Universidad Nacional Autónoma de México.
Colegio de Ciencias y Humanidades plantel Sur.
Biología IV
Dra. María Eugenia Tovar
Alumno: Dalia Escarlet Hernández Torres.
Grupo: 628.
*Consumo de oxígeno durante la respiración de semillas de frijol y lombrices
Preguntas generadoras:
1. ¿Las plantas respiran?
Recordemos que el proceso respiratorio se lleva a cabo a nivel celular y las células de las plantas respiran de igual manera que las del humano.
2. ¿La respiración en las plantas es similar a la que realizamos los animales?
Porsupuesto que es similar ya que es a nivel celular, lo que cambia es el mecanismo respiratorio.
3. ¿Qué partes de las plantas respiran?
Los estomas, lenticelasy raices.
*Planteamiento de la hipótesis:
Los animales y las plantas respiramos por mecanismos distintos, pero la similitud esta en que ambos necesitamos consumir oxígeno y liberar energía. En este caso las lombrices respirarán más que las semilla de frijol pues su cantidad de células es mayor, y hay más actividad en las lombrices ya que están en movimiento y requieren de más energía que un ser vivo que se mantiene sin movimiento.
*Introducción:
La captación de oxígeno del medio es un proceso imprescindible para la respiración, las moléculas de este elemento que entran al cuerpo de los organismos son movilizadas hasta las células donde participan en el desdoblamiento de moléculas orgánicas para liberar energía. Todos los seres vivos requieren de esta energía para realizar sus actividades, por tanto todos necesitan consumir oxígeno para obtenerla.
En el laboratorio el consumo de oxígeno durante la respiración puede medirse empleando un dispositivo llamado respirómetro. En este dispositivo, los cambios de presión causados por el consumo de oxígeno pueden ser indicados por el movimiento de un colorante colocado en un tubo capilar que se conecta directamente al respirómetro el cual contendrá organismos vivos. El líquido en el tubo capilar se moverá acercándose o alejándose del respirómetro como una respuesta al cambio en el volumen de lo gases dentro de él.
Objetivos:
• Medir el consumo de oxígeno (velocidad de respiración) durante la respiración de semillas de fríjol y lombrices empleando para ello un dispositivo llamado respirómetro.
• Reconocer que todos los seres vivos necesitan consumir oxígeno para liberar energía.
• Reconocer que la respiración es similar entre en plantas y animales.
Material:
3 matraces Erlenmeyer de 250 ml
3 trozos de tubo de vidrio doblado en un ángulo de 90° (en forma de L)
3 tapones para matraz del No. 6 con una perforación del tamaño del tubo de vidrio
1 pipeta Pasteur
1 regla milimétrica de plástico
1 pinzas de disección
1 probeta de 50 ml
1 gasa
1 paquete de algodón chico
Cera de Campeche
1 hoja blanca
Diurex
Hilo
Material biológico:
Semillas germinadas de frijol
10 lombrices de tierra
Sustancias:
Solución de rojo congo al 1%
200 ml de NaOH 0.25
Procedimiento:
A) Para medir el consumo de oxígeno en la respiración de las semillas de fríjol:
Cinco días antes de la actividad experimental coloca 50 semillas de fríjol a remojar durante toda una noche, desecha el agua y colócalas sobre una toalla de papel húmedo. Mantenlas en un lugar fresco y con luz.
Pesa dos porciones de 30 gramos de semillas de fríjol germinadas. Coloca una de estas porciones en un vaso de precipitados de 400 ml. y ponla a hervir durante 5 minutos en una parrilla con agitador magnético. Después de este tiempo retira las semillas del agua y déjalas que se enfríen.
Toma los tapones de hule perforados y con cuidado introduce en estas perforaciones los tubos de vidrio en forma de L. Utiliza jabón o aceite para que sea más fácil el desplazamiento de los tubos, sosteniendo el tubo lo más cerca al tapón.
Toma dos matraces Erlenmeyer de 250 ml y coloca en el fondo de cada uno, una base de algodón que tendrás que humedecer con 20 ml de NaOH 0.25 N. Después coloca sobre esta capa humedecida otra capa algodón de aproximadamente 3 cm de espesor y agrega en cada matraz las porciones de semillas que pesaste anteriormente. Tapa rápidamente los matraces con los tapones de hule que tienen insertados los tubos de vidrio, para evitar que haya fugas coloca alrededor del tapón cera de Campeche. Al matraz que contenga la porción de semillas hervidas rotúlalo con la leyenda “control”.
NOTA:
Evita que las semillas tengan contacto con la solución de NaOH, esta sustancia absorberá el CO2 que produzcan las semillas durante la respiración. Los cambios de presión que se den en el interior del matraz serán ocasionados por el oxígeno que se está consumiendo.
En un pedazo de hoja blanca marca una longitud de 15 cms, centímetro a centímetro. Recórtala y pégala sobre la parte libre del tubo de vidrio (deberás hacer esto para los dos matraces). Observa en el esquema como debe quedar montado el respirómetro.
Con la pipeta Pasteur coloca con cuidado una gota de rojo congo en el extremo de la parte libre del tubo de vidrio en forma de L. Espera dos minutos y observa el desplazamiento de la gota del colorante a través del tubo de vidrio, con la graduación que pegaste en él podrás medir este desplazamiento.
Durante los siguientes 20 minutos registra la distancia del desplazamiento del colorante en intervalos de 2 minutos. Si el movimiento del colorante es muy rápido deberás iniciar nuevamente las lecturas en intervalos de tiempo más cortos.
Utiliza una tabla como la siguiente para registrar tus datos:
Tiempo (min) Desplazamiento (cm)
5 minutos 1
10 minutos 1.5
15 minutos 2
B) Para medir el consumo de oxígeno en la respiración de las lombrices.
