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Materia y energía en biología # - Biología

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Materia y energía

Los conceptos de materia y energía son fundamentales para todas las disciplinas científicas. Tomemos el concepto de energía.El término se usaen una variedad de contextos en la vida cotidiana:

  • “¿Podemos mover el sofá mañana? No tengo el energía.”
  • “¡Oye amigo! Apaga la luz. Necesitamos conservar energía.”
  • "Esto es genial energía bebida."

En algunas clases de ciencias, se les dice a los estudiantes que la energía se presenta en diferentes formas (es decir, cinética, térmica,eléctrico,potencial, etc.). A veces, esto puede dificultar la comprensión exacta de qué "es" la energía.El concepto de energía también está asociadocon muchas ecuaciones, cada una con diferentes variables, pero que de alguna manera todas parecen terminar teniendo unidades de trabajo. ¡Esperar! ¿Trabaja? ¡¿Pensé que estábamos hablando de energía ?!

Dados todos los contextos diferentes y, a veces, tratamientos y definiciones aparentemente contradictorios, es fácil entender por qué estos temas parecen desafiantes para muchos estudiantes y, a veces, terminan alejándolos de los temas e incluso de los campos que usan mucho estas ideas. Si bien los conceptos de materia y energía se asocian con mayor frecuencia con la química y la física, son ideas centrales en biología y no nos escondemos de esto en BIS2A. En este sentido, nuestras metas educativas son ayudar a los estudiantes a desarrollar un marco queayudautilizan los conceptos de materia y energía para:

  • describir con éxito reacciones y transformaciones biológicas;
  • crear modelos e hipótesis sobre “cómo funcionan las cosas” en biología que incluyan explícitamente materia y energía;
  • Ser científicamente correctos y transferir estas ideas a nuevos problemas.al igual queotras disciplinas.

Si bien puede haberuna pareja deecuaciones relacionadas con la energía para aprender y usar en BIS2A, el enfoque del curso estará en el desarrollo sólido de los conceptos de energía y materia y su uso en la interpretación de fenómenos biológicos.

Motivación para aprenderSobreMateria y energía

Las discusiones sobre la materia y la energía hacen que algunos estudiantes de BIS2A se sientan un poco aprensivos.Después de todo, ¿no son estos temas que pertenecen a la química o la física? Sin embargo, las transformaciones de la materia y la transferencia de energía no son fenómenos reservados a los químicos y físicos o incluso a los científicos e ingenieros. Comprender, conceptualizar y hacer una contabilidad básica de las transformaciones de la materia y las transferencias de energía son habilidades fundamentales independientemente de la ocupación o la formación académica. El científico puede necesitar descripciones más rigurosas y sistemáticas de estas transformaciones que el artista, pero ambos hacen uso de estas habilidades en varios puntos de su vida personal o profesional. Tome los siguientes ejemplos:

Ejemplo 1: Transformación de materia y energía en el calentamiento global

Consideremos por un momento un tema que nos afecta a todos, el calentamiento global. En esencia, se encuentra un modelo relativamente simple queEs basadosobre nuestra comprensión de la energía en la radiación solar, la transferencia de esta energía con la materia en la Tierra y el papel y el ciclo de los gases clave que contienen carbono en la atmósfera de la Tierra. En términos simples, la energía solar golpea la tierra y transfiere energía a su superficie, calentándola. Parte de esta energía se transfiere al espacio. Sin embargo, dependiendo de la concentración de dióxido de carbono (y otros llamados gases de efecto invernadero), diferentes cantidades de esta energía pueden quedar "atrapadas" en la atmósfera de la Tierra. Muy poco dióxido de carbono y relativamente poca energía / calorestá atrapado- la Tierra se congela y se vuelve inhóspita para la vida.Demasiado dióxido de carbono y demasiado calor queda atrapado- la Tierra se sobrecalienta y se vuelve inhóspita para la vida. Es lógico, por lo tanto, que los mecanismos (biológicos u otros) que influyen en los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera pueden ser importantes a considerar en la historia del calentamiento global y que desarrollar una buena comprensión de los fenómenos del calentamiento global requiere que uno rastree el flujo de carbono y oxígeno (materia) a través de sus diferentes formas y los mecanismos por los cuales la energíaesta transferidoay desde diferentes componentes del sistema.

Ejemplo 2: contracción muscular

Consideremos ahora un ejemplo más personal, la flexión de un brazo comenzando desde una posición extendida y terminando en una posición flexionada. Como la mayoría de los procesos, éste puedeser descritoy entendido en varios niveles de detalle: desde el punto de vista anatómico donde el sistemaconsiste enmúsculos, piel y huesos hasta el punto de vista molecular donde el sistemaesta compuestode biomoléculas individuales que interactúan. En cualquier nivel de detalle, si queremos crear una historia que describa este proceso, sabemos que: (a) la descripción debe incluir una explicación de lo que sucedió con la materia en el sistema (esto incluye el cambio en la posición de las moléculas que hacen por las distintas partes del brazo y el combustible "quemado" para moverlo) y (b) que algo de combustiblefue quemadopara iniciar el movimiento y por lo tanto, que cualquier descripción del proceso debe incluir también un cambio contable en elenergía del sistema. En términos más simples, esto es solo decir que si desea describir un proceso en el que ha sucedido algo, debe describir qué sucedió con las "cosas" en el sistema y qué sucedió con la energía en el sistema para que el proceso suceda.

No podemos cubrir todos los ejemplos de transferencia de materia y energía en BIS2A. Sin embargo, exploraremos estos problemas con frecuencia y practicaremos la descripción de las transformaciones que suceden en la naturaleza con una atención estructurada y explícita a lo que está sucediendo con la materia y la energía en un sistema a medida que cambia. Haremos este ejercicio en diferentes niveles estructurales de la biología, desde el nivel molecular (como una reacción química única) hasta modelos abstractos y de mayor escala como el ciclo de nutrientes en el medio ambiente. Practicaremos esta habilidad mediante el uso de una herramienta pedagógica que llamamos "La historia de la energía". Estar preparado paraparticipar!


Biología 521

** Cualquier título que sea azul en las notas se vinculará a una animación si mantiene presionada la tecla ctrl en su teclado y hace clic en ellos.

También puede ver los siguientes videos de biología del curso intensivo:
** Estos videos contienen más detalles de los que necesitaremos en clase, pero son muy informativos.

