Secuencia didáctica: del proceso de nutrición a la cadena alimentaria

Área: Ciencias Naturales

Nivel: Secundaria, 12 a 15 años

Duración total: 120 minutos, distribuidos en una sesión de dos horas

Contenido central: Nutrición autótrofa y heterótrofa, fotosíntesis y relaciones alimentarias.

Propósito de aprendizaje

Al finalizar la secuencia, el estudiante diferenciará la nutrición autótrofa de la heterótrofa al comparar sus fuentes de materia y energía, relacionará la fotosíntesis con la producción de materia orgánica en las plantas, clasificará correctamente plantas, animales, hongos y bacterias, y justificará sus decisiones mediante evidencias en una cadena alimentaria.

Ideas científicas clave

• La nutrición es el conjunto de procesos mediante los cuales los seres vivos obtienen materia y energía, las transforman y las utilizan para vivir, crecer y reproducirse.
• La alimentación es solamente la incorporación de alimentos. Por eso, no debe confundirse la nutrición de los seres vivos con la alimentación humana.
• En la nutrición autótrofa, el organismo produce materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas, como agua y dióxido de carbono, utilizando una fuente de energía.
• Las plantas realizan fotosíntesis: emplean luz, agua y dióxido de carbono para producir glucosa, una sustancia orgánica que contiene energía química. También liberan oxígeno.
• En la nutrición heterótrofa, el organismo obtiene materia orgánica ya elaborada a partir de otros seres vivos, sus restos o sus productos.
• Los animales y los hongos son ejemplos de organismos heterótrofos. Muchas bacterias también lo son, aunque existen bacterias autótrofas, como algunas cianobacterias.
• En una cadena alimentaria, los organismos autótrofos suelen actuar como productores; los animales, como consumidores; y los hongos y muchas bacterias, como descomponedores. Productores, consumidores y descomponedores cumplen funciones relacionadas con la nutrición.

Materiales y recursos

• Pizarra o papelógrafo y marcadores.
• Hojas de trabajo o cuadernos.
• Tarjetas con organismos y situaciones: árbol, pasto, maíz, alga, conejo, oruga, águila, hongo, bacteria descomponedora, cianobacteria, entre otros.
• Tarjetas o rótulos con las palabras: luz, agua, dióxido de carbono, materia orgánica, restos, productor, consumidor y descomponedor.
• Flechas de papel o tiras de cartulina para construir cadenas alimentarias.
• Ficha de salida individual.
• Recurso visual opcional: imagen impresa o proyección de una planta, un animal, un hongo y una bacteria. No se requiere conexión a internet.

Secuencia de actividades

Actividad 1. ¿Nutrición es lo mismo que alimentación?

Tiempo: 20 minutos

Objetivo parcial: Diferenciar inicialmente los conceptos de nutrición y alimentación, identificando que todos los seres vivos necesitan obtener materia y energía.

Organización: Trabajo individual breve y discusión en parejas o grupos de tres.

Pasos

1. Situación inicial del docente, 3 minutos: Presenta la pregunta: “Si una planta no come como una persona, ¿cómo obtiene la materia y la energía que necesita para vivir?” Registra algunas respuestas sin corregirlas todavía.

2. Exploración individual, 5 minutos: Solicita que respondan en el cuaderno:

   • ¿Qué necesita una persona para vivir?
   • ¿Qué necesita una planta para crecer?
   • ¿Un hongo se alimenta igual que una planta?
   • ¿Qué significa para ti la palabra nutrición?

3. Comparación en parejas, 7 minutos: Los estudiantes comparan sus respuestas y elaboran una primera diferencia entre alimentación y nutrición.

4. Puesta en común, 5 minutos: El docente organiza las ideas en dos columnas:

   Alimentación	Nutrición
   Incorporación de alimentos.	Obtención, transformación y utilización de materia y energía.
   Es evidente en los animales y las personas.	Ocurre en todos los seres vivos, incluidas las plantas, los hongos y las bacterias.