Coloca las lombrices dentro de un matraz Erlenmeyer de 250 ml.
Humedece un pedazo de algodón con NaOH 0.25 N, envuélvelo en una gasa ajustándolo ligeramente con hilo dejando un pedazo de aproximadamente 10 cm.
Prepara el tapón para matraz con el tubo de vidrio en forma de L como se explicó anteriormente. Mete el algodón con NaOH y suspéndelo del pedazo de hilo, evita que el algodón tenga contacto con las lombrices. Sujeta el algodón con el hilo y coloca rápidamente el tapón. Sella con cera de Campeche para evitar posibles fugas (observa el esquema).
En un pedazo de hoja blanca marca una longitud de 15 cm, centímetro a centímetro. Recórtala y pégala sobre la parte libre del tubo de vidrio. En el extremo de esta parte coloca con la pipeta Pasteur 1 o 2 gotas de rojo congo, espera dos minutos y registra el avance del colorante a través del tubo de vidrio en intervalos de 5 min durante 1 hora. Anota tus datos en la siguiente tabla:
Tiempo (min) Desplazamiento (cm)
5 2
10 2.5
15 3
Resultados:
Con los datos obtenidos elabora una gráfica del consumo de oxígeno tanto de las semillas de fríjol control como experimental en las lombrices. Anota en el eje de la “Y” el tiempo en minutos y en el de la “X” el desplazamiento de la gota de colorante en cm.
Análisis de resultados:
Discute con tu equipo las siguientes preguntas y anota para cada una la conclusión a la que llegaron
¿Para que se pusieron a germinar las semillas antes de la práctica? Para que de este modo le grecieran las raíces y pudiera consumir oxigeno.
¿Por qué crees que deban estar muertas las semillas que colocaste en el respirómetro control? Por que estas no consumirán nada de oxigeno por lo que no deberá haber ningún cambio
¿Hacia dónde se mueve la gota del colorante? ¿Por qué crees que lo haga en ese sentido? ¿Bajo que circunstancias podrá moverse en sentido contrario? La gota se mueve hacia dentro del respirometro, debido a que es movida por el oxigeno que entra en este
¿Por qué crees que transcurra más tiempo en desplazarse la gota de colorante en el respirómetro que contiene las lombrices? Por que la demanda de oxigeno por parte de las lombrices es menor.
¿Cómo puedes saber que realmente el oxígeno consumido alteró la presión dentro del respirómetro?
Debido a que la gota de colorante se mueve.
¿Las plantas y los animales consumen el mismo gas durante la respiración? Las plantas y los animales consumen oxigeno durante la respiracion
¿La respiración de plantas y animales es semejante?
La respiración de las plantas y de los animales si es semejante y cabe destacar que la respiración de las plantas no es la fotosíntesis como algunos todavía lo piensan, ya que este es el proceso por medio del cual obtienen su alimento.
*Replanteamiento de las predicciones de los alumnos:
Tanto las plantas como los animales ocupamos el oxigeno para el proceso de respiración y obtención de energía, y aunque tenemos mecanismos distintos, captamos casi el mismo oxigeno en cantidad y tiempo, puede existir una pequeña variación en las unidades de medición, por las condiciones de los seres vivos a los que se les hacen las pruebas, pero se descarta la idea de que los animales respiran en mayor cantidad que las plantas.
*Conceptos clave.
*Respirómetro: Es un dispositivo que registra los cambios de presión causados por el consumo de oxigeno, indicados por el movimiento de un colorante colocado en el tubo capilar que se conecta directamente al respirómetro que contendrá organismos vivos.
*Respiración como función general de los seres vivos: Todos los organismos vivos necesitamos captar el oxigeno del medio para la obtención de energía a través de la respiración, a nivel celular.
*Relaciones. Con esta actividad los alumnos podrán comprobar que la respiración es un proceso semejante entre plantas y animales debido a que ambos tipos de seres necesitan consumir oxígeno para desdoblar moléculas orgánicas y liberar energía. Además se hace una primera aproximación de la respiración como un proceso que se realiza a nivel celular.
miércoles, 13 de abril de 2011
Practica2. Mecanismos
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
Colegio de Ciencias y Humanidades Plantel Sur.
Biología IV.
Practica 2. Mecanismos Respiratorios
ALUMNA:
*Dalia Escarlet Hernández Torres.
DOCTORA: María Eugenia Tovar
Grupo: 628.
Actividad experimental 2. Tercera etapa.
Mecanismos respiratorios
Preguntas generadoras:
1. Si los peces, almejas y artemias viven en el agua, ¿cómo obtienen el oxígeno?
Los peces, las almejas y las artemias tienen branquias, este mecanismo les permite capturar las moléculas de oxigeno, en el paso de gases en el agua que pasa por la boca en el caso del pez y sale por las celdillas de las branquias.
1. Si las lombrices y chapulines no tienen pulmones, ¿cómo obtienen el oxígeno?
Las lombrices y los chapulines tienen mecanismos distintos que utilizan para llevar a cabo la respiración, las lombrices respiran de manera cutánea, es decir por la piel, y los chapulines tienen traqueas y espiráculos por los cuales entra el oxigeno hasta las células.
*Planteamiento de las hipótesis:
Identificaremos los diferentes tipos de mecanismos respiratorios como el de los filamentos branquiales en los peces, el traqueal en el caso de los chapulines y el cutáneo en las lombrices.
INTRODUCCIÓN
Los mecanismos respiratorios son superficies o regiones expuestas directamente al medio externo, por donde el oxígeno es difundido al interior del cuerpo hasta llegar a las células y el bióxido de carbono es desechado al exterior.