Crash Course Biology & # 8211 Membranas y transporte
* Tenga en cuenta que es posible que este video no utilice ejemplos apropiados, pero la información es buena *
& # 8211 Contiene toda la información de las notas & # 8211

El cronograma de finalización es el siguiente:

  1. Miércoles: lea las notas sobre transporte pasivo y activo (pág. 1-3)
  2. Jueves: lea las notas sobre las celdas en solución (página 4)
  3. Viernes & # 8211 Revisión

Revise las notas de la Sección 3.1 o los videos de biología del curso intensivo. NOTA: Para esta sección, los videos tienen más detalles y pueden ser un poco más difíciles de seguir que las notas. No obtendremos los detalles de energía. Los temas eran tan importantes que Hank Green tuvo que dividir la información en 2 videos. Aunque ambos son muy interesantes, puede que le resulte lento.

Estas notas NO se terminan después del final de la sección ATP y ADP. Esté preparado para discutir hasta el final de la página 2 de estas notas para el lunes. Probablemente cubriremos esta información tanto el lunes como el martes.

Curso intensivo de biología y fotosíntesis # 8211

Crash Course Biology & # 8211 ATP & amp Cellular Respiration

Revise las notas de la Sección 2.1 o el video de biología del curso intensivo (según su preferencia) que se enumeran a continuación antes de la clase de mañana & # 8217. Esto te ayudará a prepararte para nuestra clase sobre macromoléculas.

** Tenga en cuenta que se le pondrá a prueba en las NOTAS cuando estemos listos para nuestra prueba del Capítulo 2.

Capítulo 2 Notas & # 8211 (archivo PDF de notas)
* Tenga en cuenta que estos son solo la nota inicial del Capítulo 2 (Sección 2.1). Habrá más por venir, si desea esperar antes de imprimirlos.


Materia y energía en biología # - Biología

PARTE IV. EVOLUCIÓN Y ECOLOGÍA

15. Dinámica de los ecosistemas. El flujo de energía y materia

15.3. Flujo de energía a través de los ecosistemas

Los antiguos egipcios construyeron tumbas elaboradas que llamamos pirámides. La amplia base de la pirámide es necesaria para sostener los niveles superiores de la estructura, que se estrecha hasta un punto en la parte superior. El mismo tipo de relación existe para los distintos niveles tróficos de los ecosistemas. Los biólogos han adoptado este modelo piramidal como una forma de pensar sobre cómo se organizan los ecosistemas. La mayoría de los ecosistemas tienen grandes cantidades de productores, pequeñas cantidades de herbívoros y cantidades aún menores de carnívoros. Debido a que esto es tan común, los ecologistas han buscado razones para explicar la relación.

Dos leyes físicas fundamentales de la energía son importantes cuando se analizan los sistemas ecológicos desde el punto de vista energético. La primera ley de la termodinámica establece que la energía no se crea ni se destruye. Eso significa que deberíamos poder describir las cantidades de energía en cada nivel trófico y seguir la energía a medida que fluye a través de los niveles tróficos sucesivos. La segunda ley de la termodinámica establece que, cuando la energía se convierte de una forma a otra, parte de la energía se escapa a los alrededores en forma de calor. Esto significa que, a medida que la energía pasa de un nivel trófico al siguiente, hay una reducción en la cantidad de energía en los seres vivos y un aumento en la cantidad de calor en su entorno (figura 15.4).

FIGURA 15.4. Niveles tróficos y de energía

El nivel trófico productor tiene la mayor cantidad de energía y materia. En cada nivel trófico sucesivo, hay menos energía y materia.

Piense en cualquier máquina de conversión de energía, una cierta cantidad de energía ingresa a la máquina y se realiza una cierta cantidad de trabajo. Sin embargo, también libera una gran cantidad de energía térmica. Por ejemplo, un motor de automóvil debe tener un sistema de refrigeración para eliminar la energía térmica producida. De manera similar, la energía eléctrica se usa en una bombilla incandescente para producir luz, pero la bombilla también produce grandes cantidades de calor. Aunque los sistemas vivos son algo diferentes, siguen las mismas reglas energéticas.

La energía dentro de un ecosistema se puede medir de varias formas. Una forma sencilla es recolectar todos los organismos presentes en cualquier nivel trófico y quemarlos. Por ejemplo, todas las plantas de un campo pequeño (nivel trófico del productor) pueden cosecharse y quemarse. La cantidad de calorías de calor producidas por la quema es equivalente al contenido energético del material orgánico recolectado. De manera similar, todos los herbívoros del segundo nivel trófico podrían recolectarse y quemarse. Luego, podría comparar la cantidad de calor generado por productores y herbívoros y tener una idea de cuánta energía se pierde a medida que pasa del nivel de productor al nivel trófico de herbívoros.

Otra forma de determinar la energía presente es medir la tasa de fotosíntesis y respiración de un grupo de productores. La diferencia entre las tasas de respiración y la fotosíntesis es la cantidad de energía atrapada en la materia viva de las plantas.

Cuando examinamos una amplia variedad de ecosistemas, encontramos que el nivel trófico productor tiene la mayor cantidad de energía, el nivel trófico herbívoro tiene menos y el nivel trófico carnívoro tiene el menor. En general, hay aproximadamente un 90% de pérdida de energía de un nivel trófico al siguiente nivel superior. Las medidas reales varían de un ecosistema a otro. Algunos pueden perder hasta el 99%, mientras que otros sistemas más eficientes pueden perder solo el 70%, pero el 90% es una buena regla general. Esta pérdida de contenido de energía en el segundo nivel trófico y subsiguientes se debe principalmente a la segunda ley de la termodinámica. (Siempre que la energía se convierte de una forma a otra, se pierde algo de energía en el entorno en forma de calor).

Además de la pérdida de energía como resultado de la segunda ley de la termodinámica, existe una pérdida adicional involucrada en la captura y procesamiento de material alimenticio por herbívoros y carnívoros. Aunque los herbívoros no necesitan perseguir su comida, sí necesitan viajar a donde haya comida disponible, luego recolectarla, masticarla, digerirla y metabolizarla (figura 15.5). Todos estos procesos requieren energía. Así como el nivel trófico de herbívoros experimenta una pérdida del 90% en el contenido de energía, los niveles tróficos más altos de carnívoros primarios, carnívoros secundarios y carnívoros terciarios también experimentan una reducción del 90% en la energía disponible para ellos. La figura 15.6 muestra el flujo de energía a través de un ecosistema.

FIGURA 15.5. Pérdidas de energía en un herbívoro

Cuando un insecto come una planta para obtener energía, solo una pequeña cantidad se convierte en tejido biológico nuevo en el insecto.