Preguntas guía:

• ¿Por qué una planta necesita nutrición aunque no ingiera alimentos como una persona?
• ¿Qué materiales del ambiente incorpora una planta?
• ¿Todos los seres vivos obtienen la materia orgánica de la misma manera?
• ¿Qué evidencia nos permitiría saber cómo se nutre un organismo?

Acciones del docente: Recuperar ideas previas, distinguir alimentación de nutrición y evitar presentar todavía las definiciones como memorización aislada.

Acciones del estudiante: Expresar sus ideas, comparar respuestas, formular una primera explicación y escuchar argumentos diferentes.

Transición: Antes de pasar a la siguiente actividad, verifica que los estudiantes comprendan que la nutrición ocurre en todos los seres vivos y que la alimentación es solo una forma de incorporar materia, principalmente en los organismos heterótrofos. Si aún dicen que las plantas “no se nutren”, solicita que mencionen qué incorporan del ambiente para crecer.

Actividad 2. Comparación paso a paso: nutrición autótrofa, fotosíntesis y nutrición heterótrofa

Tiempo: 35 minutos

Objetivo parcial: Comparar la nutrición autótrofa y heterótrofa considerando la fuente de materia, la fuente de energía y la producción o incorporación de materia orgánica.

Organización: Equipos de cuatro estudiantes.

Pasos

1. Construcción del proceso autótrofo, 12 minutos: Entrega a cada equipo tarjetas con las palabras luz, agua, dióxido de carbono, hojas, glucosa, materia orgánica y oxígeno. Los estudiantes deben ordenarlas para explicar qué ocurre en una planta.

   La secuencia esperada es: las hojas captan luz; las raíces incorporan agua y sales minerales; las hojas toman dióxido de carbono del aire; con la energía de la luz, la planta produce glucosa; la glucosa es materia orgánica que puede utilizarse para obtener energía y formar tejidos; se libera oxígeno.

2. Explicación breve del docente, 8 minutos: Formaliza el proceso mediante una representación sencilla:

   Agua + dióxido de carbono + energía luminosa → glucosa + oxígeno

   Aclara que la glucosa es materia orgánica producida por la planta. La planta no “fabrica energía”; transforma la energía luminosa en energía química almacenada en sustancias orgánicas. Además, la planta utiliza la glucosa y otras sustancias para crecer, reparar estructuras y realizar sus funciones vitales.

3. Construcción del proceso heterótrofo, 8 minutos: Los equipos ordenan una segunda secuencia:

   Alimento o materia orgánica disponible → incorporación o absorción → digestión o descomposición → obtención de sustancias y energía

   Relacionan esta secuencia con un animal que come una planta y con un hongo que obtiene nutrientes de restos orgánicos.

4. Cuadro comparativo, 7 minutos: Cada equipo completa el cuadro:

   Aspecto	Nutrición autótrofa	Nutrición heterótrofa
   Fuente principal de carbono o materia	Dióxido de carbono y otras sustancias inorgánicas.	Materia orgánica de otros seres vivos, sus restos o productos.
   Fuente de energía	Luz en la fotosíntesis o energía de reacciones químicas en algunos organismos.	Energía química contenida en la materia orgánica obtenida.
   ¿Produce materia orgánica?	Sí, por ejemplo, glucosa durante la fotosíntesis.	No la produce desde sustancias inorgánicas; obtiene materia orgánica ya elaborada.
   Ejemplos	Plantas, algas y algunas bacterias.	Animales, hongos y muchas bacterias.

Preguntas guía:

• ¿De dónde obtiene la planta el carbono con el que forma glucosa?
• ¿Por qué la luz es importante para la nutrición autótrofa de una planta?
• ¿Un animal produce su alimento orgánico a partir de dióxido de carbono? ¿Qué evidencia apoya tu respuesta?
• ¿Por qué un hongo es heterótrofo aunque no se desplace para buscar alimento?
• ¿Una planta deja de ser autótrofa porque también necesita oxígeno para respirar? Explica.

