Ciencias, Salud y Medio Ambiente

Primer año de Bachillerato Versión revisada y actualizada

con enfoque de competencias, 2012

Luis H. Jovel Díaz

Ediciones Servicios Educativos

San Salvador, El Salvador C.A.

Edición 2012

Primer año de Bachillerato

1

© Luis H. Jovel Díaz EdiciónSabina Velásquez de Alger

Corrección de textoBebé Alger de Solano

Diseño e ilustraciónRicardo E. López

© Ediciones Servicios Educativos

Cuarta edición, Diciembre 2012.Ediciones Servicios Educativos San Salvador, El Salvador, Centroamérica.© Derechos reservados. Hecho el depósito que marca la ley. ISBN Nº 978-99923-43-08-7

372.357 045

J86c Jovel Díaz, Luis H.

Ciencias, salud y medio ambiente Primer año de bachillerato: (versión revisada y sv actualizada con enfoque de competencias) / Luis H. Jovel Díaz ; il. Ricardo E. López. -- 1a. ed. -- San Salvador, El Salv. : Ediciones Servicios Educativos, 2011 446 p. : il. ; 25 cm.

ISBN 978-99923-43-08-7

1. Ciencias, salud y medio ambiente-Libros de texto. 2. Estudio de la naturaleza-Libros de texto--Enseñanza. I. Título.

BINA/jmh

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Unidad 1

Presentación 5

Dedicatoria 6

Agradecimientos 6

Competencias y objetivos de Primer año bchto. 7

Unidad 1: El estudio de las Ciencias Naturales 9

Naturaleza de la ciencia y la tecnología 10

Sistema Internacional de Unidades (SI) e incerteza 31

Proporcionalidades y gráfi cas 46

Unidad 2: El movimiento 57

Tipos de movimiento 58

Unidad 3: Estática y dinámica 87

Leyes del movimiento de Newton 88

Unidad 4: La termodinámica 123

Las leyes de la termodinámica 124

Unidad 5: La teoría atómica 161

Teoría atómica 162

Tabla periódica moderna y confi guración electrónica 179

Unidad 6: Soluciones químicas 199

Dispersiones 200

Índice

Primer año de Bachillerato

3

Unidad 7: Enlaces químicos 233

Compuestos químicos 234

Unidad 8: Origen y evolución de la vida 267

Origen y evolución de los seres vivos 268

Unidad 9: La célula 295

Estructura y función en los seres vivos 296

División celular 323

Unidad 10: El mundo de los genes 339

Estructura, función y propiedades del material genético 340

Mecanismos básicos de la herencia humana 354

Unidad 11: Conociendo ecosistemas 379

Estudio de la Ecología 380

Unidad 12: La problemática ambiental 403

Áreas Naturales Protegidas en El Salvador (ANP) 404

Unidad 13: La historia de la Tierra 431

Procesos geológicos externos 432

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Unidad 1

Presentación

L as Ciencias Naturales, especialmente la Química y la Física, suelen ser un quebra-

dero de cabeza para los estudiantes de bachillerato de El Salvador. Este hecho es

parte de una realidad común a los países en desarrollo. Tres personajes de la región

centroamericana han ganado premios Nobel: dos de la Paz y uno de Literatura. Pero

ninguno ha merecido el de Física, Química o Fisiología y Medicina. La pobre voca-

ción por las ciencias naturales constituye un freno al desarrollo tecnológico, econó-

mico y social de nuestras naciones.

Pareciera que una de las causas de la indiferencia o aversión de los salvadoreños

hacia las ciencias naturales es que los profesores no hemos podido encontrar las

estrategias idóneas para facilitar su aprendizaje.

Este libro de texto pretende ser una nueva propuesta metodológica y de contenido

que recoge lo mejor de la experiencia personal de los autores en el aprendizaje y la

enseñanza de las ciencias naturales, pero que intenta incorporar nuevos elementos

pedagógicos tomados de la práctica internacional. Mientras lo elaborábamos hemos

hecho un esfuerzo por no olvidar que es un libro de texto dirigido a estudiantes de

bachillerato, es decir, a jóvenes cuya edad promedio es 17 años, a quienes —como

a la gran mayoría de personas— se les hace difícil el tratamiento matemático de la

realidad y que, salvo raras excepciones, no serán especialistas en ciencia naturales.

En tanto que propuesta de desarrollo de un programa de asignatura, los contenidos

son una selección didáctica de ese amplísimo universo que constituyen las ciencias

naturales en el siglo 21. No es posible abordar en un libro de texto todos los temas

de una rama del conocimiento, ni siquiera agotar tan solo uno de ellos. Ojalá que

hayamos sabido escoger las facetas más interesantes.

Nos sentiremos realizados si al menos aportamos una pizca a lograr la meta de desa-

rrollar salvadoreños cultos e inteligentes, capaces de usar el conocimiento científi co

para entender y transformar su propia personalidad y el mundo en que viven.