FIGURA 15.6. Flujo de energía a través de un ecosistema

La energía del Sol es captada por organismos que realizan la fotosíntesis. Estos son los productores del primer nivel trófico. A medida que la energía fluye de un nivel trófico al siguiente, se pierde aproximadamente el 90%. Esto significa que la cantidad de energía a nivel de productor debe ser 10 veces mayor que la cantidad de energía a nivel de herbívoro. En última instancia, toda la energía utilizada por los organismos se libera al entorno en forma de calor.

Debido a que es difícil medir la cantidad de energía en cualquier nivel trófico de un ecosistema, los científicos a menudo usan otros métodos para cuantificar los niveles tróficos. Un método consiste simplemente en contar el número de organismos en cada nivel trófico. Esto generalmente da la misma relación piramidal, llamada pirámide de números (figura 15.7). Este no es un método muy bueno para usar si los organismos en los diferentes niveles tróficos son de tamaños muy diferentes. Por ejemplo, si contaras todos los insectos pequeños que se alimentan de las hojas de un árbol grande, en realidad obtendrás una pirámide invertida.

FIGURA 15.7. Pirámide de números

Una de las formas más fáciles de cuantificar los distintos niveles tróficos en un ecosistema es contar el número de individuos en una pequeña porción del ecosistema. Siempre que todos los organismos sean de tamaño similar y vivan aproximadamente el mismo período de tiempo, este método ofrece una buena imagen de cómo se relacionan los niveles tróficos. (a) La relación entre el plancton fotosintético en el océano, los herbívoros que lo comen y los carnívoros que comen a los herbívoros es un buen ejemplo. Sin embargo, si los organismos de un nivel trófico son mucho más grandes o viven mucho más tiempo que los de otros niveles, la imagen de la relación puede distorsionarse. (b) Ésta es la relación entre los árboles forestales y los insectos que se alimentan de ellos. Esta pirámide de números está invertida.

Una forma de superar algunos de los problemas asociados con el simple recuento de organismos es medir la biomasa en cada nivel trófico. La biomasa es la cantidad de material vivo presente que generalmente se determina recolectando todos los organismos en un nivel trófico y midiendo su peso seco. Esto elimina el problema de la diferencia de tamaño asociado con una pirámide de números, porque todos los organismos en cada nivel trófico se combinan y pesan. La pirámide de biomasa también muestra la pérdida típica del 90% en cada nivel trófico.

Aunque una pirámide de biomasa es mejor que una pirámide de números para medir algunos ecosistemas, tiene algunas deficiencias. Algunos organismos tienden a acumular biomasa durante largos períodos de tiempo, mientras que otros no. Muchos árboles viven durante cientos de años, sus principales consumidores, los insectos, generalmente viven solo 1 año. Del mismo modo, una ballena es un animal de larga vida, mientras que sus organismos alimenticios tienen una vida relativamente corta. La figura 15.8 muestra dos pirámides de biomasa.

FIGURA 15.8. Pirámide de biomasa

La biomasa se determina recolectando y pesando todos los organismos en una pequeña porción de un ecosistema. (a) Este método de cuantificación de niveles tróficos elimina el problema de organismos de diferentes tamaños en diferentes niveles tróficos. Sin embargo, no siempre da una imagen clara de la relación entre los niveles tróficos si los organismos tienen una duración de vida muy diferente. (b) Por ejemplo, en los ecosistemas acuáticos, muchos de los pequeños productores se dividen varias veces al día. Los diminutos animales (zooplancton) que se alimentan de ellos viven mucho más tiempo y tienden a acumular biomasa con el tiempo. Las algas unicelulares producen mucha más materia viva, pero se comen tan rápido como se producen y, por lo tanto, no acumulan una gran biomasa.

7. ¿Cuál es la segunda ley de la termodinámica? ¿Por qué es importante para comprender las relaciones energéticas en los ecosistemas?

8. ¿Por qué la biomasa del nivel trófico de herbívoros es mayor que la biomasa del nivel trófico de carnívoros?

9. Enumere una ventaja y una desventaja de usar cada uno de los siguientes para caracterizar las relaciones entre los organismos en un ecosistema: pirámide de energía, pirámide de biomasa y pirámide de números.

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Biología 171

Al final de esta sección, podrá hacer lo siguiente:

La termodinámica se refiere al estudio de la energía y la transferencia de energía que involucra materia física. La materia y su entorno relevantes para un caso particular de transferencia de energía se clasifican como un sistema, y ​​todo lo que está fuera de ese sistema es el entorno. Por ejemplo, al calentar una olla de agua en la estufa, el sistema incluye la estufa, la olla y el agua. Transferencias de energía dentro del sistema (entre la estufa, la olla y el agua). Hay dos tipos de sistemas: abiertos y cerrados. Un sistema abierto es aquel en el que la energía se puede transferir entre el sistema y su entorno. El sistema de la estufa está abierto porque puede perder calor en el aire. Un sistema cerrado es aquel que no puede transferir energía a su entorno.

Los organismos biológicos son sistemas abiertos. Intercambios de energía entre ellos y su entorno, ya que consumen moléculas que almacenan energía y liberan energía al medio ambiente al realizar un trabajo. Como todas las cosas en el mundo físico, la energía está sujeta a las leyes de la física. Las leyes de la termodinámica gobiernan la transferencia de energía en y entre todos los sistemas del universo.

La primera ley de la termodinámica

La primera ley de la termodinámica se ocupa de la cantidad total de energía en el universo. Afirma que esta cantidad total de energía es constante. En otras palabras, siempre ha habido, y siempre habrá, exactamente la misma cantidad de energía en el universo. La energía existe en muchas formas diferentes. Según la primera ley de la termodinámica, la energía puede transferirse de un lugar a otro o transformarse en diferentes formas, pero no puede crearse ni destruirse. Las transferencias y transformaciones de energía ocurren a nuestro alrededor todo el tiempo. Las bombillas transforman la energía eléctrica en energía luminosa. Las estufas de gas transforman la energía química del gas natural en energía térmica. Las plantas realizan una de las transformaciones de energía biológicamente más útiles en la tierra: la de convertir la energía de la luz solar en la energía química almacenada dentro de las moléculas orgánicas (Revisión). (Figura) muestra ejemplos de transformaciones de energía.

El desafío para todos los organismos vivos es obtener energía de su entorno en formas que puedan transferir o transformar en energía utilizable para realizar su trabajo. Las células vivas han evolucionado para hacer frente a este desafío muy bien. La energía química almacenada dentro de moléculas orgánicas como azúcares y grasas se transforma a través de una serie de reacciones químicas celulares en energía dentro de las moléculas de ATP. La energía en las moléculas de ATP es fácilmente accesible para realizar el trabajo. Los ejemplos de los tipos de trabajo que las células deben realizar incluyen la construcción de moléculas complejas, el transporte de materiales, la activación del movimiento de los cilios o los flagelos, la contracción de las fibras musculares para crear movimiento y la reproducción.


