Terrarium-Elemental

Utilizando un Terrario Como
Modelo Para Explicar el
Funcionamiento de los
Ecosistemas
Prof. Mario Tacher
MSP21-Nivel Elemental
Universidad Interamericana
Recinto de Bayamón
Objetivos
 Construir un terrario y utilizarlo como modelo de ecosistema.
 Identificar los productores, consumidores y descomponedores en
el terrario .
 Visualizar el flujo de energía y reciclaje de la materia en el
terrario.
 Visualizar los procesos de fotosíntesis y respiración celular
dentro del terrario.
 Establecer la importancia de fotosíntesis como fuente primaria de
energía en los ecosistemas y como agente reductor de CO2
atmosférico.
Preguntas Escenciales (PE) y
Comprensión Duradera
 PE2 ¿Por que la fotosíntesis es de vital importancia para casi toda la
vida sobre la faz de la Tierra?
 CD2 Las plantas son los productores primarios en la base de la
cadena alimentaria y hacen su propio alimento por medio de la
fotosíntesis.
 PE3 ¿Cómo obtenemos la energía del Sol?
 CD3 La energía del Sol tiene una importancia crítica para todos los
seres vivos que se encuentran en la Tierra. Esta se obtienen mediante
luz, calor y a través de los alimentos entre otras.
Preguntas Escenciales (PE) y
Comprensión Duradera
 PE2 ¿Cómo ocurre el flujo de energía a través de los
ecosistemas?
 CD2 El ecosistema se mantiene en funcionamiento gracias
al flujo de energía que va pasando de un nivel al siguiente.
Objetivos Adquisición
 Construir modelos que expliquen la estructura y función de los
sistemas biológicos.
 Argumentar y sostener que la fotosíntesis contribuye a la
reducción de la contaminación atmosférica.
 Evaluar el rol de la fotosíntesis en el flujo de energía en un
ecosistema.
 Crear un diagrama que represente el proceso de la fotosíntesis.
Objetivos Adquisición
 Explicar cómo se produce el alimento mediante la
fotosíntesis o cómo se ingiere el alimento para obtener
energía.
 Evaluar el papel de los productores en el mantenimiento
de un ecosistema saludable, reduciendo la contaminación
atmosférica.
 Analizar la función de los productores, consumidores y
descomponedores en un ecosistema.
Objetivos de Transferencia
 T1. Al finalizar esta unidad, el estudiante comprende el
papel que juegan las plantas en su entorno y cómo estas
se han adaptado a su ambiente. También es capaz de
explicar la importancia y relación entre las plantas, el Sol y
el agua para el ciclo de vida en la Tierra. El estudiante
demuestra una comprensión de la importancia de proteger
los recursos naturales de Puerto Rico.
Objetivos de Transferencia
 T1. El estudiante adquiere una comprensión de cómo el
cuerpo humano utiliza la energía y cómo ocurre el flujo
de materia y energía a través de los ecosistemas. El
estudiante demuestra respeto y aprecio por los humanos,
el papel que desempeñan en el mundo que les rodea.
Además los estudiantes reflexionan sobre el impacto
que día a día las acciones humanas tienen sobre
nuestros ecosistemas y recursos naturales.
Procesos y Destrezas
 PD2: Se construyen y revisan modelos simples y se
utilizan modelos para representar eventos y crear
soluciones. Los modelos se usan y se desarrollan para
describir ideas de fenómenos científicos.
Estándares e Indicadores
Relevantes
 Estándar: Conservación y Cambio
 4.B.CB1.EM.3
 Crea modelos de la estructura y función de los sistemas
biológicos. Ejemplos: modelos de célula (procariota, eucariota, animal
y vegetal); sistemas como el cuerpo humano (énfasis en el sistema
digestivo, reproductor, circulatorio, músculo esquelético y respiratorio.
Se hace énfasis en reconocer las partes y una introducción a la
función de cada una como parte del sistema; también se hace énfasis
sobre la importancia de proteger, respetar y mantener saludable cada
sistema); y modelos de ecosistemas (hacer énfasis en las
relaciones entre los componentes y su función en los
ecosistemas).
Estándares e Indicadores
Relevantes
 Estándar: Conservación y Cambio
 5.T.CT2.CC.1
 Diseña un modelo del ciclo del agua y del ciclo de
formación de las rocas.
 5.B.CB2.EM.1
 Enumera y explica algunos usos que el ser humano da a
los hongos y la función de estos en los ecosistemas.
Estándares e Indicadores
Relevantes
 Estándar: Conservación y Cambio
 5.B.CB2.EM.3
 Desarrolla un modelo para describir el movimiento de la materia
entre productores, consumidores (plantas, animales),
descomponedores y el ambiente; establece la diferencia entre
estos. Énfasis en su función dentro de la cadena o red
alimentaria. El énfasis está en la idea de que la materia que no
es alimento (aire, agua, materiales descompuestos en el suelo)
se convierte en material alimenticio nuevamente por las plantas.