Luis H. Jovel (luishjovel@hotmail.com)

Primer año de Bachillerato

5

DedicatoriaA doña Francisca Díaz, mi madre y don Alfredo Jovel, mi padre, in memoriam.

A mis hermanas y hermanos.

A Ana Cely, mi esposa.

A Luis Alberto, Aída Marisol y Rosa Isabel, mis hijos.

A Ana Marcela y Diego Alejandro, mis nietos

Agradecimientos Cualquier realización humana es siempre colectiva.

Mucha gente ha contribuido a la realización de esta obra. El Padre Ro-gelio Pedraz S. J. me ha dado valiosas orientaciones sobre edición de

libros. En general estoy agradecido de las autoridades del Colegio Exter-nado de San José, especialmente del Rector, Lic. Gerardo Guevara, por su ejemplo de fi neza humana, lealtad y talento administrativo. También fue de mucha importancia la amable asistencia del personal de la biblioteca del Colegio Externado de San José: Aury, Toyita (Q.E.P.D.), Milita, Sofía, Susy y Paty. Tengo una deuda impagable con mis ex alumnos y alumnos; con ellos o de ellos, he aprendido mucho de lo que sé y a ser un poco mejor como persona.

El ejemplo de mi padre, su amor por el conocimiento y su inmensa capa-cidad de trabajo, ha sido un referente que marcó mi vida. Los elogios de mi hermano Alfredo, sin duda agrandados por el cariño, han sido un buen bálsamo en los momentos de desánimo. Mis hermanos me han animado constantemente. Sin el apoyo de mi esposa y de mis hijos yo no habría po-dido trabajar con la holgura con que lo he hecho. Gracias a mis compañe-ros y a mis amigos, porque han valorado más los méritos que los defectos de mi trabajo.

En la elaboración de este libro han colaborado mi hija Isabel, Ingeniera Industrial; el Ingeniero Químico Zicri Aziel Montiel Váquiz, en el área de química; el Profesor Jorge Alberto Monzón, en física y matemática y el Li-cenciado Carlos Alberto Alemán Ortiz, en el área de química. Ellos hicieron importantes correcciones y aportaciones, pero como lo dictan los cánones, los errores son responsabilidad del autor.

Luis H. Jovel Díaz

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Unidad 1

Competencias y objetivos de 1er. Año de Bachillerato

Competencias

Las competencias que la asignatura pretende desarrollar son las siguientes:

1. Comunicación de la información con lenguaje cientí� co. Esta compe-tencia consolida el uso apropiado del lenguaje científi co y la interpretación de diferentes tipos de textos, sobre temáticas que promueven el análisis crítico-refl exivo. La comunicación es parte esencial del trabajo científi co, ya que permite adquirir y producir información representada a través de tablas, gráfi cos, modelos simbólicos y verbales que dan precisión, validez y univer-salidad a este trabajo.

2. Aplicación de procedimientos cientí� cos. Implica la utilización de pro-cedimientos de investigación para resolver problemas de la vida cotidiana, científi cos y tecnológicos y facilita al estudiantado una mejor compren-sión de la naturaleza de la ciencia y la actividad científi ca como una acción humana. En este contexto, la resolución de problemas forma parte de la construcción del conocimiento científi co, generando en las y los estudian-tes aprendizajes permanentes que apliquen en situaciones de la vida para actuar efi cazmente en el ámbito individual y profesional, así como en otros en donde se desempeñen.

3. Razonamiento e interpretación cientí� ca. El razonamiento crítico, refl exi-vo e inventivo permite consolidar el aprendizaje y generar una valoración ética de sus aplicaciones científi co-tecnológicas en la vida de los seres hu-manos. Cultiva el interés y el respeto por las iniciativas científi cas, la com-prensión de los fenómenos de la naturaleza, el análisis e interpretación de datos para una mejor toma de decisiones.

Objetivos de grado

Al fi nalizar el Primer Año de Bachillerato el alumnado será competente para:

1. Interpretar y aplicar correctamente principios físicos y químicos de la trans-formación de la materia y la energía, utilizando la metodología de investi-gación para apoyar la comprensión de estos fenómenos y ser aplicados en situaciones de la vida cotidiana.

2. Investigar y describir con respeto el origen y evolución de las especies, ana-lizando y discutiendo hipótesis científi cas y tecnológicas para generar un ambiente de respeto hacia los demás seres vivos. Investigar y representar la estructura y funciones vitales de los seres vivos, analizándolos y clasifi cán-dolos, para comprender su diversidad en la naturaleza y poder protegerlos.

Primer año de Bachillerato

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3. Investigar y analizar el estado de los recursos naturales en el país, identifi cando algunos ecosistemas y áreas naturales protegidas bajo las leyes ambientales y proponer acciones para su conservación y de-sarrollo sostenible.

4. Indagar y describir el origen del Universo y del planeta Tierra con base a las teorías científi cas propuestas por la Astronomía y la Geografía Fí-sica, para comprender y valorar el lugar donde habitan los seres vivos y el ser humano.

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Unidad 1