La segunda ley de la termodinámica

Las tareas principales de una célula viva de obtener, transformar y usar energía para realizar un trabajo pueden parecer simples. Sin embargo, la segunda ley de la termodinámica explica por qué estas tareas son más difíciles de lo que parecen. Ninguna de las transferencias de energía que hemos discutido, junto con todas las transferencias y transformaciones de energía en el universo, es completamente eficiente. En cada transferencia de energía, se pierde cierta cantidad de energía en una forma inutilizable. En la mayoría de los casos, esta forma es energía térmica. Termodinámicamente, los científicos definen la energía térmica como la energía que se transfiere de un sistema a otro que no está funcionando. Por ejemplo, cuando un avión vuela por el aire, pierde parte de su energía como energía térmica debido a la fricción con el aire circundante. Esta fricción en realidad calienta el aire al aumentar temporalmente la velocidad de la molécula de aire. Asimismo, se pierde algo de energía en forma de energía térmica durante las reacciones metabólicas celulares. Esto es bueno para las criaturas de sangre caliente como nosotros, porque la energía térmica ayuda a mantener la temperatura de nuestro cuerpo. Estrictamente hablando, ninguna transferencia de energía es completamente eficiente, porque algo de energía se pierde en una forma inutilizable.

Un concepto importante en los sistemas físicos es el de orden y desorden (o aleatoriedad). Cuanta más energía pierde un sistema en su entorno, menos ordenado y más aleatorio será el sistema. Los científicos se refieren a la medida de aleatoriedad o desorden dentro de un sistema como entropía. Alta entropía significa alto desorden y baja energía ((Figura)). Para comprender mejor la entropía, piense en el dormitorio de un estudiante. Si no se pusiera energía o trabajo en él, la habitación se volvería desordenada rápidamente. Existiría en un estado muy desordenado, uno de alta entropía. Se debe poner energía en el sistema, en la forma de que el estudiante haga el trabajo y guarde todo, para devolver la habitación a un estado de limpieza y orden. Este estado es de baja entropía. Del mismo modo, un automóvil o una casa deben mantenerse constantemente con trabajo para mantenerlo en un estado ordenado. Si se deja sola, la entropía de una casa o automóvil aumenta gradualmente a través del óxido y la degradación. Las moléculas y las reacciones químicas también tienen cantidades variables de entropía. Por ejemplo, a medida que las reacciones químicas alcanzan un estado de equilibrio, la entropía aumenta y, a medida que las moléculas en una alta concentración en un lugar se difunden y se extienden, la entropía también aumenta.

Transferencia de energía y entropía resultante Realice un experimento sencillo para comprender cómo se transfiere la energía y cómo se produce un cambio en la entropía.

  1. Toma un bloque de hielo. Esta es agua en forma sólida, por lo que tiene un orden estructural alto. Esto significa que las moléculas no pueden moverse mucho y están en una posición fija. La temperatura del hielo es de 0 ° C. Como resultado, la entropía del sistema es baja.
  2. Deje que el hielo se derrita a temperatura ambiente. ¿Cuál es el estado actual de las moléculas en el agua líquida? ¿Cómo se produjo la transferencia de energía? ¿La entropía del sistema & # 8217s es mayor o menor? ¿Por qué?
  3. Calentar el agua hasta su punto de ebullición. ¿Qué sucede con la entropía del sistema & # 8217s cuando se calienta el agua?

Piense en todos los sistemas físicos de esta manera: los seres vivos están muy ordenados y requieren un aporte de energía constante para mantenerse en un estado de baja entropía. A medida que los sistemas vivos absorben moléculas que almacenan energía y las transforman mediante reacciones químicas, pierden cierta cantidad de energía utilizable en el proceso, porque ninguna reacción es completamente eficiente. También producen desechos y subproductos que no son fuentes de energía útiles. Este proceso aumenta la entropía del entorno del sistema. Dado que todas las transferencias de energía dan como resultado la pérdida de algo de energía utilizable, la segunda ley de la termodinámica establece que cada transferencia o transformación de energía aumenta la entropía del universo. A pesar de que los seres vivos están muy ordenados y mantienen un estado de baja entropía, la entropía del universo en total aumenta constantemente debido a la pérdida de energía utilizable con cada transferencia de energía que se produce. Esencialmente, los seres vivos están en una batalla cuesta arriba continua contra este aumento constante de la entropía universal.


Resumen de la sección

Al estudiar la energía, los científicos usan el término "sistema" para referirse a la materia y su entorno involucrados en las transferencias de energía. Todo lo que está fuera del sistema es el entorno. Las células individuales son sistemas biológicos. Podemos pensar que los sistemas tienen una cierta cantidad de orden. Se necesita energía para hacer que un sistema esté más ordenado. Cuanto más ordenado es un sistema, menor es su entropía. La entropía es una medida del desorden de un sistema. A medida que un sistema se vuelve más desordenado, menor es su energía y mayor es su entropía.

Las leyes de la termodinámica son una serie de leyes que describen las propiedades y los procesos de transferencia de energía. La primera ley establece que la cantidad total de energía en el universo es constante. Esto significa que la energía no se puede crear ni destruir, solo transferir o transformar. La segunda ley de la termodinámica establece que toda transferencia de energía implica alguna pérdida de energía en una forma inutilizable, como la energía térmica, lo que resulta en un sistema más desordenado. En otras palabras, ninguna transferencia de energía es completamente eficiente y todas las transferencias tienden al desorden.

Respuesta libre

Imagínese una granja de hormigas elaborada con túneles y pasadizos a través de la arena donde las hormigas viven en una gran comunidad. Ahora imagina que un terremoto sacudió el suelo y demolió la granja de hormigas. ¿En cuál de estos dos escenarios, antes o después del terremoto, el sistema de la granja de hormigas estaba en un estado de mayor o menor entropía?

La granja de hormigas tenía una entropía más baja antes del terremoto porque era un sistema muy ordenado. Después del terremoto, el sistema se volvió mucho más desordenado y tenía una entropía más alta.

Las transferencias de energía ocurren constantemente en las actividades diarias. Piense en dos escenarios: cocinar en una estufa y conducir. Explique cómo se aplica la segunda ley de la termodinámica a estos dos escenarios.