La mayoría de los organismos acuáticos obtienen el oxígeno disuelto en agua a través de sus aparatos branquiales, un tipo de mecanismo respiratorio cuya forma permite que el paso del oxígeno aumente hacia los vasos capilares y sea distribuido a través del aparato circulatorio.
En animales sencillos como protozoos, esponjas y celentéreos, el O2 disuelto en el agua pasa por difusión a las células y de la misma forma el CO2 se difunde al agua.
En animales que viven en ambientes húmedos o acuáticos como ciertos anélidos, algunos artrópodos y anfibios (que además tienen pulmones) respiran a través de la piel: es la respiración cutánea.
En este tipo de respiración se necesita que la piel sea fina y permeable a los gases, además de estar continuamente húmeda.
El saltamontes ilustra el sistema respiratorio de los insectos. En éstos el aire es llevado desde el exterior hasta las células del organismo por un sistema de tubos, de forma que el intercambio de gases ocurre directamente entre las células y el ambiente.
Las orugas también son insectos y cómo tales respiran por medio del sistema de tubos o traqueas, que comunican directamente el medio ambiente con el interior de las células del organismo.
Cada segmento corporal del insecto tiene un par de estos sistemas de conductos aéreos, los cuales, después de ramificarse múltiples veces, llegan lo suficientemente cerca de cada célula para que ocurra el intercambio de gases. Los gases entran y salen de este sistema de tubos impulsados por los movimientos corporales. En la desembocadura de cada tubo con el exterior existe un músculo especial que la abre y cierra. Es un sistema respiratorio eficiente para pequeños organismos, que sería inadecuado para los mayores por que el aire no llegaría rápidamente a grandes profundidades.
Respiración traqueal
Propia de insectos y otros artrópodos terrestres.
Este aparato está formado por una serie de tubos, las tráqueas, producidas por invaginaciones del tegumento, en las que el aire entra a través de unos pequeños orificios de la superficie del cuerpo, llamados estigmas.
Las tráqueas se van ramificando y disminuyendo de diámetro, hasta que contactan directamente con las células, donde se realiza el intercambio gaseoso por difusión. No necesitan, por tanto, un aparato circulatorio para el transporte de gases.
Respiración branquial: Las branquias son características de animales acuáticos, como algunos anélidos, moluscos, crustáceos, equinodermos y peces. Los gases son transportados hasta las células por el sistema circulatorio.
Las branquias son proyecciones de la superficie externa del cuerpo o de la capa interna del intestino hacia el exterior del animal y, por tanto, proceden evolutivamente por evaginación.
Hay dos tipos de branquias: externas e internas. Las primeras evolutivamente son más primitivas.
Las branquias internas, están situadas en una cavidad protectora por lo que es necesario un sistema de ventilación de la superficie de intercambio
Objetivos:
• Describir la estructura externa de un pez óseo.
• Describir la estructura externa de las branquias de un pez óseo.
• Relacionar la estructura con la función de las laminillas branquiales.
• Describir la estructura externa de un chapulín y una lombriz de tierra.
• Describir la estructura externa de la piel y los espiráculos.
• Relacionar la estructura con la función de la piel, los espiráculos y las tráqueas.
Material:
Una navaja
Unas tijeras
Un desarmador
Una charola para disección
Guantes de cirujano
3 portaobjetos
3 cubreobjetos
1 pedazo de papel aluminio
Fotocopias de la estructura externa e interna de un pez, artemia y almeja.
Fotocopias de la estructura externa e interna de un chapulín y la lombriz de tierra.
Material biológico:
Una tilapia entera, fresca
Juveniles de charal o cualquier otro pez juvenil
Tres artemias
Un ostión o almeja viva (mercado de la Viga).
Tres chapulines
Tres lombrices de tierra
Equipo:
Microscopio estereoscópico
Microscopio óptico
Cámara digital o celular con cámara.
Procedimiento:
1ª parte: Las branquias de algunos organismos acuáticos.
1. Las branquias de un pez teleósteo.
El camino del oxígeno con su transportador, el agua. Elabora un dibujo o boceto de todo el pez, esquematiza con atención la cabeza. Posteriormente abre la boca del pez e introduce tu dedo hasta que atraviese las branquias,
¿Por dónde se mueve el agua dentro del pez?
El agua pasa de la boca del pez hacia las branquias, por el opérculo y las laminillas de cada arco branquial.
Las branquias. Colócate los guantes y toma al pez por su parte dorsal, con las tijeras corta la parte inferior del opérculo de manera que queden expuestas las branquias. Elabora otro esquema, poniendo atención a la forma y estructura de los arcos branquiales.
¿Cuántos tiene? Tres.
Corta una branquia y dibújala, con cada una de sus partes.
Indica el recorrido del oxígeno desde el agua hasta el interior de la célula.
Corta un filamento branquial y colócalo en un portaobjetos, obsérvalo al microscopio con el objetivo de 10X sin cubreobjetos. Realiza un esquema poniendo atención a la irrigación sanguínea.
B. Observación de las branquias en vivo de un pez empleando juveniles de
charal.
Deposita un juvenil de charal en un portaobjetos excavado con agua, coloca el cubreobjetos y obsérvalo en vivo a 10x, identifica el ritmo cardiaco y el corazón localizado en la parte ventral de las branquias.
Por causa del tiempo no fue posible llegar a observar el charal, pero por lo que vimos en el video se podía identificar su pulso, el cual era muy acelerado.
C. Observación de la función de las branquias en vivo empleando el modo de la Artemia salina.
Coloca una Artemia entre un portaobjetos y un cubreobjetos, cuidando de mantenerla húmeda todo el tiempo.
Observa esta preparación en un microscopio compuesto con el objetivo de 10x, obtén directamente de aquí una fotografía e indica cada una de las partes de la branquia, posteriormente observa como es el movimiento de las branquias así como la circulación que sucede en el cuerpo de este organismo.
