Estándar Anual. Biología. Ejercicios PSU. Ciencias Básicas. Guía práctica Cadenas y tramas alimentarias. Ciclos biogeoquímicos GUICES028CB31-A16V1

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1 Programa Estándar Anual Biología Nº Guía práctica Cadenas y tramas alimentarias. Ciclos biogeoquímicos 1. Para que un ecosistema sea autosuficiente, es necesario que presente A) B) C) D) E) 2. II) III) A) B) C) GUICES028CB31-A16V1 un gran número de organismos vivos. depredadores de varios tamaños. un ambiente abiótico con gran humedad. varios organismos ocupando un mismo nicho. una fuente permanente de energía. Con respecto a las pirámides ecológicas, es correcto afirmar que I) 3. Ciencias Básicas Ejercicios PSU la pirámide de número puede invertirse si los organismos productores son de mayor tamaño que los consumidores. la pirámide de energía siempre presenta forma de pirámide real, ya que la energía va disminuyendo al pasar de un nivel a otro. la pirámide de número siempre presenta forma de pirámide real, ya que los productores siempre son más numerosos que los consumidores. Solo I Solo II Solo III D) E) Solo I y II Solo II y III Con respecto a la cadena alimentaria, es correcto afirmar que I) II) III) se pierde energía útil en la transferencia a través de cada eslabón de la cadena. la fracción de energía disponible para los niveles tróficos más altos es menor. en los niveles tróficos más altos, el número de individuos tiende a ser menor. A) B) C) Solo I Solo III Solo I y II D) E) Solo II y III I, II y III 1

2 Ciencias Básicas Biología 4. La productividad primaria bruta (PPB) de un ecosistema se refiere a la cantidad de energía química que fi jan sus productores (organismos autótrofos) durante un cierto tiempo y en un área determinada. La fórmula para determinar la PPB es la siguiente: PPB = energía (Kcal) área (m 2 ) x tiempo Si quisiéramos calcular la PPB de un campo de trigo de 3000 m 2 que produce de Kcal al año, esta sería A) PPB = 6000 Kcal/m 2 al año. B) PPB = 3500 Kcal/m 2 al año. C) PPB = 3000 Kcal/m 2 al año. D) PPB = 2000 Kcal/m 2 al año. E) PPB = 1500 Kcal/m 2 al año. 5. Las grandes pulgas tienen pulgas pequeñas en sus espaldas para picarlas, y las pulgas pequeñas tienen pulgas más pequeñas, y así hasta el infi nito (Jonathan Swift). Al analizar el párrafo anterior, es correcto que I) aunque se trate de una cadena alimentaria que involucra a parásitos, no se puede prolongar hasta el infinito. II) de acuerdo con la segunda ley de termodinámica, en cada traspaso se pierde energía, por lo que no se puede sostener una cadena alimentaria infi nita. III) los parásitos, al vivir a expensas dentro de otro organismo, pueden generar cadenas de eslabones infinitos. A) Solo I D) Solo I y II B) Solo II E) Solo I y III 6. La segunda ley de la termodinámica puede enunciarse como cada vez que se produce una transformación de energía, parte de esta se dispersa en forma de calor no aprovechable, por lo que ninguna transformación de energía es 100% efi caz. Qué implicancia tiene esta ley para el funcionamiento de las cadenas alimentarias? A) La transferencia de energía de un organismo a otro en la cadena alimentaria, limita el número de eslabones que esta puede presentar. B) La energía transferida de un organismo a otro en la cadena alimentaria no se crea ni se destruye, solo se transforma. C) Las leyes de la termodinámica son solo aplicables a fenómenos físicos, no pueden explicar fenómenos biológicos. D) El traspaso de energía de un organismo a otro no produce eliminación de energía, solo su disipación. E) La energía se traspasa de un eslabón a otro de la cadena en forma de calor. 2