Mientras se cocina, la comida se calienta en la estufa, pero no todo el calor se destina a cocinar la comida, una parte se pierde como energía térmica en el aire circundante, lo que aumenta la entropía. Mientras conducen, los automóviles queman gasolina para hacer funcionar el motor y mover el automóvil. Esta reacción no es completamente eficiente, ya que algo de energía durante este proceso se pierde como energía térmica, por lo que el capó y los componentes debajo de él se calientan mientras el motor está encendido. Los neumáticos también se calientan debido a la fricción con el pavimento, que es una pérdida de energía adicional. Esta transferencia de energía, como todas las demás, también aumenta la entropía.

Glosario


Contenido

A diferencia de otras ramas, las ciencias formales no se preocupan por la validez de las teorías basadas en observaciones en el mundo real (conocimiento empírico), sino más bien por las propiedades de los sistemas formales basados ​​en definiciones y reglas. Por tanto, existe un desacuerdo sobre si las ciencias formales realmente constituyen una ciencia. Los métodos de las ciencias formales son, sin embargo, esenciales para la construcción y prueba de modelos científicos que se ocupan de la realidad observable, [6] y los principales avances en las ciencias formales a menudo han permitido importantes avances en las ciencias empíricas.

Lógica Editar

Lógica (del griego: λογική, logikḗ, 'poseedora de razón, intelectual, dialéctica, argumentativa') [7] [8] [nota 1] es el estudio sistemático de reglas válidas de inferencia, es decir, las relaciones que conducen a la aceptación de una proposición (la conclusión) sobre el base de un conjunto de otras proposiciones (premisas). De manera más amplia, la lógica es el análisis y la valoración de argumentos. [9]

Tradicionalmente ha incluido la clasificación de argumentos, la exposición sistemática de las formas lógicas, la validez y solidez del razonamiento deductivo, la fuerza del razonamiento inductivo, el estudio de pruebas e inferencias formales (incluidas paradojas y falacias) y el estudio de la sintaxis y la semántica.

Históricamente, la lógica se ha estudiado en filosofía (desde la antigüedad) y matemáticas (desde mediados del siglo XIX). Más recientemente, la lógica se ha estudiado en la ciencia cognitiva, que se basa en la informática, la lingüística, la filosofía y la psicología, entre otras disciplinas.

Matemáticas Editar

Matemáticas, en el sentido más amplio, es solo un sinónimo de ciencia formal, pero tradicionalmente matemáticas significa más específicamente la coalición de cuatro áreas: aritmética, álgebra, geometría y análisis, que son, en términos generales, el estudio de la cantidad, estructura, espacio y cambiar respectivamente.

Estadísticas Editar

Estadísticas es el estudio de la recopilación, organización e interpretación de datos. [10] [11] Se ocupa de todos los aspectos de esto, incluida la planificación de la recopilación de datos en términos del diseño de encuestas y experimentos. [10]

Un estadístico es alguien que está particularmente bien versado en las formas de pensar necesarias para la aplicación exitosa del análisis estadístico. Estas personas a menudo han adquirido esta experiencia trabajando en una amplia variedad de campos. También hay una disciplina llamada estadística matemática, que se ocupa de la base teórica de la asignatura.

La palabra Estadísticas, al referirse a la disciplina científica, es singular, como en "La estadística es un arte". [12] Esto no debe confundirse con la palabra estadística, refiriéndose a una cantidad (como media o mediana) calculada a partir de un conjunto de datos, [13] cuyo plural es Estadísticas ("esta estadística parece incorrecta" o "estas estadísticas son engañosas").

Teoría de sistemas Editar

Teoría de sistemas es el estudio transdisciplinario de sistemas en general, para dilucidar principios que puedan aplicarse a todo tipo de sistemas en todos los campos de investigación. El término aún no tiene un significado preciso y bien establecido, pero la teoría de sistemas puede considerarse razonablemente una especialización del pensamiento de sistemas y una generalización de la ciencia de sistemas. El término se origina en la Teoría General del Sistema (GST) de Bertalanffy y se usa en esfuerzos posteriores en otros campos, como la teoría de la acción de Talcott Parsons y la autopoiesis sociológica de Niklas Luhmann.

En este contexto la palabra sistemas se utiliza para referirse específicamente a los sistemas autorreguladores, es decir, que se autocorregyen a través de la retroalimentación. Los sistemas de autorregulación se encuentran en la naturaleza, incluidos los sistemas fisiológicos de nuestro cuerpo, en los ecosistemas locales y globales y en el clima.

Teoría de la decisión Editar

Teoría de la decisión (o la teoría de la elección no debe confundirse con la teoría de la elección) es el estudio de las elecciones de un agente. [14] La teoría de la decisión se puede dividir en dos ramas: la teoría normativa de la decisión, que analiza los resultados de las decisiones o determina las decisiones óptimas dadas las restricciones y supuestos, y la teoría descriptiva de la decisión, que analiza cómo los agentes realmente toman las decisiones que toman.

La teoría de decisiones está estrechamente relacionada con el campo de la teoría de juegos [15] y es un tema interdisciplinario, estudiado por economistas, estadísticos, psicólogos, biólogos, [16] científicos políticos y sociales, filósofos [17] e informáticos.

Las aplicaciones empíricas de esta rica teoría generalmente se realizan con la ayuda de métodos estadísticos y econométricos.

Informática teórica Editar

Ciencias de la computación teóricas (TCS) es un subconjunto de la informática y las matemáticas generales que se centra en temas más matemáticos de la informática e incluye la teoría de la computación.

Es difícil delimitar con precisión las áreas teóricas. El Grupo de Interés Especial de la ACM sobre Algoritmos y Teoría de la Computación (SIGACT) proporciona la siguiente descripción: [18]

Ciencias Naturales es una rama de la ciencia que se ocupa de la descripción, predicción y comprensión de los fenómenos naturales, basada en la evidencia empírica de la observación y la experimentación. Se utilizan mecanismos como la revisión por pares y la repetibilidad de los hallazgos para tratar de asegurar la validez de los avances científicos.

Las ciencias naturales se pueden dividir en dos ramas principales: ciencias de la vida y ciencias físicas. Las ciencias de la vida se conocen alternativamente como biología, y las ciencias físicas se subdividen en ramas: física, química, astronomía y ciencias de la Tierra. Estas ramas de las ciencias naturales se pueden dividir en ramas más especializadas (también conocidas como campos).

Ciencias físicas Editar

Ciencia física es un término que abarca las ramas de las ciencias naturales que estudian sistemas no vivos, en contraste con las ciencias de la vida. Sin embargo, el término "físico" crea una distinción no intencionada, algo arbitraria, ya que muchas ramas de la ciencia física también estudian los fenómenos biológicos. Existe una diferencia entre la ciencia física y la física.