D. Observación de las branquias en vivo de un molusco.
Toma una almeja u ostión y separa las valvas empleando un desarmador, después coloca al organismo abierto en una charola de disección con suficiente agua.
Con el microscopio de disección observa la estructura interna de estos organismos y localiza las branquias. Realiza esquemas de tus observaciones.
Corta un pedazo de papel aluminio y colócalo sobre las branquias del molusco, observa el movimiento del papel e identifica la dirección de la corriente de agua.
2ª parte: La obtención del oxígeno a través de la piel y las tráqueas.
A. Los espiráculos y las traqueas.
Coloca el chapulín en una caja de Petri con una torunda de éter y espera a que se duerma.
Elabora un esquema del chapulín, apóyate con el microscopio estereoscópico para observar por el borde entre la parte dorsal y ventral los espiráculos. ¿Por dónde se mueve el aire hacia el interior del chapulín?
El aire es captado por los espiráculos que se cierran y abren constantemente, entonces éste es conducido por las traqueas, las cuales se ramifican en pequeños tubos que son conducidos a cada célula.
Para la observación de las tráqueas de quitina, toma el chapulín por la parte ventral y con el bisturí corta el pliegue que se localiza entre la parte dorsal y la ventral.
Coloca el chapulín sobre un portaobjetos y localiza las tráqueas, notarás unas estructuras blancas brillantes, con la navaja diséctalos y colócalos en un cubreobjetos y obsérvalas a 40x, notarás unos anillos quitinosos. Esquematiza las tráqueas, y el órganos que esté junto a estas estructuras ¿Qué función tienen las traqueas en los insectos?
El mecanismo traqueal es el más eficiente, ya que el oxígeno llega de manera directa a cada célula.
B. La piel de los gusanos.
Coloca un gusano en la charola para disección y con el escalpelo corta desde la parte anterior hasta la posterior. Observa el vaso dorsal y la circulación que ocurre en la lombriz de tierra. ¿Cuál es la relación de obtención del oxígeno con la circulación sanguínea?
De igual manera que el humano, la lombriz necesita capturar el oxígeno e incorporarlo a torrente sanguíneo para que los glóbulos rojos lo lleven a líquido tisular y así entrar a la célula.
Resultados:
1ª parte: Las branquias de algunos organismos acuáticos:
Realiza los siguientes esquemas:
Estructura general de un pez teleósteo, estructura y localización de las branquias, estructura de un filamento branquial.
Discute con tus compañeros sobre la función y estructura de las branquias en la Artemia y el ostión. Comparen estos resultados con los observados en la estructura y función de las branquias en los peces.
Análisis de resultados:
Trasfiere lo ocurrido en las branquias de la Artemia y el molusco con las branquias del pez y generaliza acerca de la obtención de oxígeno del agua por las branquias. Contrasta lo propuesto con lo observado en las estructuras branquiales.
El oxigeno se encuentra disuelto en el agua, y para obtenerlo en este caso artemias, moluscos y peces, utilizan un mecanismo respiratorio llamado branquial, en donde el oxigeno entra en las branquias por medio de una difusión, de ahí pasa a los vasos sanguíneos de igual manera por una difusión, posteriormente pasa al liquido tisular y finalmente llega a las células, por medio de difusiones.
Discute en equipo sobre la función de las branquias.
En equipo llegamos a la conclusión de que la función de las branquias como mecanismo respiratorio es el obtener o capturar el oxigeno que requieren peses, artemias etc. Para poder realizar sus reacciones metabólicas.
Indica las diferencias de las branquias que observaste en los distintos organismos.
Las branquias del pez y del molusco eran internas, mientras que las branquias de la artemia son externas ya que rodean prácticamente todo su cuerpo.
2ª parte: Obtención de oxígeno a través de la piel y las tráqueas.
Realiza los siguientes esquemas:
Estructura externa del chapulín haciendo énfasis en la localización de los espiráculos.
Tráqueas de quitina y anillos quitinosos.
Estructura externa de la lombriz de tierra indicando la localización del vaso dorsal.
Determina la función de las traqueas en los insectos y la piel en la lombriz, así como su relación con el aparato circulatorio.
La función de las traqueas en los insectos es la de capturar y distribuir el oxigeno, esto provoca que los organismos traqueales no necesiten del sistema circulatorio, ya que las traqueas forman un sistema traqueal, que en otras palabras serian prácticamente tubos que se van ramificando asta llegar a las células directamente, por lo que es innecesario el sistema circulatorio para transportar el oxigeno a las células.
La función de la piel de la lombriz es el capturar el oxigeno, después el oxigeno pasa al suero sanguíneo, posteriormente pasa al liquido tisular y finalmente llega a las células, todo esto por medio de difusiones. En el caso de la lombriz si necesita del sistema circulatorio para que el oxigeno pueda llegar a todas las células de su organismo.
Eliminación de residuos. Los restos generados en esta práctica deben ser recogidos en una bolsa de plástico y depositarlos directamente en el contenedor de basura del plantel.
Análisis de resultados:
Elabora una V de Gowin sobre la función de los mecanismos respiratorios, considera los aspectos que aprendiste o reafirmaste en la práctica.
Replanteamiento de las predicciones de los alumnos:
En esta practica estudiaremos los diferentes mecanismos respiratorios de los seres vivos, como lo son el traqueal, pulmonar, cutáneo y el branquial, así como su importancia en la captura del oxigeno.
Además nos quitaremos de ideas previas y seguiremos dando énfasis en que la respiración se realiza a nivel celular.