3 GUÍA PRÁCTICA 7. Durante muchos años, los especialistas en control de insectos rociaron DDT para combatir a los mosquitos, asegurándose de usar concentraciones que no fueran directamente letales para peces y demás fauna. En estudios sobre las características del DDT, se averiguó que es un químico liposoluble y de larga vida media. Basándose en estos datos, se puede afi rmar que el procedimiento de los especialistas en control de insectos fue A) adecuado, ya que así evitaron la mortandad de organismos que no son el objetivo de la eliminación de plagas. B) inadecuado, ya que a pesar de usar bajas concentraciones de DDT, este se concentra en el tejido adiposo de los depredadores superiores, causando su muerte de igual forma. C) adecuado, ya que como bajas concentraciones de DDT se acumulan lentamente, los organismos depredadores no sufren las consecuencias. D) inadecuado, pues se acumula en el tejido adiposo de los depredadores, pero las siguientes generaciones no se ven afectadas, ya que desaparece prontamente del ambiente. E) adecuado, ya que era la única forma posible de eliminar a los insectos. 8. A continuación se presenta la pirámide de energía de un determinado ecosistema: kcal/m 2 año terciarios secundarios primarios Productores Qué concepto(s) está(n) involucrado(s) en esta fi gura? I) Cada traspaso energético entre niveles involucra una pérdida de energía. II) Las cadenas alimentarias poseen un número limitado de eslabones. III) Los productores son los organismos que sostienen energéticamente un ecosistema. A) Solo I D) Solo I y III B) Solo II E) I, II y III 3

4 Ciencias Básicas Biología 9. Qué organismo(s) es (son) esencial(es) para que se produzca un fl ujo cíclico de materia en el ecosistema? I) Productores II) III) Descomponedores A) Solo I D) Solo I y III B) Solo II E) Solo II y III 10. Los organismos que tienen la mayor capacidad para sintetizar biomasa son los A) productores. D) carnívoros. B) descomponedores. E) carroñeros. C) herbívoros. 11. El gráfi co muestra las relaciones de energía entre los eslabones de una trama trófi ca Energía asimilada Respiración Productividad neta Productor primarios secundarios terciarios *Las medidas de energía son en kcal/m 2 año Con respecto al gráfi co, es correcto afi rmar que A) la mayor productividad se encuentra en los consumidores primarios. B) la mayor parte de la energía asimilada se pierde en el metabolismo en forma de calor. C) la energía que se transfi ere desde un nivel a otro proviene de la respiración. D) la energía liberada en forma de calor se puede aprovechar para llevar a cabo los procesos metabólicos. E) la energía gastada en el metabolismo es menor que la retenida en la forma de biomasa. 4

5 GUÍA PRÁCTICA 12. En el esquema se muestra una trama trófi ca: Arañas de tamaño medio Arañas pequeñas Escarabajo Ácaros depredadores Grillos Caracoles pulmonados Colémbolos Milpiés Pasto Ácaros oribátidos Con respecto a esta, cuál(es) de las siguientes opciones relaciona(n) correctamente el organismo de la trama trófi ca con su determinado nivel trófi co? I) Los ácaros depredadores se encuentran en el tercer nivel trófi co. II) Los escarabajos ocupan más de un nivel trófi co. III) Los caracoles son consumidores secundarios. A) Solo I D) Solo I y II B) Solo II E) I, II y III 13. Con respecto al fl ujo de materia y energía en los ecosistemas, es correcto afirmar que I) la energía fl uye desde los niveles inferiores hacia los niveles superiores. II) los descomponedores transforman la materia, permitiendo su reutilización. III) aproximadamente un 10% del total de energía disponible en cada nivel es transferido al siguiente eslabón. A) Solo I D) Solo I y II B) Solo II E) I, II y III 5