Estándares e Indicadores
Relevantes
 Estándar: Conservación y Cambio
 6.B.CB1.CC.1
 Somete evidencia sobre cómo la fotosíntesis contribuye a
la reducción de la contaminación atmosférica para
conservar el ambiente.
Estándares e Indicadores
Relevantes
 Estándar: Interacciones y Energía
 5.B.CB1.IE.3
 Apoya el argumento de que las plantas adquieren el
material que necesitan para crecer principalmente del aire y
el agua. El énfasis está en la idea de que la materia de las
plantas viene mayormente del aire y el agua, no de la tierra.
Una planta puede crecer sin la presencia de terreno. Los
minerales los puede obtener por medio del agua. La agricultura
hidropónica es un método para cultivar plantas.
Estándares e Indicadores
Relevantes
 Estándar: Interacciones y Energía
 6.B.CB1.IE.1
 Explica el rol de la fotosíntesis en el ciclo de la materia y el flujo de energía
hacia dentro y fuera de los organismos. El énfasis está en registrar el
movimiento de la materia y el flujo de energía.
 6.B.CB1.IE.2
 Describe cómo el alimento se descompone (en los elementos que lo forman) y
se reagrupa para formar moléculas nuevas que apoyan el crecimiento o
liberan energía a través de reacciones químicas a medida que la materia se
mueve dentro del organismo. El énfasis está en describir que las moléculas se
rompen y se reagrupan y que durante este proceso se libera
Definición de Ecosistema
 Consiste de todos los organismos (factores bióticos)
interaccionando en un área dada y de todos los componentes
físicos y químicos (factores abióticos) de los que dependen.
Factores Bióticos
 Incluye todos los seres vivos y sus interacciones:
 Interacciones intra-específicas: relaciones entre
organismos de la misma especie.
 Interacciones inter-específicas: relaciones entre
organismos de diferentes especies.
Factores Abióticos Presentes
en los Ecosistemas:





Temperatura
Agua
Luz solar
Viento
Rocas y suelos (complejidad física, pH, minerales).
Bosque Tropical
Ecosistema Terrestre
El Terrario Como Ecosistema
Artificial
 Dibuje la composición de su terrario.
Dibujo # 2
Terrario
 Identifique factores bióticos y abióticos asociados a su
terrario.
Terrario
 Mencione algún tipo de relación interespecífica y/o
intraespecífica que esté ocurriendo en su terrario.
Dinámica de los Ecosistemas
 La dinámica de los ecosistemas envuelve dos vertientes claves
para entender su funcionamiento:
 El flujo de energía
 El reciclaje de la materia.
Flujo de Energía en los
Ecosistemas:
 Definición de energía: capacidad para realizar trabajo.
 Los seres vivos la utilizan para reproducción, desarrollo y
para procesos metabólicos que los mantienen vivos.
 Sin energía, no habría vida.
¿ Cómo
Entra la Energía en los
Ecosistemas ?
 La energía entra en la mayoría de los ecosistemas en la forma de
fotones de luz solar y es capturada por organismos
fotoautótrofos.
 Fotoautótrofos: organismos que producen su propio
alimento (i.e plantas, algas, procariótas fotosintéticos).
 Los fotoautótrofos transforman la energía del sol en energía
química (carbohidratos) vía el proceso de fotosíntesis.
Ecuación que Resume el Proceso de Fotosíntesis
6 CO2 + 12 H2O + Fotones
C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
Photo by Nasim Mansurov (http://photographylife.com
Terrario
 Identifique los organismos autótrofos en su
terrario:
 ¿ Donde ocurre el proceso de fotosíntesis en su
terrario ?
Fotosíntesis en los Cloroplastos
Bio.miami.edu
Célula Vegetal
Nuclear envelope
Nucleolus
Chromatin
Rough endoplasmic
reticulum
Smooth endoplasmic
reticulum
NUCLEUS
Ribosomes
Central vacuole
Golgi
apparatus
Microfilaments
CYTOIntermediate
SKELETON
filaments
Microtubules
Mitochondrion
Peroxisome
Plasma membrane
Cell wall
Wall of adjacent cell
Chloroplast
Plasmodesmata
Terrario
 Describa el proceso de fotosíntesis en su terrario,
indicando donde están los reactivos y productos
de su ecuación.
6 CO2 + 12 H2O + Fotones
C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
Dibujo # 2
Flujo de Energía en los
Ecosistemas:
 Una vez incorporada en la planta (enlaces químicos de los
carbohidratos), la energía pasa a los organismos consumidores
(heterótrofos) en forma de compuestos orgánicos en su alimento.
Terrario
 ¿ Están presentes organismos heterótrofos en su
terrario ?
 ¿ Cuál o cuáles ?
Flujo de Energía en los
Ecosistemas:
 En las células de los heterótrofos se transforma la energía de los
compuestos orgánicos en energía para llevar a cabo los procesos
metabólicos (ATP) mediante el proceso de respiración celular en las
mitocondrias.