Conceptos clave:
Mecanismos respiratorios: los mecanismos respiratorio son estructuras que tienen los seres vivos para la captura y transporte del oxigeno , el cual debe llegar asta las células, hay varios tipos de mecanismos como el traqueal, pulmonar, branquial, y el cutáneo , en el caso del mecanismo traqueal no se necesita el sistema circulatorio para el transporte de oxigeno , pero en los otros mecanismos si es necesario dicho sistema.
Branquias: las branquias son los órganos respiratorios de los animales acuáticos, Los animales acuáticos captan O2 que se encuentra disuelto en el agua, el cual pasa a los fluidos internos (sangre, hemolinfa, etc.) y es transportado a los tejidos, donde las células lo requieren para la respiración celular, proceso que se realiza en orgánulos celulares llamados mitocondrias. Como resultado de la respiración celular se produce CO2, el cual debe ser eliminado para evitar la intoxicación del medio interno.
Espiráculos: se llama espiráculo al orificio respiratorio en el exoesqueleto de los insectos y de algunos arácnidos que comunica el exterior con la tráquea.
Quitina: La quitina es uno de los componentes principales de las paredes celulares de los hongos, del resistente exoesqueleto de los artrópodos(arácnidos, crustáceos, insectos) y algunos otros animales.
Polisacárido de color blanco,insoluble en el agua y en los líquidos orgánicos,que se encuentra en el esqueleto de los artrópodos:
Adaptaciones: Una adaptación biológica es una estructura anatómica, proceso fisiológico o rasgo del comportamiento de un organismo que ha evolucionado durante un período mediante selección natural de tal manera que incrementa sus expectativas a largo plazo para reproducirse con éxito. El término adaptación también se utiliza ocasionalmente como sinónimo de selección natural, aunque la mayoría de los biólogos no está de acuerdo con este uso. Es importante tener presente que las variaciones adaptativas no surgen como respuestas al entorno sino como resultado de la deriva genética
Tráqueas: es un órgano del aparato respiratorio de carácter cartilaginoso y membranoso que va desde la laringe a los bronquios. Su función es brindar una vía abierta al aire inhalado y exhalado desde los pulmones.
Relaciones. Que el alumno explique la importancia de los mecanismos respiratorios. Que el alumno lleve a cabo transferencias a otros organismos y los relacione con las funciones de las branquias.
Colegio de Ciencias y Humanidades Plantel Sur.
Biología IV.
Practica 2. Mecanismos Respiratorios
ALUMNA:
*Dalia Escarlet Hernández Torres.
DOCTORA: María Eugenia Tovar
Grupo: 628.
Actividad experimental 2. Tercera etapa.
Mecanismos respiratorios
Preguntas generadoras:
1. Si los peces, almejas y artemias viven en el agua, ¿cómo obtienen el oxígeno?
Los peces, las almejas y las artemias tienen branquias, este mecanismo les permite capturar las moléculas de oxigeno, en el paso de gases en el agua que pasa por la boca en el caso del pez y sale por las celdillas de las branquias.
1. Si las lombrices y chapulines no tienen pulmones, ¿cómo obtienen el oxígeno?
Las lombrices y los chapulines tienen mecanismos distintos que utilizan para llevar a cabo la respiración, las lombrices respiran de manera cutánea, es decir por la piel, y los chapulines tienen traqueas y espiráculos por los cuales entra el oxigeno hasta las células.
*Planteamiento de las hipótesis:
Identificaremos los diferentes tipos de mecanismos respiratorios como el de los filamentos branquiales en los peces, el traqueal en el caso de los chapulines y el cutáneo en las lombrices.
INTRODUCCIÓN
Los mecanismos respiratorios son superficies o regiones expuestas directamente al medio externo, por donde el oxígeno es difundido al interior del cuerpo hasta llegar a las células y el bióxido de carbono es desechado al exterior.
La mayoría de los organismos acuáticos obtienen el oxígeno disuelto en agua a través de sus aparatos branquiales, un tipo de mecanismo respiratorio cuya forma permite que el paso del oxígeno aumente hacia los vasos capilares y sea distribuido a través del aparato circulatorio.
En animales sencillos como protozoos, esponjas y celentéreos, el O2 disuelto en el agua pasa por difusión a las células y de la misma forma el CO2 se difunde al agua.
En animales que viven en ambientes húmedos o acuáticos como ciertos anélidos, algunos artrópodos y anfibios (que además tienen pulmones) respiran a través de la piel: es la respiración cutánea.
En este tipo de respiración se necesita que la piel sea fina y permeable a los gases, además de estar continuamente húmeda.
El saltamontes ilustra el sistema respiratorio de los insectos. En éstos el aire es llevado desde el exterior hasta las células del organismo por un sistema de tubos, de forma que el intercambio de gases ocurre directamente entre las células y el ambiente.
Las orugas también son insectos y cómo tales respiran por medio del sistema de tubos o traqueas, que comunican directamente el medio ambiente con el interior de las células del organismo.
Cada segmento corporal del insecto tiene un par de estos sistemas de conductos aéreos, los cuales, después de ramificarse múltiples veces, llegan lo suficientemente cerca de cada célula para que ocurra el intercambio de gases. Los gases entran y salen de este sistema de tubos impulsados por los movimientos corporales. En la desembocadura de cada tubo con el exterior existe un músculo especial que la abre y cierra. Es un sistema respiratorio eficiente para pequeños organismos, que sería inadecuado para los mayores por que el aire no llegaría rápidamente a grandes profundidades.
Respiración traqueal
Propia de insectos y otros artrópodos terrestres.
Este aparato está formado por una serie de tubos, las tráqueas, producidas por invaginaciones del tegumento, en las que el aire entra a través de unos pequeños orificios de la superficie del cuerpo, llamados estigmas.