6 Ciencias Básicas Biología 14. El siguiente esquema representa la pirámide de número de una comunidad. A partir del análisis de la pirámide, es correcto afi rmar que I) el número de productores es bajo, pero presenta alto rendimiento fotosintético. II) la comunidad representada podría ser un bosque con gran abundancia de vegetación. III) el número de consumidores es superior al número de productores. A) Solo I D) Solo I y III B) Solo II E) I, II y III 15. El siguiente esquema muestra una red trófi ca correspondiente a un ecosistema natural, donde las especies que interactúan en la comunidad están representadas por números del 1 al Basándose en las relaciones trófi cas establecidas en el diagrama, es correcto afi rmar que I) la especie 10 es un descomponedor. II) las especies 1, 2, 3 y 4 son productores. III) las especies 5, 6 y 7 son consumidores primarios. A) Solo I D) Solo I y III B) Solo II E) Solo II y III 6

7 GUÍA PRÁCTICA 16. Una industria arrojó a las aguas de un lago una sustancia contaminante. Transcurridas dos semanas, se investigó el efecto de esta contaminación, obteniéndose los resultados de la tabla: Muestra Concentración del contaminante (ppm) Agua 5 Fondo del lago 20 Gaviotas 3000 Plantas acuáticas 300 Peces 1000 Cuál(es) de las siguientes afi rmaciones es (son) correcta(s) a partir de los resultados? I) Los diferentes niveles de las tramas trófi cas del lago fueron afectados de igual forma. II) El grado de contaminación aumenta a medida que transcurren los niveles trófi cos. III) La sustancia contaminante se encuentra solo en los elementos bióticos del ecosistema. A) Solo I D) Solo I y III B) Solo II E) I, II y III 17. En relación con los niveles trófi cos, es correcto afi rmar que I) los consumidores son organismos heterótrofos, incluyendo a herbívoros, carnívoros y quimiosintetizadores. II) la cantidad de biomasa que puede sustentar un ecosistema es establecida por la energía captada por productores. III) los descomponedores son importantes, ya que permiten transformar la materia orgánica en inorgánica, permitiendo su fl ujo cíclico en el ecosistema. A) Solo I D) Solo II y III B) Solo II E) I, II y III 7

8 Ciencias Básicas Biología 18. Al comparar las pirámides ecológicas de biomasa y de energía, es correcto afi rmar que esta última I) no tiene la posibilidad de invertirse, pues responde a la primera y segunda ley de la termodinámica. II) puede invertirse cuando los productores se reproducen a gran velocidad y sustentan a los consumidores. III) representa la cantidad total de energía disponible para cada nivel trófi co. A) Solo I D) Solo I y III B) Solo II E) I, II y III 19. Con respecto a los ciclos biogeoquímicos, es correcto afi rmar que A) son ciclos de los nutrientes dentro del ambiente no vivo (depósitos en la atmósfera, la hidrósfera y la corteza de la tierra). B) se refi eren al estudio del intercambio de sustancias químicas entre formas bióticas. C) son movimientos de cantidades masivas de carbono, nitrógeno, oxígeno, y otros elementos, entre los componentes vivientes y no vivientes del ambiente. D) son movimientos de los componentes inorgánicos de fl ujo lento y de poco uso en los organismos vivos. E) se refi eren al intercambio de los componentes más pequeños que se desplazan entre los organismos vivos. 20. La figura muestra los principales procesos involucrados en el ciclo del agua Con respecto a la fi gura, cuál de las siguientes opciones es correcta? A) La escorrentía es un fenómeno propio del proceso 4. B) En el proceso 3 ocurre evaporación de aguas superficiales. C) La percolación es un fenómeno que se presenta en la etapa 2. D) La etapa que permite la descontaminación del agua corresponde al proceso 4. E) La etapa 1 describe un proceso de evaporación. 8