Física Editar

Física (del griego antiguo: φύσις, romanizado: physis, iluminado. 'naturaleza') es una ciencia natural que involucra el estudio de la materia [nota 2] y su movimiento a través del espacio-tiempo, junto con conceptos relacionados como energía y fuerza. [20] En términos más generales, es el análisis general de la naturaleza, realizado para comprender cómo se comporta el universo. [21] [22] [nota 3]

La física es una de las disciplinas académicas más antiguas, quizás la más antigua por su inclusión de la astronomía. [nota 4] Durante los últimos dos milenios, la física fue parte de la filosofía natural junto con la química, ciertas ramas de las matemáticas y la biología, pero durante la Revolución Científica en el siglo XVI, las ciencias naturales surgieron como programas de investigación únicos en su propio Derecha. [nota 5] Ciertas áreas de investigación son interdisciplinarias, como la biofísica y la química cuántica, lo que significa que los límites de la física no están definidos de manera rígida. En los siglos XIX y XX, el fisicalismo surgió como un rasgo unificador principal de la filosofía de la ciencia, ya que la física proporciona explicaciones fundamentales para cada fenómeno natural observado. Las nuevas ideas en física a menudo explican los mecanismos fundamentales de otras ciencias, al tiempo que se abren a nuevas áreas de investigación en matemáticas y filosofía.

Química Editar

Química (la etimología de la palabra ha sido muy discutida) [nota 6] es la ciencia de la materia y los cambios que sufre. La ciencia de la materia también es abordada por la física, pero mientras que la física adopta un enfoque más general y fundamental, la química es más especializada y se preocupa por la composición, el comportamiento (o reacción), la estructura y las propiedades de la materia, así como los cambios. sufre durante las reacciones químicas. [23] [24] Es una ciencia física que estudia varias sustancias, átomos, moléculas y materia (especialmente a base de carbono). Ejemplos de subdisciplinas de la química incluyen: bioquímica, el estudio de sustancias que se encuentran en organismos biológicos, la química física, el estudio de procesos químicos utilizando conceptos físicos como la termodinámica y la mecánica cuántica y la química analítica, el análisis de muestras de materiales para comprender su composición química y estructura. En los últimos años han surgido muchas disciplinas más especializadas, p. Ej. neuroquímica el estudio químico del sistema nervioso.

Ciencias de la tierra Editar

Ciencia de la Tierra (también conocido como geociencia, las geociencias o las ciencias de la tierra) es un término que lo abarca todo para las ciencias relacionadas con el planeta Tierra. [25] Podría decirse que es un caso especial en la ciencia planetaria, ya que la Tierra es el único planeta con vida conocido. Existen enfoques tanto reduccionistas como holísticos de las ciencias de la Tierra. The formal discipline of Earth sciences may include the study of the atmosphere, hydrosphere, lithosphere, and biosphere, as well as the solid earth. Typically Earth scientists will use tools from physics, chemistry, biology, geography, chronology and mathematics to build a quantitative understanding of how the Earth system works, and how it evolved to its current state.

Geology Edit

Geología (from the Ancient Greek γῆ, ("earth") and -λoγία, -logia, ("study of", "discourse") [26] [27] ) is an Earth science concerned with the solid Earth, the rocks of which it is composed, and the processes by which they change over time. Geology can also include the study of the solid features of any terrestrial planet or natural satellite such as Mars or the Moon. Modern geology significantly overlaps all other Earth sciences, including hydrology and the atmospheric sciences, and so is treated as one major aspect of integrated Earth system science and planetary science.

Oceanography Edit

Oceanography, o marine science, is the branch of Earth science that studies the ocean. It covers a wide range of topics, including marine organisms and ecosystem dynamics ocean currents, waves, and geophysical fluid dynamics plate tectonics and the geology of the seafloor and fluxes of various chemical substances and physical properties within the ocean and across its boundaries. These diverse topics reflect multiple disciplines that oceanographers blend to further knowledge of the world ocean and understanding of processes within it: biology, chemistry, geology, meteorology, and physics as well as geography.

Meteorología Editar

Meteorología is the interdisciplinary scientific study of the atmosphere. Studies in the field stretch back millennia, though significant progress in meteorology did not occur until the 17th century. The 19th century saw breakthroughs occur after observing networks developed across several countries. After the development of the computer in the latter half of the 20th century, breakthroughs in weather forecasting were achieved.

Space Science or Astronomy Edit

Space science, o astronomía, is the study of everything in outer space. [28] This has sometimes been called astronomy, but recently astronomy has come to be regarded as a division of broader space science, which has grown to include other related fields, [29] such as studying issues related to space travel and space exploration (including space medicine), space archaeology [30] and science performed in outer space (see space research).

Life science Edit

Ciencias de la vida, también conocido como biología, is the natural science that studies life such as microorganisms, plants, and animals including human beings, – including their physical structure, chemical processes, molecular interactions, physiological mechanisms, development, and evolution. [31] Despite the complexity of the science, certain unifying concepts consolidate it into a single, coherent field. Biology recognizes the cell as the basic unit of life, genes as the basic unit of heredity, and evolution as the engine that propels the creation and extinction of species. Living organisms are open systems that survive by transforming energy and decreasing their local entropy [32] to maintain a stable and vital condition defined as homeostasis. [33]

Biochemistry Edit

Bioquímica, o biological chemistry, is the study of chemical processes within and relating to living organisms. [34] It is a sub-discipline of both biology and chemistry, and from a reductionist point of view it is fundamental in biology. Biochemistry is closely related to molecular biology, cell biology, genetics, and physiology.

Microbiology Edit

Microbiología is the study of microorganisms, those being unicellular (single cell), multicellular (cell colony), or acellular (lacking cells). Microbiology encompasses numerous sub-disciplines including virology, bacteriology, protistology, mycology, immunology and parasitology.

Botany Edit

Botánica, también llamado plant science(s), plant biology o phytology, is the science of plant life and a branch of biology. Traditionally, botany has also included the study of fungi and algae by mycologists and phycologists respectively, with the study of these three groups of organisms remaining within the sphere of interest of the International Botanical Congress. Nowadays, botanists (in the strict sense) study approximately 410,000 species of land plants of which some 391,000 species are vascular plants (including approximately 369,000 species of flowering plants), [35] and approximately 20,000 are bryophytes. [36]

Zoology Edit

Zoology ( / z oʊ ˈ ɒ l ə dʒ i / ) [note 7] is the branch of biology that studies the animal kingdom, including the structure, embryology, evolution, classification, habits, and distribution of all animals, both living and extinct, and how they interact with their ecosystems. The term is derived from Ancient Greek ζῷον, zōion, i.e. "animal" and λόγος, logos, i.e. "knowledge, study". [37] Some branches of zoology include: anthrozoology, arachnology, archaeozoology, cetology, embryology, entomology, helminthology, herpetology, histology, ichthyology, malacology, mammalogy, morphology, nematology, ornithology, palaeozoology, pathology, primatology, protozoology, taxonomy, and zoogeography.