Las tráqueas se van ramificando y disminuyendo de diámetro, hasta que contactan directamente con las células, donde se realiza el intercambio gaseoso por difusión. No necesitan, por tanto, un aparato circulatorio para el transporte de gases.
Respiración branquial: Las branquias son características de animales acuáticos, como algunos anélidos, moluscos, crustáceos, equinodermos y peces. Los gases son transportados hasta las células por el sistema circulatorio.
Las branquias son proyecciones de la superficie externa del cuerpo o de la capa interna del intestino hacia el exterior del animal y, por tanto, proceden evolutivamente por evaginación.
Hay dos tipos de branquias: externas e internas. Las primeras evolutivamente son más primitivas.
Las branquias internas, están situadas en una cavidad protectora por lo que es necesario un sistema de ventilación de la superficie de intercambio
Objetivos:
• Describir la estructura externa de un pez óseo.
• Describir la estructura externa de las branquias de un pez óseo.
• Relacionar la estructura con la función de las laminillas branquiales.
• Describir la estructura externa de un chapulín y una lombriz de tierra.
• Describir la estructura externa de la piel y los espiráculos.
• Relacionar la estructura con la función de la piel, los espiráculos y las tráqueas.
Material:
Una navaja
Unas tijeras
Un desarmador
Una charola para disección
Guantes de cirujano
3 portaobjetos
3 cubreobjetos
1 pedazo de papel aluminio
Fotocopias de la estructura externa e interna de un pez, artemia y almeja.
Fotocopias de la estructura externa e interna de un chapulín y la lombriz de tierra.
Material biológico:
Una tilapia entera, fresca
Juveniles de charal o cualquier otro pez juvenil
Tres artemias
Un ostión o almeja viva (mercado de la Viga).
Tres chapulines
Tres lombrices de tierra
Equipo:
Microscopio estereoscópico
Microscopio óptico
Cámara digital o celular con cámara.
Procedimiento:
1ª parte: Las branquias de algunos organismos acuáticos.
1. Las branquias de un pez teleósteo.
El camino del oxígeno con su transportador, el agua. Elabora un dibujo o boceto de todo el pez, esquematiza con atención la cabeza. Posteriormente abre la boca del pez e introduce tu dedo hasta que atraviese las branquias,
¿Por dónde se mueve el agua dentro del pez?
El agua pasa de la boca del pez hacia las branquias, por el opérculo y las laminillas de cada arco branquial.
Las branquias. Colócate los guantes y toma al pez por su parte dorsal, con las tijeras corta la parte inferior del opérculo de manera que queden expuestas las branquias. Elabora otro esquema, poniendo atención a la forma y estructura de los arcos branquiales.
¿Cuántos tiene? Tres.
Corta una branquia y dibújala, con cada una de sus partes.
Indica el recorrido del oxígeno desde el agua hasta el interior de la célula.
Corta un filamento branquial y colócalo en un portaobjetos, obsérvalo al microscopio con el objetivo de 10X sin cubreobjetos. Realiza un esquema poniendo atención a la irrigación sanguínea.
B. Observación de las branquias en vivo de un pez empleando juveniles de
charal.
Deposita un juvenil de charal en un portaobjetos excavado con agua, coloca el cubreobjetos y obsérvalo en vivo a 10x, identifica el ritmo cardiaco y el corazón localizado en la parte ventral de las branquias.
Por causa del tiempo no fue posible llegar a observar el charal, pero por lo que vimos en el video se podía identificar su pulso, el cual era muy acelerado.
C. Observación de la función de las branquias en vivo empleando el modo de la Artemia salina.
Coloca una Artemia entre un portaobjetos y un cubreobjetos, cuidando de mantenerla húmeda todo el tiempo.
Observa esta preparación en un microscopio compuesto con el objetivo de 10x, obtén directamente de aquí una fotografía e indica cada una de las partes de la branquia, posteriormente observa como es el movimiento de las branquias así como la circulación que sucede en el cuerpo de este organismo.
D. Observación de las branquias en vivo de un molusco.
Toma una almeja u ostión y separa las valvas empleando un desarmador, después coloca al organismo abierto en una charola de disección con suficiente agua.
Con el microscopio de disección observa la estructura interna de estos organismos y localiza las branquias. Realiza esquemas de tus observaciones.
Corta un pedazo de papel aluminio y colócalo sobre las branquias del molusco, observa el movimiento del papel e identifica la dirección de la corriente de agua.
2ª parte: La obtención del oxígeno a través de la piel y las tráqueas.
A. Los espiráculos y las traqueas.
Coloca el chapulín en una caja de Petri con una torunda de éter y espera a que se duerma.
Elabora un esquema del chapulín, apóyate con el microscopio estereoscópico para observar por el borde entre la parte dorsal y ventral los espiráculos. ¿Por dónde se mueve el aire hacia el interior del chapulín?
El aire es captado por los espiráculos que se cierran y abren constantemente, entonces éste es conducido por las traqueas, las cuales se ramifican en pequeños tubos que son conducidos a cada célula.
Para la observación de las tráqueas de quitina, toma el chapulín por la parte ventral y con el bisturí corta el pliegue que se localiza entre la parte dorsal y la ventral.
Coloca el chapulín sobre un portaobjetos y localiza las tráqueas, notarás unas estructuras blancas brillantes, con la navaja diséctalos y colócalos en un cubreobjetos y obsérvalas a 40x, notarás unos anillos quitinosos. Esquematiza las tráqueas, y el órganos que esté junto a estas estructuras ¿Qué función tienen las traqueas en los insectos?
El mecanismo traqueal es el más eficiente, ya que el oxígeno llega de manera directa a cada célula.
B. La piel de los gusanos.
Coloca un gusano en la charola para disección y con el escalpelo corta desde la parte anterior hasta la posterior. Observa el vaso dorsal y la circulación que ocurre en la lombriz de tierra. ¿Cuál es la relación de obtención del oxígeno con la circulación sanguínea?