Acciones del docente: Guiar el ordenamiento de las tarjetas, relacionar explícitamente fotosíntesis con nutrición autótrofa, corregir la idea de que “autótrofo significa que no necesita nada” y destacar que las plantas también respiran y utilizan la materia orgánica que producen.

Acciones del estudiante: Organizar procesos, justificar el orden elegido, completar el cuadro comparativo y explicar las diferencias con vocabulario científico básico.

Transición: Antes de pasar a la siguiente actividad, verifica que cada estudiante pueda completar oralmente esta frase: “La nutrición autótrofa se diferencia de la heterótrofa porque…” La respuesta debe incluir, al menos, la fuente de materia orgánica y la relación con la fotosíntesis.

Actividad 3. Clasificación de organismos con evidencias

Tiempo: 30 minutos

Objetivo parcial: Clasificar organismos de distintos ambientes como autótrofos o heterótrofos y justificar la clasificación con evidencias sobre la obtención de materia y energía.

Organización: Equipos de cuatro estudiantes.

Pasos

1. Clasificación inicial, 10 minutos: Entrega tarjetas con los siguientes organismos:

   • Pasto.
   • Maíz.
   • Árbol de un bosque.
   • Alga de un estanque.
   • Conejo.
   • Oruga.
   • Águila.
   • Hongo que crece sobre un tronco.
   • Bacteria que descompone restos de hojas.
   • Cianobacteria que realiza fotosíntesis.

   Los estudiantes colocan cada tarjeta en una de dos categorías: nutrición autótrofa o nutrición heterótrofa.

2. Justificación con evidencia, 12 minutos: Para cada organismo, completan una ficha:

   • Organismo: ¿cuál es?
   • Tipo de nutrición: ¿autótrofa o heterótrofa?
   • Materia que utiliza: ¿sustancias inorgánicas o materia orgánica?
   • Fuente de energía: ¿luz o energía química de materia orgánica?
   • Evidencia: “Lo clasificamos así porque…”.

3. Revisión entre equipos, 8 minutos: Un equipo intercambia dos tarjetas con otro equipo y revisa si la clasificación está justificada. Si no está de acuerdo, debe formular una pregunta o presentar una evidencia, no solamente decir “está mal”.

Preguntas guía:

• ¿Qué característica permite clasificar al pasto y al árbol como autótrofos?
• ¿Por qué el conejo y el águila son heterótrofos?
• ¿Cómo obtiene nutrientes un hongo que crece sobre un tronco?
• ¿Todas las bacterias tienen el mismo tipo de nutrición? ¿Qué muestran los ejemplos de la actividad?
• ¿Es suficiente observar si un organismo se mueve para identificar su tipo de nutrición? ¿Por qué?

Acciones del docente: Solicitar evidencias y no aceptar únicamente respuestas basadas en la apariencia. Recordar que “productor” y “consumidor” describen funciones en una cadena alimentaria, mientras que “autótrofo” y “heterótrofo” describen la forma de obtener materia y energía.

Acciones del estudiante: Clasificar, argumentar, revisar el trabajo de otros equipos y modificar sus decisiones cuando aparezcan evidencias mejores.

Transición: Antes de pasar a la actividad final, verifica que los estudiantes puedan justificar al menos cuatro clasificaciones usando la estructura: “Es __________ porque obtiene la materia __________ y la energía __________”. Si solo repiten “es planta” o “es animal”, pide que expliquen el proceso mediante el cual obtiene materia.

Actividad 4. De los tipos de nutrición a la cadena alimentaria

Tiempo: 35 minutos

Objetivo parcial: Relacionar la nutrición autótrofa y heterótrofa con las funciones de productores, consumidores y descomponedores en una cadena alimentaria, justificando las relaciones mediante evidencias.

