BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 1 Revisores técnicos universitarios De geología, Francisco Anguita Virella De biología, Carlos López Otín Revisores técnicos De geología, Carlos Muñoz Menéndez De biología, Vicent Pardo Sáiz BARCELONA - MADRID - BUENOS AIRES - CARACAS GUATEMALA - LISBOA - MÉXICO - NUEVA YORK - PANAMÁ SAN JUAN - SANTAFÉ DE BOGOTÁ - SANTIAGO - SÃO PAULO AUCKLAND - HAMBURGO - LONDRES - MILÁN - MONTREAL NUEVA DELHI - PARÍS - SAN FRANCISCO - SIDNEY - SINGAPUR ST. LOUIS - TOKIO - TORONTO
Biología y geología, 1.º Bachillerato. 1.ª edición No está permitida la reproducción total o parcial de este libro, ni su tratamiento informático, ni la transmisión de ninguna forma o por cualquier medio, ya sea electrónico, mecánico, por fotocopia, por registro u otros métodos sin el permiso previo y por escrito de los titulares del Copyright. Derechos reservados 2012, respecto a la primera edición en español, por: McGraw-Hill/Interamericana de España, S.L. Edificio Valrealty, 1.ª planta Basauri, 17 28023 Aravaca (Madrid) ISBN: 978-84-481-8089-8 Depósito Legal: Equipo Editorial: Patricia Rayón, Ariadna Allés y Carmen Álvarez Ignacio Martínez y Susana Gonzalo Bernardino Pérez Equipo Preimpresión: Eduardo Márquez Claudia Fernández María Ángeles Ramírez Luis Hernández Revisión Técnica: Álvaro Arasa i Tuliesa Carlos Muñoz Menéndez Vicent Pardo Sáiz Francisco Anguita Virella Carlos López Otín Diseño de cubierta e interior: Quin Team Maquetación: Estudio GRAFIMARQUE, S.L. Ilustraciones: Ángel Ovejero, Sergio Guinot, David Guinot, Alejandra García Frank, Pablo Jurado y SAI comunicación y marketing Fotografías: GettyImages, Cover, Álbum, Age, Microsfoto, José María Barrés, Prisma, NASA, Fernando J. Palero, Ministerio de Fomento y las autoras Impreso en
Presentación La biología y la geología son ciencias de la naturaleza e incluyen una gran diversidad de ramas de estudio. En la elaboración de este manual de Biología y Geología 1º de bachillerato, hemos querido mostrar dicha variedad de enfoques, por lo que el resultado es una obra de carácter multidisciplinar que aborda ambas disciplinas bajo puntos de vista de tipo holístico e integrador. El contenido de este proyecto se ha planteado con el rigor necesario para un nivel de 1º de bachillerato. Para su realización se ha tenido en cuenta el tipo de alumnado al que va dirigido, que es aquel que enfoca sus estudios a ciclos formativos o carreras universitarias relacionadas con la naturaleza y la salud. Se hace alusión asimismo a las investigaciones más punteras en Biología y Geología para que los estudiantes comprendan que la ciencia es un proceso vivo, dinámico y en constante construcción. La programación de los contenidos ha sido proyectada de forma sistemática, teniendo en cuenta qué debe aprender el alumnado, la finalidad de este aprendizaje y la metodología necesaria para conseguir un buen resultado del proceso de enseñanza-aprendizaje. La Geología debe ser estudiada, fundamentalmente, por su valor formativo, pero ha sido planteada de modo que de ella se deriven unas pautas pedagógicas enfocadas a la comprensión de ciertos aspectos de la realidad y de la vida, aspectos que difícilmente podrían ser mostrados por otras ciencias. Se trata de recoger los últimos enfoques relativos a la tectónica de placas y a la división interna de la Tierra, y se han actualizado asimismo algunos conceptos que estaban anticuados en la enseñanza secundaria. La Biología se ha enfocado desde un punto de vista evolutivo e inductivo, intentando que el alumnado comprenda cómo, desde las primeras formas de vida, los seres vivos han ido evolucionando y modificando sus estructuras y sus funciones de forma paralela a los cambios ocurridos en el medio que les rodeaba. Los ejemplos y actividades son numerosos y se han seleccionado por su aplicación a la vida real. Las unidades incluyen una sección teórica, que contiene abundantes actividades resueltas a modo de ejemplo así como una serie de cuestiones que los estudiantes deben resolver, y también una sección práctica, que presenta lecturas científicas actualizadas y diversas prácticas de laboratorio. Se pretende que los contenidos de las unidades y el tratamiento del currículo sean del agrado de profesores/ras y alumnos/as y que sienten una base firme para el posterior desarrollo de niveles superiores. El currículo no debe limitarse a la adquisición de conocimientos y conceptos, sino que ha de proponer una educación estimuladora de todas las capacidades del alumnado. Queremos expresar nuestro agradecimiento a todos los profesionales que han contribuido a la realización de este proyecto didáctico. Por último, queremos indicar que cualquier sugerencia aportada por el profesorado que utilice este manual en sus clases será tenida en cuenta, lo que permitirá completar y mejorar ediciones posteriores.