9 GUÍA PRÁCTICA 21. Dentro de los ecosistemas los organismos se relacionan de diversas formas, una de ellas es a través de la alimentación, este tipo de relación se denomina trófi ca. Los organismos establecen redes trófi cas en las que cada uno es parte de distintos niveles de alimentación: el primer nivel está compuesto por los organismos productores (autótrofos), quienes se encargan de ingresar la energía al ecosistema a través de un proceso denominado fotosíntesis y en algunos casos a través de quimiosíntesis; luego están los consumidores primarios (herbívoros), quienes se alimentan de los productores y, por ende, reciben la energía de ellos; les siguen los consumidores secundarios (carnívoros), que se alimentan de los consumidores primarios, y así, sucesivamente, continúa una cadena de relaciones trófi cas fi nita. El rol que cumple cada uno de los organismos de un ecosistema es sumamente importante e incide sobre el resto de los organismos asociados. Zorro rojo (Consumidor secundario) Gavilán euroasiático (Consumidor terciario) Herrerillo común (Consumidor secundario) Ruiseñor (Consumidor secundario) Lirón (Consumidor secundario) Roble (Productor) Larva de ciervo volante (Consumidor secundario) A partir del esquema anterior y de la información entregada, es correcto inferir que A) si no existiese el roble, los consumidores primarios asumirían el rol de ingresar la energía al ecosistema. B) si el gavilán se extinguiera, probablemente el ciervo volante disminuiría su abundancia. C) si el herrerillo tuviese un gran aumento de abundancia, probablemente el ciervo volante también aumentaría. D) la eliminación del zorro rojo provocaría que la abundancia del lirón disminuyera. E) la extinción del ruiseñor dejaría sin alimento al gavilán. 22. Con respecto al ciclo del carbono, es correcto afi rmar que I) el exceso de CO 2 de origen antrópico es controlado por los organismos fotosintetizadores. II) la emisión de CO 2 por el uso de combustibles fósiles sobrepasa la capacidad de regulación de los organismos fotosintetizadores. III) las partículas de polvo en suspensión generan el efecto invernadero. A) Solo I D) Solo I y II B) Solo II E) Solo II y III 9

10 Ciencias Básicas Biología 23. Con respecto al ciclo del nitrógeno, es INCORRECTO afi rmar que A) el aire contiene, aproximadamente, el 78% de nitrógeno, representando la fuente principal de este gas. B) el nitrógeno puede ser incorporado por los productores continuamente, gracias a la acción de las bacterias nitrificantes. C) el nitrógeno debe formar nitrato para poder ser asimilado por las plantas. D) el nitrógeno solo se puede fi jar a la biósfera por la acción de los relámpagos. E) las bacterias fi jadoras de nitrógeno lo incorporan al suelo desde la atmósfera. 24. El siguiente esquema muestra el ciclo del fósforo: ROCAS FOSFATADAS DISOLUCIÓN ABONO GUANO PO 4 2 en el suelo AVES MARINAS PLANTAS RESTOS Y EXCRECIONES ANIMALES AGUAS CONTINENTALES FITOPLACTON REDES TRÓFICAS ZOOPLANCTON MARINAS PECES RESTOS SEDIMENTOS FOSILIZACIÓN ROCAS FOSFATADAS Del análisis del diagrama, es correcto que I) los organismos productores incorporan fósforo en estado gaseoso. II) el fósforo forma parte de los componentes geológicos. III) los desechos biológicos de los seres vivos y sus cadáveres son fuente de fósforo. A) Solo I B) Solo II D) Solo I y II E) Solo II y III 10

11 GUÍA PRÁCTICA 25. Los restos cadavéricos vegetales representan una fuente de carbono, nitrógeno y fósforo que pueden volver a circular en el ambiente gracias a A) las levaduras. B) los líquenes. C) los gusanos. D) las bacterias. E) los insectos. Tabla de corrección Ítem Alternativa Habilidad 1 Comprensión 2 Comprensión 3 Comprensión 4 Aplicación 5 Comprensión 6 Comprensión 7 Comprensión 8 ASE 9 Comprensión 10 Reconocimiento 11 ASE 12 Comprensión 13 Reconocimiento 14 ASE 15 Comprensión 16 ASE 17 Comprensión 18 Comprensión 19 Reconocimiento 20 ASE 21 Comprensión 22 Reconocimiento 23 Reconocimiento 24 ASE 25 Reconocimiento 11

