias ayudan a mostrar cómo se relacionan los organismos. La alimentación de la mayoría de los animales se remonta a las plantas. Algunos animales comen plantas para alimentarse y otros animales comen animales que comen plantas. Ambos tipos de animales se llaman «consumidores». Algunos organismos, como los hongos y las bacterias, descomponen las plantas y los animales muertos. Estos organismos se llaman «descomponedores». La descomposición acaba devolviendo (reciclando) algunos materiales al suelo para que los utilicen las plantas.
Cómo influye el ser humano en el ciclo de la materia en los ecosistemas
La materia se mueve de forma diferente a como se mueve la energía. Así, a diferencia del flujo unidireccional de la energía, la materia se recicla dentro de los ecosistemas y entre ellos. Los elementos que pasan de un organismo a otro en bucles cerrados se denominan ciclos biogeoquímicos. En este ciclo intervienen procesos biológicos, geológicos y químicos. Las actividades humanas también desempeñan un papel importante en los ciclos biogeoquímicos. La materia que se mueve a través de este ciclo nunca se destruye ni se crea, simplemente se cambia.Proceso biológico: Consiste en todas y cada una de las actividades realizadas por los organismos vivos (respiración, combustión y eliminación de productos de desecho).Proceso geológico: Incluye las erupciones volcánicas, la formación y descomposición de las rocas y los principales movimientos de la materia dentro y debajo de la superficie de la Tierra.Proceso químico y físico: Incluye la formación de nubes y precipitaciones, el flujo de agua corriente y la acción de los rayos.Actividad humana: Actividades llevadas a cabo por los humanos que afectan al ciclo de la materia a escala global. Entre ellas se encuentran la minería, la quema de combustibles fósiles, el desmonte de terrenos para la construcción y la agricultura, y la quema de bosques.
Flujo de materia en los ecosistemas
Los átomos que componen los organismos de un ecosistema se mueven repetidamente entre las partes vivas y no vivas del mismo. Las redes alimentarias modelan cómo se transfieren la materia y la energía entre productores, consumidores y descomponedores a medida que los tres grupos interactúan dentro de un ecosistema.
La fotosíntesis y la respiración celular proporcionan la mayor parte de la energía para los procesos vitales. Sólo una fracción de la materia consumida en el nivel inferior de una red alimentaria se transfiere hacia arriba, lo que da lugar a menos organismos en los niveles superiores. En cada eslabón de un ecosistema, los elementos se combinan de diferentes maneras y la materia y la energía se conservan. La fotosíntesis y la respiración celular son componentes clave del ciclo global del carbono.
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Cómo se cicla la materia
Evaluación de un ecosistema forestalLos alumnos observan detenidamente un diagrama de un ecosistema forestal. Analizan los datos sobre la red alimentaria representada en el diagrama. A continuación, construyen dos argumentos. En el primero, argumentan hasta qué punto el ecosistema cumple los criterios de un ecosistema sano. En el segundo argumento, predicen cómo se vería afectada la salud del ecosistema si se eliminara uno de los organismos (el roble blanco). Para cada argumento, explican si las pruebas son suficientes o no y, en caso contrario, qué pruebas adicionales se necesitan. Esta evaluación se alinea con las Expectativas de Desempeño de las NGSS 5-LS2-1.Original Student Investigations: Materia y crecimiento de las plantasLos estudiantes planifican y llevan a cabo una investigación original en la que observan el efecto de diferentes tipos de materia en el crecimiento de las plantas. Crean su propia pregunta observable con indicaciones como: «¿Qué tipo de materia crees que afectará al crecimiento de las plantas?» o «¿Crees que la cantidad de un tipo concreto de materia afectará al crecimiento de la planta?». Observan su experimento durante un periodo de siete días (o más si el tiempo lo permite). Al final de la investigación, los estudiantes utilizan sus datos para explicar cómo las plantas convierten la materia (gas y líquido) en materia vegetal. Esta investigación original de los estudiantes se centra en las Expectativas de Desempeño 5-LS1-1 de las NGSS, así como en la Práctica de Ciencia e Ingeniería de Planificación y Realización de Investigaciones.