 C6H12O6 + 6 O2
6 CO2 + 6 H2O + Energía (ATP + calor).
Terrario
 Ilustre el proceso de respiración celular en su
terrario.
 Indique donde están los reactivos y productos de
la ecuación.
 C6H12O6 + 6 O2
calor).
6 CO2 + 6 H2O + Energía (ATP +
Flujo de Energía en un Ecosistema
“Primera Ley de Termodinámica”
Transferencia de Energía Entre
los Niveles Tróficos:
 La transferencia de energía entre los niveles tróficos es
usualmente poco eficiente.
 Nivel trófico: posición que ocupa un organismo en la cadena de
alimento en un ecosistema.
Se va perdiendo energía a la vez que esta fluyea través
de los diferentes niveles tróficos en un ecosistema.
Tet.jnlive.mobi
Terrario
 Conteste asumiendo que su terrrarium nunca se
abriera.
 ¿ Cuál sería la fuente de CO2 en su terrario ?
Terrario
Pregunta de Análisis
 ¿ Cuál otro ser vivo en su terrario produce CO2 ?
Terrario
 Conteste asumiendo que su terrrarium nunca se
abriera.
 ¿ Cuál sería la fuente de O2 en su terrario ?
Terrario
 Ilustre en su terrario la integración de los procesos
de fotosíntesis y respiración celular:
Reciclaje de la Materia en los
Ecosistemas:
 La segunda vertiente clave en el funcionamiento de los
ecosistemas es el reciclaje de materia o elementos
químicos.
¿ Cómo
se Mueve la Materia en
los Ecosistemas ?
 Los elementos químicos (i.e. carbono, fósforo y nitrógeno) se
mueven de forma cíclica entre los componentes bióticos y
abióticos de un ecosistema.
 En los ecosistemas se puede aplicar la Ley de Conservación de
Masa, que postula:
 “ La materia no se crea ni se destruye, solo se transforma”
Pasos del Reciclaje de la Materia
en los Ecosistemas:
 1- Los organismos fotosintéticos asimilan los elementos en forma
inorgánica (i.e. nitratos, fosfatos) del suelo, aire y agua.
 2-Procesos metabólicos transforman los elementos inorgánicos
en compuestos orgánicos formando las diferentes estructuras de
la planta (i.e hojas, tallos, frutos y semillas).
Pasos en el Reciclaje de la
Materia:
 3-Parte de estas estructuras son consumidas por animales
herbívoros integrando esta materia orgánica en su cuerpo.
 4-Otros animales se alimentan de los herbívoros.
 5-Los desechos orgánicos de los animales son convertidos a
materia inorgánica vía el proceso de descomposición bacterias y
hongos).
 6-Los elementos son devueltos en forma inorgánica al aire, suelo
y agua para ser reutilizados por los autótrofos.
Niveles Tróficos
Terrario
 De ejemplos de compuestos orgánicos en su terrario
Membrana plasmática de una célula eucariótica.
Fibers of extracellular matrix (ECM)
Glycoprotein
Carbohydrate
Glycolipid
EXTRACELLULAR
SIDE OF
MEMBRANE
Cholesterol
Microfilaments
of cytoskeleton
Peripheral
proteins
Integral
protein
CYTOPLASMIC SIDE
OF MEMBRANE
Terrario
 De ejemplos de compuestos inorgánicos en su terrario
Diferencia entre Materia y
Energía
 A diferencia de la materia, la energía no se recicla, por tanto se
necesita una fuente de energía constante, en la mayoría de los
casos, el sol.
 Por el otro lado, al reciclarse la materia, se mantiene constante.
 Fuera de meteoritos ocasionales, la materia que existe en nuestro
planeta es prácticamente la misma desde su formación.
La Materia se Mueve en los
Ecosistemas a través de Ciclos:
 La mayoría de los componentes químicos en un ser vivo
están en un constante intercambio donde se asimilan
nuevos nutrientes y se excretan una vez utilizados.
 Estos procesos pueden ser visualizados en ciclos.
 Ya que el reciclaje de los nutrientes envuelven
componentes bióticos y abióticos, se les conoce como
ciclos biogeoquímicos.
Ciclo del Agua
Transport
over land
Solar energy
Net movement of
water vapor by wind
Precipitation
over ocean
Evaporation
from ocean
Precipitation
over land
Evapotranspiration
from land
Percolation
through
soil
Runoff and
groundwater
Terrario
 Ilustre como ocurriría el ciclo del agua en su
terrario.
Terrario
 Ciclo del Carbono
Ciclo de Carbono
www.windows2universe.org
Terrario
 Ilustre como ocurriría el ciclo del carbono en su
terrario.
Ciclo del Fósforo
Ciclo de Carbono
www.biology tutorvista.com
Terrario
 Ilustre como ocurriría el ciclo del fósforo en su
terrario.
Ciclo de Carbono
www.biology tutorvista.com
Terrario
 Ilustre como ocurriría el ciclo del nitrógeno en su
terrario.
Actividad
 Establecer como las plantas aminoran la cantidad de
CO2 atmosférico vía el proceso de fotosíntesis.