4 ÍNDICE BLOQUE I Origen y estructura de la Tierra Unidad 1 La investigación científica de nuestro planeta... 7 1.1 Introducción a la geología... 8 1.2 La investigación científica en geología... 13 1.3 La utilidad de la geología... 19 Actividades... 21 Investigación científica... 22 Trabajo de laboratorio... 23 Unidad 2 El planeta Tierra: formación y métodos de estudio... 25 2.1 El Universo... 26 2.2 El planeta Tierra... 29 2.3 Métodos de estudio del interior de la Tierra... 32 Actividades... 41 Investigación científica... 42 Trabajo de laboratorio... 43 Unidad 3 El planeta Tierra: estructura, composición y dinámica... 45 3.1 División composicional de la Tierra... 46 3.2 División dinámica de la Tierra... 50 3.3 Algunas implicaciones de la tectónica de placas... 58 Actividades... 61 Investigación científica... 62 Trabajo de laboratorio... 63 Unidad 4 La materia mineral: cristalización y ambientes petrogenéticos... 65 4.1 La materia mineral... 66 4.2 Los minerales... 69 4.3 Los ambientes petrogenéticos... 75 Actividades... 77 Investigación científica... 79 Trabajo de laboratorio... 80 Unidad 5 BLOQUE II Geodinámica interna Procesos petrogenéticos del ambiente magmático: magmatismo y rocas magmáticas. 81 5.1 Los magmas... 82 5.2 Actividad volcánica... 88 5.3 Las rocas magmáticas... 93 5.4 Cómo se encuentran las rocas magmáticas en el campo?... 100 5.5 Yacimientos magmáticos... 102 Actividades... 104 Investigación científica... 106 Trabajo de laboratorio... 107 Unidad 6 Procesos petrogenéticos del ambiente metamórfico: metamorfismo y rocas metamórficas... 109 6.1 El metamorfismo... 110 6.2 Tipos de metamorfismo... 114 6.3 Las rocas metamórficas... 118 6.4 Yacimientos metamórficos... 124 Actividades... 125 Investigación científica... 127 Trabajo de laboratorio... 128 Unidad 7 BLOQUE III Geodinámica externa El ambiente petrogenético sedimentario. Formación de rocas sedimentarias... 129 7.1 Los sedimentos. Los procesos sedimentarios.. 130 7.2 La alteración de las rocas en superficie... 133 7.3 Los suelos... 135 7.4 Los ambientes sedimentarios... 137 7.5 Las rocas sedimentarias... 140 7.6 Clasificación de las rocas sedimentarias... 144 7.7 Yacimientos sedimentarios... 149 Actividades... 151 Investigación científica... 153 Trabajo de laboratorio... 154
ÍNDICE 5 BLOQUE IV Unidad y diversidad de la vida Unidad 8 La organización de los seres vivos... 155 8.1 Niveles de organización de la materia... 156 8.2 El origen de la vida... 157 8.3 La base química de la vida... 159 8.4 La célula... 170 Actividades... 183 Investigación científica... 185 Trabajo de laboratorio... 186 BLOQUE V La biología de las plantas Unidad 11 El proceso de nutrición en las plantas... 241 11.1 La función de nutrición en plantas... 242 11.2 Nutrientes imprescindibles para el desarrollo vegetal... 242 11.3 Las fases de la nutrición en plantas... 243 11.4 Otros tipos de nutrición en plantas... 254 Actividades... 255 Investigación científica... 257 Trabajo de laboratorio... 258 Unidad 9 Organismos unicelulares y pluricelulares.. 187 9.1 Organismos unicelulares y pluricelulares... 188 9.2 Funciones básicas en los organismos... 189 9.3 Estructuras básicas en los organismos pluricelulares...192 Actividades... 209 Investigación científica... 211 Trabajo de laboratorio... 212 Unidad 10 La clasificación de los seres vivos...213 10.1 Por qué nos inquieta clasificar los seres vivos?... 214 10.2 Qué es la taxonomía?... 214 10.3 La especie y su nomenclatura... 215 10.4 Historia de la clasificación de los seres vivos: de dos reinos a tres dominios...216 10.5 Los cinco reinos... 218 10.6 El reino monera... 218 10.7 El reino protoctista... 220 10.8 El reino de los hongos... 223 10.9 El reino de las plantas... 224 10.10 El reino de los animales... 227 10.11 Las claves dicotómicas... 231 10.12 La biodiversidad... 234 Actividades... 237 Investigación científica... 239 Trabajo de laboratorio... 240 Unidad 12 El proceso de relación en las plantas...259 12.1 La función de relación en plantas... 260 12.2 Hormonas vegetales... 260 12.3 Movimientos en plantas... 262 12.4 Desarrollo en plantas... 269 Actividades... 275 Investigación científica... 277 Trabajo de laboratorio... 278 Unidad 13 El proceso de reproducción en las plantas.. 279 13.1 La función de reproducción en plantas... 280 13.2 La reproducción asexual en plantas... 281 13.3 La reproducción sexual en plantas... 282 13.4 Estrategias de polinización y diseminación de la semilla... 291 Actividades... 293 Investigación científica... 295 Trabajo de laboratorio... 296 BLOQUE VI La biología de los animales Unidad 14 El proceso de nutrición en los animales... 297 14.1 La función de nutrición en animales... 298 14.2 La función digestiva... 299 14.3 La función respiratoria... 305
6 ÍNDICE 14.4 la función circulatoria... 309 14.5 La función excretora... 313 Actividades... 317 Investigación científica... 319 Trabajo de laboratorio... 320 Unidad 15 El proceso de relación en los animales... 321 15.1 La función de relación en animales... 322 15.2 La neurona... 322 15.3 El sistema nervioso... 325 15.4 El sistema hormonal o endocrino... 332 Actividades... 341 Investigación científica... 343 Trabajo de laboratorio... 344 Unidad 16 El proceso de reproducción en los animales... 345 16.1 Reproducción en los animales... 346 16.2 Reproducción asexual en animales... 346 16.3 Reproducción sexual en animales... 348 16.4 Intervención humana en la reproducción... 358 16.5 La clonación... 358 Actividades... 361 Investigación científica... 363 Trabajo de laboratorio... 364 Anexo de química orgánica... 365