Ecología Editar

Ecología (from Greek: οἶκος , "house", or "environment" -λογία , "study of") [note 8] is a branch of biology [38] concerning interactions among organisms and their biophysical environment, which includes both biotic and abiotic components. Topics of interest include the biodiversity, distribution, biomass, and populations of organisms, as well as cooperation and competition within and between species. Ecosystems are dynamically interacting systems of organisms, the communities they make up, and the non-living components of their environment. Ecosystem processes, such as primary production, pedogenesis, nutrient cycling, and niche construction, regulate the flux of energy and matter through an environment. These processes are sustained by organisms with specific life history traits.

Social science is the branch of science devoted to the study of societies and the relationships among individuals within those societies. The term was formerly used to refer to the field of sociology, the original "science of society", established in the 19th century. In addition to sociology, it now encompasses a wide array of academic disciplines, including anthropology, archaeology, economics, human geography, linguistics, political science, and psychology.

Positivist social scientists use methods resembling those of the natural sciences as tools for understanding society, and so define science in its stricter modern sense. Interpretivist social scientists, by contrast, may use social critique or symbolic interpretation rather than constructing empirically falsifiable theories, and thus treat science in its broader sense. In modern academic practice, researchers are often eclectic, using multiple methodologies (for instance, by combining both quantitative and qualitative research). The term "social research" has also acquired a degree of autonomy as practitioners from various disciplines share in its aims and methods.

Applied science is the use of existing scientific knowledge to practical goals, like technology or inventions.

Within natural science, disciplines that are basic science develop basic información to explain and perhaps predict phenomena in the natural world. Applied science is the use of scientific processes and knowledge as the means to achieve a particularly practical or useful result. This includes a broad range of applied science-related fields, including engineering and medicine.

Applied science can also apply formal science, such as statistics and probability theory, as in epidemiology. Genetic epidemiology is an applied science applying both biological and statistical methods.

The relationships between the branches of science are summarized by the following table [39]


How Organisms Acquire Energy in a Food Web

All living things require energy in one form or another. Energy is used by most complex metabolic pathways (usually in the form of ATP), especially those responsible for building large molecules from smaller compounds. Living organisms would not be able to assemble macromolecules (proteins, lipids, nucleic acids, and complex carbohydrates) from their monomers without a constant energy input.

Food-web diagrams illustrate how energy flows directionally through ecosystems. They can also indicate how efficiently organisms acquire energy, use it, and how much remains for use by other organisms of the food web. Energy is acquired by living things in two ways: autotrophs harness light or chemical energy and heterotrophs acquire energy through the consumption and digestion of other living or previously living organisms.

Photosynthetic and chemosynthetic organisms are autotrophs , which are organisms capable of synthesizing their own food (more specifically, capable of using inorganic carbon as a carbon source). Photosynthetic autotrophs ( photoautotrophs ) use sunlight as an energy source, and chemosynthetic autotrophs ( chemoautotrophs ) use inorganic molecules as an energy source. Autotrophs are critical for most ecosystems: they are the producer trophic level. Without these organisms, energy would not be available to other living organisms, and life itself would not be possible.

Photoautotrophs, such as plants, algae, and photosynthetic bacteria, are the energy source for a majority of the world’s ecosystems. These ecosystems are often described by grazing and detrital food webs. Photoautotrophs harness the Sun’s solar energy by converting it to chemical energy in the form of ATP (and NADP). The energy stored in ATP is used to synthesize complex organic molecules, such as glucose. The rate at which photosynthetic producers incorporate energy from the Sun is called gross primary productivity . However, not all of the energy incorporated by producers is available to the other organisms in the food web because producers must also grow and reproduce, which consumes energy. Net primary productivity is the energy that remains in the producers after accounting for these organisms’ respiration and heat loss. The net productivity is then available to the primary consumers at the next trophic level.

Chemoautotrophs are primarily bacteria and archaea that are found in rare ecosystems where sunlight is not available, such as those associated with dark caves or hydrothermal vents at the bottom of the ocean ([Figure 6 ]). Many chemoautotrophs in hydrothermal vents use hydrogen sulfide (H2S), which is released from the vents as a source of chemical energy this allows them to synthesize complex organic molecules, such as glucose, for their own energy and, in turn, supplies energy to the rest of the ecosystem.

Figure 6: Swimming shrimp, a few squat lobsters, and hundreds of vent mussels are seen at a hydrothermal vent at the bottom of the ocean. As no sunlight penetrates to this depth, the ecosystem is supported by chemoautotrophic bacteria and organic material that sinks from the ocean’s surface. This picture was taken in 2006 at the submerged NW Eifuku volcano off the coast of Japan by the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). The summit of this highly active volcano lies 1535 m below the surface.


Ecological Pyramids

Ecological pyramids, which can be inverted or upright, depict biomass, energy, and the number of organisms in each trophic level.

Objetivos de aprendizaje

Explain the shape and structure of the ecological pyramid

Conclusiones clave

Puntos clave

  • Pyramids of numbers can be either upright or inverted, depending on the ecosystem.
  • Pyramids of biomass measure the amount of energy converted into living tissue at the different trophic levels.
  • The English Channel ecosystem exhibits an inverted biomass pyramid since the primary producers make up less biomass than the primary consumers.
  • Pyramid ecosystem modeling can also be used to show energy flow through the trophic levels pyramids of energy are always upright since energy decreases at each trophic level.
  • All types of ecological pyramids are useful for characterizing ecosystem structure however, in the study of energy flow through the ecosystem, pyramids of energy are the most consistent and representative models of ecosystem structure.

Términos clave

  • ecological pyramid: diagram that shows the relative amounts of energy or matter or numbers of organisms within each trophic level in a food chain or food web

Modeling ecosystems energy flow: ecological pyramids

The structure of ecosystems can be visualized with ecological pyramids, which were first described by the pioneering studies of Charles Elton in the 1920s. Ecological pyramids show the relative amounts of various parameters (such as number of organisms, energy, and biomass) across trophic levels. Ecological pyramids can also be called trophic pyramids or energy pyramids.