De igual manera que el humano, la lombriz necesita capturar el oxígeno e incorporarlo a torrente sanguíneo para que los glóbulos rojos lo lleven a líquido tisular y así entrar a la célula.
Resultados:
1ª parte: Las branquias de algunos organismos acuáticos:
Realiza los siguientes esquemas:
Estructura general de un pez teleósteo, estructura y localización de las branquias, estructura de un filamento branquial.
Discute con tus compañeros sobre la función y estructura de las branquias en la Artemia y el ostión. Comparen estos resultados con los observados en la estructura y función de las branquias en los peces.
Análisis de resultados:
Trasfiere lo ocurrido en las branquias de la Artemia y el molusco con las branquias del pez y generaliza acerca de la obtención de oxígeno del agua por las branquias. Contrasta lo propuesto con lo observado en las estructuras branquiales.
El oxigeno se encuentra disuelto en el agua, y para obtenerlo en este caso artemias, moluscos y peces, utilizan un mecanismo respiratorio llamado branquial, en donde el oxigeno entra en las branquias por medio de una difusión, de ahí pasa a los vasos sanguíneos de igual manera por una difusión, posteriormente pasa al liquido tisular y finalmente llega a las células, por medio de difusiones.
Discute en equipo sobre la función de las branquias.
En equipo llegamos a la conclusión de que la función de las branquias como mecanismo respiratorio es el obtener o capturar el oxigeno que requieren peses, artemias etc. Para poder realizar sus reacciones metabólicas.
Indica las diferencias de las branquias que observaste en los distintos organismos.
Las branquias del pez y del molusco eran internas, mientras que las branquias de la artemia son externas ya que rodean prácticamente todo su cuerpo.
2ª parte: Obtención de oxígeno a través de la piel y las tráqueas.
Realiza los siguientes esquemas:
Estructura externa del chapulín haciendo énfasis en la localización de los espiráculos.
Tráqueas de quitina y anillos quitinosos.
Estructura externa de la lombriz de tierra indicando la localización del vaso dorsal.
Determina la función de las traqueas en los insectos y la piel en la lombriz, así como su relación con el aparato circulatorio.
La función de las traqueas en los insectos es la de capturar y distribuir el oxigeno, esto provoca que los organismos traqueales no necesiten del sistema circulatorio, ya que las traqueas forman un sistema traqueal, que en otras palabras serian prácticamente tubos que se van ramificando asta llegar a las células directamente, por lo que es innecesario el sistema circulatorio para transportar el oxigeno a las células.
La función de la piel de la lombriz es el capturar el oxigeno, después el oxigeno pasa al suero sanguíneo, posteriormente pasa al liquido tisular y finalmente llega a las células, todo esto por medio de difusiones. En el caso de la lombriz si necesita del sistema circulatorio para que el oxigeno pueda llegar a todas las células de su organismo.
Eliminación de residuos. Los restos generados en esta práctica deben ser recogidos en una bolsa de plástico y depositarlos directamente en el contenedor de basura del plantel.
Análisis de resultados:
Elabora una V de Gowin sobre la función de los mecanismos respiratorios, considera los aspectos que aprendiste o reafirmaste en la práctica.
Replanteamiento de las predicciones de los alumnos:
En esta practica estudiaremos los diferentes mecanismos respiratorios de los seres vivos, como lo son el traqueal, pulmonar, cutáneo y el branquial, así como su importancia en la captura del oxigeno.
Además nos quitaremos de ideas previas y seguiremos dando énfasis en que la respiración se realiza a nivel celular.
Conceptos clave:
Mecanismos respiratorios: los mecanismos respiratorio son estructuras que tienen los seres vivos para la captura y transporte del oxigeno , el cual debe llegar asta las células, hay varios tipos de mecanismos como el traqueal, pulmonar, branquial, y el cutáneo , en el caso del mecanismo traqueal no se necesita el sistema circulatorio para el transporte de oxigeno , pero en los otros mecanismos si es necesario dicho sistema.
Branquias: las branquias son los órganos respiratorios de los animales acuáticos, Los animales acuáticos captan O2 que se encuentra disuelto en el agua, el cual pasa a los fluidos internos (sangre, hemolinfa, etc.) y es transportado a los tejidos, donde las células lo requieren para la respiración celular, proceso que se realiza en orgánulos celulares llamados mitocondrias. Como resultado de la respiración celular se produce CO2, el cual debe ser eliminado para evitar la intoxicación del medio interno.
Espiráculos: se llama espiráculo al orificio respiratorio en el exoesqueleto de los insectos y de algunos arácnidos que comunica el exterior con la tráquea.
Quitina: La quitina es uno de los componentes principales de las paredes celulares de los hongos, del resistente exoesqueleto de los artrópodos(arácnidos, crustáceos, insectos) y algunos otros animales.
Polisacárido de color blanco,insoluble en el agua y en los líquidos orgánicos,que se encuentra en el esqueleto de los artrópodos:
Adaptaciones: Una adaptación biológica es una estructura anatómica, proceso fisiológico o rasgo del comportamiento de un organismo que ha evolucionado durante un período mediante selección natural de tal manera que incrementa sus expectativas a largo plazo para reproducirse con éxito. El término adaptación también se utiliza ocasionalmente como sinónimo de selección natural, aunque la mayoría de los biólogos no está de acuerdo con este uso. Es importante tener presente que las variaciones adaptativas no surgen como respuestas al entorno sino como resultado de la deriva genética
Tráqueas: es un órgano del aparato respiratorio de carácter cartilaginoso y membranoso que va desde la laringe a los bronquios. Su función es brindar una vía abierta al aire inhalado y exhalado desde los pulmones.