12 Ciencias Básicas Biología Resumen de contenidos 1. Niveles tróficos Los niveles trófi cos son categorías en las que se clasifican los seres vivos según su forma de obtener materia y energía. El nivel trófi co de un organismo es su posición en la cadena alimentaria. Niveles tróficos Productores primarios secundarios terciarios Descomponedores y detritívoros Características Autótrofos. Comprenden a organismos fotosintetizadores que permiten el ingreso de la energía al ecosistema, gracias a que transforman la energía solar en energía química. Dentro de los organismos productores se considera a los organismos quimiosintetizadores, que obtienen energía por reacciones químicas. Heterótrofos herbívoros. Organismos que obtienen la energía alimentándose de los productores, por lo que se les conoce como herbívoros. Por ejemplo: vacas, conejos, insectos, aves, etc. Heterótrofos carnívoros de primer orden. Animales que obtienen la energía alimentándose de los consumidores primarios, por lo tanto, se les conoce como carnívoros. Por ejemplo: arañas, insectos carnívoros y aves. Heterótrofos carnívoros de segundo orden. Organismos que obtienen la energía alimentándose de los consumidores secundarios. Por ejemplo, pumas y águilas. Heterótrofos. Los detritívoros son un grupo de organismos que consumen detritos (residuo orgánico muerto) y excretan materia en un estado de descomposición avanzada. Ejemplo de ellos son lombrices, ácaros y algunos insectos. Sus productos de excreción les sirven de alimento a los descomponedores que degradan los restos de los demás seres vivos, convirtiendo la materia orgánica en sustancias inorgánicas más sencillas que pasarán a formar parte del suelo o se disolverán en el agua, de donde los extraerán los autótrofos y se reiniciará así el ciclo de la materia. Por ejemplo, bacterias y hongos. 12

13 GUÍA PRÁCTICA 2. Cadenas tróficas y redes tróficas Una cadena trófi ca es una relación lineal de alimentación de los seres vivos de un ecosistema y presenta entre 4 a 5 niveles trófi cos. Como en la naturaleza hay múltiples relaciones alimentarias, una red trófi ca es un conjunto de cadenas superpuestas que interactúan entre sí y representan con precisión las relaciones alimentarias efectivas dentro de una comunidad. Productor Consumidor primario Consumidor secundario Consumidor terciario Detritívoros y descomponedores Figura 1. Cadena trófica Flujo de materia Flujo de energía El fl ujo de materia (nutrientes) en una cadena trófi ca es cíclica, ya que los descomponedores permiten que los productores vuelvan a incorporarla a la cadena alimentaria. El fl ujo de energía es unidireccional, desde los productores a los consumidores. Los productores incorporan la energía en la fotosíntesis y la transfi eren al resto de los niveles trófi cos. A medida que pasa de un nivel a otro, se pierde un porcentaje en forma de calor. 3. Pirámides ecológicas Son formas de representación para mostrar cómo varían algunas características entre los niveles trófi cos, como la energía o la biomasa, al pasar de unos niveles a otros. Cada nivel trófi co se representa por un rectángulo. El rectángulo que forma la base de la pirámide corresponde a los productores y sobre él, de forma ordenada, se disponen los otros niveles trófi cos. La longitud de la base de cada rectángulo es proporcional al valor de la característica medida. 3.1 Pirámide de número terciarios Representa la cantidad de individuos que se encuentran en cada nivel trófi co de un ecosistema. Estas pirámides pueden adoptar una forma invertida cuando los productores son de gran tamaño (por ejemplo, los árboles de un bosque). secundarios primarios Número de individuos Productores Figura 2. Pirámide de número 13