Organización: Equipos de cuatro o cinco estudiantes y cierre individual.

Pasos

1. Construcción de una cadena, 12 minutos: Cada equipo recibe tarjetas de un ecosistema de pastizal:

   Pasto → saltamontes → rana → serpiente → águila

   También recibe las tarjetas hongo y bacterias descomponedoras. Debe incluirlas conectándolas con los restos de todos los organismos.

2. Identificación de funciones, 8 minutos: Los estudiantes rotulan:

   • El pasto como productor y organismo autótrofo.
   • El saltamontes, la rana, la serpiente y el águila como consumidores y organismos heterótrofos.
   • El hongo y las bacterias como descomponedores y, en estos ejemplos, organismos heterótrofos.

3. Explicación basada en evidencias, 8 minutos: Cada equipo prepara una explicación breve respondiendo:

   • ¿Por qué el pasto ocupa el primer nivel?
   • ¿Cómo se relaciona la fotosíntesis con el resto de la cadena?
   • ¿Por qué los animales dependen, directa o indirectamente, de los productores?
   • ¿Qué función cumplen los hongos y las bacterias descomponedoras?

4. Presentaciones rápidas, 4 minutos: Dos o tres equipos presentan su cadena y una justificación. El docente recoge coincidencias y corrige relaciones incorrectas.

5. Ficha de salida individual, 3 minutos: Cada estudiante responde:

   1. Explica con tus palabras una diferencia entre nutrición autótrofa y heterótrofa.
   2. ¿Por qué una planta es autótrofa? Incluye la palabra fotosíntesis.
   3. Clasifica un hongo y una cianobacteria. Justifica cada caso.
   4. En la cadena pasto → saltamontes → rana, identifica productor y consumidores.

Acciones del docente: Facilitar la construcción de la cadena, destacar que las flechas representan el paso de materia y energía, vincular productores con nutrición autótrofa y consumidores/descomponedores con nutrición heterótrofa, y evaluar la explicación individual.

Acciones del estudiante: Construir la cadena, ubicar funciones, explicar dependencias entre organismos y responder individualmente con evidencias.

Cierre y evaluación formativa

Durante los últimos minutos, el docente retoma la pregunta inicial: “Si una planta no come como una persona, ¿cómo obtiene la materia y la energía que necesita para vivir?”

La respuesta esperada es que la planta realiza nutrición autótrofa: toma agua, dióxido de carbono y sales minerales del ambiente y utiliza la energía luminosa en la fotosíntesis para producir materia orgánica, como la glucosa. Esa materia le permite obtener energía y formar sus estructuras. Los animales, los hongos y muchas bacterias realizan nutrición heterótrofa porque incorporan materia orgánica ya elaborada de otros organismos o de sus restos.

Criterios de evaluación

Escala de valoración rápida

Errores conceptuales que se atenderán durante la secuencia

• “Las plantas no se alimentan, por lo tanto no se nutren.” Corrección: las plantas sí se nutren; obtienen sustancias del ambiente, producen materia orgánica y utilizan energía.
• “Autótrofo significa que no necesita nada.” Corrección: los organismos autótrofos necesitan agua, dióxido de carbono, minerales y una fuente de energía.
• “La planta obtiene su alimento del suelo.” Corrección: del suelo obtiene agua y sales minerales; la materia orgánica, como la glucosa, se produce principalmente mediante la fotosíntesis.
• “La fotosíntesis es solamente respirar.” Corrección: la fotosíntesis produce materia orgánica usando energía luminosa; la respiración celular permite obtener energía a partir de sustancias orgánicas.
• “Todos los organismos verdes son consumidores porque necesitan alimentarse.” Corrección: las plantas son productores por su capacidad de producir materia orgánica; también pueden consumir la materia orgánica que fabrican.
• “Todas las bacterias son heterótrofas.” Corrección: muchas lo son, pero algunas, como las cianobacterias, realizan fotosíntesis y presentan nutrición autótrofa.