Pyramids of numbers can be either upright or inverted, depending on the ecosystem. A typical grassland during the summer has an upright shape since it has a base of many plants, with the numbers of organisms decreasing at each trophic level. However, during the summer in a temperate forest, the base of the pyramid consists of few trees compared with the number of primary consumers, mostly insects. Because trees are large, they have great photosynthetic capability and dominate other plants in this ecosystem to obtain sunlight. Even in smaller numbers, primary producers in forests are still capable of supporting other trophic levels.

Ecological pyramids: Ecological pyramids depict the (a) biomass, (b) number of organisms, and (c) energy in each trophic level.

Another way to visualize ecosystem structure is with pyramids of biomass. This pyramid measures the amount of energy converted into living tissue at the different trophic levels. Using the Silver Springs ecosystem example, this data exhibits an upright biomass pyramid, whereas the pyramid from the English Channel example is inverted. The plants (primary producers) of the Silver Springs ecosystem make up a large percentage of the biomass found there. However, the phytoplankton in the English Channel example make up less biomass than the primary consumers, the zooplankton. As with inverted pyramids of numbers, the inverted biomass pyramid is not due to a lack of productivity from the primary producers, but results from the high turnover rate of the phytoplankton. The phytoplankton are consumed rapidly by the primary consumers, which minimizes their biomass at any particular point in time. However, since phytoplankton reproduce quickly, they are able to support the rest of the ecosystem.

Pyramid ecosystem modeling can also be used to show energy flow through the trophic levels. Pyramids of energy are always upright, since energy is lost at each trophic level an ecosystem without sufficient primary productivity cannot be supported. All types of ecological pyramids are useful for characterizing ecosystem structure. However, in the study of energy flow through the ecosystem, pyramids of energy are the most consistent and representative models of ecosystem structure.


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Matter is the substance of which all material is made. That means objects which have mass. Energy is used in science to describe how much potential a physical system has to change. In physics, energy is a property of matter. It can be transferred between objects, and converted in form. It cannot be created or destroyed.

See the fact file below for more information about matter and energy or alternatively you can download our comprehensive worksheet pack to utilise within the classroom or home environment

  • Everything in the Universe is made up of matter and energy.
  • Matter is anything that has mass and occupies space.
  • Matter describes the physical things around us: the earth, the air you breathe, your pencil. Matter is made up of particles called atoms and molecules. Atoms are particles of elements – substances that cannot be broken down further.
  • There are currently 109 known elements, but obviously there are more than 109 different substances in the universe. This is because atoms of elements can combine with one another to form compounds.
  • There are 4 fundamental states of matter: solid, liquid, gas and plasma.
  • Energy is the ability to cause change or do work.
  • Some forms of energy include light, heat, chemical, nuclear, electrical energy and mechanical energy.
  • There are two main types of energy: potential and kinetic. Potential energy is energy that is stored, while kinetic energy is energy in use.
  • In order for electrical energy to flow, it must follow a complete path through a circuit.
  • Dark matter refers to material that can’t be detected by their emitted radiation but whose presence can be inferred from gravitational effects on visible matter, like stars and galaxies. Dark energy, or negative energy, is the energy found in space.

For more information, visit A Level Chemistry.

Matter and Energy Worksheets

This bundle contains 11 ready-to-use Matter and Energy Worksheets that are perfect for students who want to learn more about Matter which is the substance of which all material is made. That means objects which have mass. Energy is used in science to describe how much potential a physical system has to change. In physics, energy is a property of matter.

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  • Old to New
  • Dark Matter Fiction
  • Let There Be Light
  • Everyday Energy
  • Next Big Thing

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Use With Any Curriculum

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Chapter 48 - Ecosystems and Human Interference

First Law of Thermodynamics: Energy can be changed from one form to another, but it cannot be created or destroyed. The total amount of energy and matter in the Universe remains constant, merely changing from one form to another. Energy is always conserved, it cannot be created or destroyed. (This is often called the Law of Conservation of Energy)

Second Law of Thermodynamics: in all energy exchanges, if no energy enters or leaves the system, the potential energy of an end state will be less than its starting state. This is called ENTROPY. Living things must add energy to their systems to maintain order and life.

Food Webs and Food Chains

Food webs illustrate how energy is transferred in an ecosystem.

Ecological Pyramids also illustrate relationships

Pyramids also illustrate the relative numbers of species.

In any system, there will be more individuals lower on a food chain. An ecosystem can only support a small number of top predators.


Matter and Energy in Biology# - Biology

Web de diversidad animal
An extraordinary site from the University of Michigan

The Ocean Planet
An exhibition about our planet and its oceans, sponsored by NASA

Texas Parks and Wildlife
Extensive information about Texas wildlife and natural regions of the state.

Chapter 3
The Biosphere

In this chapter, students will will read about how the biologists called ecologists study the relationships among organisms in the living part of the Earth's environment, called the biosphere. You will also discover how energy and nutrients flow through the biosphere The links below lead to additional resources to help you with this chapter. Éstos incluyen Hot Links to Web sites related to the topics in this chapter, the Take It to the Net activities referred to in your textbook, a Self-Test you can use to test your knowledge of this chapter, and Teaching Links that instructors may find useful for their students.

Hot Links Take it to the Net
Chapter Self-Test Teaching Links


What are Web Codes?
Web Codes for Chapter 3:
Active Art: The Water Cycle
Miller & Levine: Exploring Ecology from Space
SciLinks: Energy Pyramids
SciLinks: Cycles of Matter
Self-Test

Section 3-1: What Is Ecology?
To understand the various relationships within the biosphere, ecologists ask questions about events and organisms that range in complexity from a single individual to a population, community, ecosystem, or biome, or to the entire biosphere.
Scientists conduct modern ecological research according to three basic approaches: observing, experimenting, and modeling. All of these approaches rely on the application of scientific methods to guide ecological inquiry.


Section 3-2: Energy Flow
Sunlight is the main energy source for life on Earth. In a few ecosystems, some organisms rely on the energy stored in inorganic chemical compounds.
Energy flows through an ecosystem in one direction, from the sun or inorganic compounds to autotrophs (producers) and then to various heterotrophs (consumers).
Only about 10 percent of the energy available within one trophic level is transferred to organisms at the next trophic level.


Section 3-3: Cycles of Matter
Unlike the one-way flow of energy, matter is recycled within and between ecosystems.
Every living organism needs nutrients to build tissues and carry out essential life functions. Like water, nutrients are passed between organisms and the environment through biogeochemical cycles.


Ver el vídeo: Materia y energía en los ecosistemas, primero medio - Biología (Julio 2022).


Comentarios:

  1. Bromleigh

    Disculpe que los interrumpa, también me gustaría expresar mi opinión.



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