14 Ciencias Básicas Biología 3.2 Pirámide de biomasa BIOMASA (g/m 2 ) NIVEL TRÓFICO Representa la cantidad de materia viva de un ecosistema. Generalmente, esta se calcula en gramos por metro cuadrado y considera solo el peso seco de los seres vivos. Esta pirámide se puede invertir, lo cual ocurre cuando los productores se reproducen a gran velocidad (por ejemplo, en el caso del fi toplancton en los ecosistemas marinos) terciarios (serpientes) secundarios (sapos) primarios (saltamontes) Productores (pasto) Figura 3. Pirámide de biomasa 3.3 Pirámide de energía kcal por m 2 por año Representa el flujo de la energía en los ecosistemas (siempre lo hace desde los productores hacia los consumidores). No tiene la posibilidad de invertirse, pues responde a la primera y segunda ley de la termodinámica. Carnívoro secundario Carnívoro primario Herbívoro Productor Respiración Productividad neta Figura 4. Pirámide de energía 14

15 GUÍA PRÁCTICA 4. Ciclos biogeoquímicos La energía en los ecosistemas fl uye de unos organismos a otros, de manera unidireccional, a través de las cadenas y tramas tróficas. Durante el proceso, una parte de la energía se pierde en forma de calor. Distinto es en el caso de la materia, la cual circula a través del ecosistema, pasando del ambiente a los seres vivos, quienes la transfieren entre ellos y fi nalmente la transfi eren al ambiente nuevamente. 4.1 Ciclo del agua Figura 5. Flujo de materia Es el componente principal de todos los seres vivos. Circula constantemente, formando parte también de ríos, lagos, mar y nubes. Se puede encontrar en los ecosistemas en los estados líquido, sólido y gaseoso. Precipitación Filtración Sublimación Evaporación Transpiración Evaporación Agua contenida en los océanos Condensación Agua subterránea Figura 6. Ciclo del agua 4.2 Ciclo del carbono y del oxígeno Carbono y oxígeno son fundamentales para los seres vivos pues forman parte de las moléculas orgánicas. El oxígeno corresponde al 21% de los gases atmosféricos, en tanto el carbono (en forma de CO 2 ) ocupa el 0,03%. Los organismos fotosintetizadores requieren de CO 2 para realizar su proceso, a través del cual liberan O 2 a la atmósfera. Así mismo, todos los seres vivos aerobios requieren de oxígeno y liberan dióxido de carbono a la atmósfera. Figura 7. Ciclo del carbono y oxígeno 15

16 Ciencias Básicas Biología Nitrógeno atmosférico (N 2 ) 4.3 Ciclo del nitrógeno El nitrógeno constituye más del 70% de los gases de la atmósfera. Es fundamental para los seres vivos ya que forma parte de aminoácidos, y estos constituyen las proteínas. También forman parte de los ácidos nucleicos (ADN y ARN) de todos los seres vivos. Bacterias fi jadoras de N 2 de las raíces Amonifi cación Plantas Descomponedores (bacterias, hongos) Nitrifi cación Asimilación Nitrato (NO 3- ) Bacterias desnitrificantes Bacterias nitrificantes Bacterias fi jadoras de N 2 del suelo Amonio (NH 4+ ) Bacterias nitrifi cantes Nitrito (NO 2- ) Figura 8. Ciclo del nitrógeno 4.4 Ciclo del fósforo El fósforo es constituyente esencial de todos los seres vivos, ya que es parte de los ácidos nucleicos como ADN y ARN. También es el principal componente del ATP, de algunas proteínas, de las membranas celulares, y de huesos y dientes en animales. Medio terrestre Medio marino Animales Alimentación Fertilización Deposiciones de aves Minería Excreción Plantas y cultivos Yacimientos minerales de fósforo Erosión Peces y plancton Afl oramiento de aguas profundas Descomponedores Figura 9. Ciclo del fósforo 16 Registro de propiedad intelectual de. Prohibida su reproducción total o parcial.