Relaciones. Que el alumno explique la importancia de los mecanismos respiratorios. Que el alumno lleve a cabo transferencias a otros organismos y los relacione con las funciones de las branquias.
Practica 1.
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO
COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES PLANTEL SUR
Alumna:
Dalia Escarlet Hernández Torres.
Doctora. María Eugenia Tovar
Actividad experimental 1: Funcionamiento del aparato respiratorio humano
Grupo: 628
Actividad experimental 1. Segunda etapa.
Funcionamiento del aparato respiratorio humano
Preguntas generadoras:
1. ¿Cuál es la función principal del aparato respiratorio humano?
La función principal del aparato respiratorio humano es la obtención del oxigeno que se encuentra en el aire que respiramos el cual obtenemos a través de la difusión.
2. ¿Qué relación hay entre la frecuencia respiratoria y el ritmo cardiaco?
Hay una relación entre la frecuencia respiratoria y ritmo cardiaco, que se torno muy evidente en esta practica, ya que al momento de realizar una actividad física la frecuencia respiratoria y el ritmo cardiaco aumentaron, esto debido a la demanda de mayor oxigeno por parte de los músculos, por lo que la frecuencia respiratoria aumenta ya que se requiere que obtenga una mayor cantidad de oxigeno, y el ritmo cardiaco aumento ya que debía transportar oxigeno mas rápido a los músculos.
3. ¿Qué relación existe entre el aparato respiratorio pulmonar del ser humano y la respiración de las células?
El aparato respiratorio pulmonar es muy importante para la obtención del oxigeno, el cual es transportado por medio del sistema circulatorio a todas las células (hay que recordar que las que respiran son las células) el oxigeno debe llegar a todas las células para que estas puedan realizar todas sus funciones.
4. ¿De dónde proviene el C02 que se produce durante la respiración?
El CO2 que se produce durante la respiración proviene del desdoblamiento de la molécula de glucosa.
Planteamiento de las hipótesis:
En esta práctica entenderemos la relación que existe en el aparato respiratorio y el sistema circulatorio, esto se magnifica al momento que realizamos una actividad física, ya que ambas frecuencias aumentan, la frecuencia respiratoria aumentara por que deberá obtener una mayor cantidad de oxigeno, y la frecuencia cardiaca aumentara porque deberá transportar oxigeno con mayor rapidez, debido a la demanda de energía por parte de los músculos. Hay que reiterar que la respiración se lleva acabo a nivel celular.
Introducción
El aparato respiratorio humano se integra por un grupo de órganos encargados de introducir el oxígeno al cuerpo y conducirlo hasta los glóbulos rojos, así como de recoger y desechar el dióxido de carbono (CO2) que se produce en las células durante la degradación de la glucosa.
El proceso por el cual se introduce aire, y por tanto el oxígeno disuelto en él, se conoce como inhalación. Durante esta actividad el diafragma se contrae desplazando las costillas hacia arriba y hacia afuera con lo que se agranda el tórax permitiendo la entrada de aire a los pulmones y la consecuente difusión del oxígeno a la sangre. Otro proceso sucede cuando se expulsa el CO2: la exhalación. En este caso el diafragma se relaja desplazando las costillas hacia abajo y hacia adentro disminuyendo la cavidad torácica con lo que se facilita la salida de este gas. La inhalación y la exhalación generan un ciclo básico de respiración o frecuencia respiratoria, en un ciclo respiratorio normal se presentan de 10 a 16 inhalaciones y exhalaciones por minuto, aunque pueden llegar a presentarse hasta 20.
Aunque la inhalación y la exhalación de aire son fases importantes de la respiración, ambas actividades representan sólo una parte del proceso respiratorio que lleva a cabo un organismo multicelular que depende del oxígeno para transformar la energía de las moléculas orgánicas en energía inmediatamente utilizable.
La respiración incluye todos los mecanismos involucrados en la toma de oxígeno, su difusión en la sangre y transporte a todas las células del cuerpo donde participa en las reacciones químicas que desdoblan las moléculas orgánicas, así como la eliminación del dióxido de carbono que se produce durante este proceso.
En el hombre como en muchos animales la respiración de las células individuales depende de los mecanismos empleados para hacer llegar el oxígeno hasta ellas y de la eliminación del dióxido de carbono que se produce durante su actividad respiratoria. En este sentido los pulmones juegan un papel relevante en el proceso respiratorio de los seres humanos ya que se encargan de remover continuamente los gases que se introducen o desechan durante esta función.
La respiración de un ser humano se puede medir cuantificando la cantidad de oxígeno o dióxido de carbono que se consume y desecha durante este proceso. El dióxido de carbono producido durante el desdoblamiento de glucosa en las células puede ser determinado empleando un sensor de gas, instrumento altamente preciso que puede registrar pequeños cambios en la concentración de dióxido de carbono disuelto en la atmósfera como los producidos por ejemplo durante la exhalación de aire en la respiración.
Objetivos:
Comprobar la relación que existe entre el aparato respiratorio y circulatorio a través del registro de cambios en la frecuencia respiratoria y el ritmo cardiaco ocasionado por la exposición a una actividad física (ejercicio).
Utilizar el sensor de gas CO2 para determinar los cambios en la concentración de CO2 debidos a la respiración de un ser humano.
Relacionar el mecanismo respiratorio pulmonar del ser humano con la respiración a nivel celular.
Reconocer que el dióxido de carbono desechado durante la exhalación es resultado de la respiración individual de las células.
Material:
1 cronómetro
1 lápiz
cuaderno
papel milimétrico
Procedimiento:
A. Frecuencia respiratoria y ritmo cardiaco.
Toma la frecuencia cardiaca de un integrante de tu equipo que debe estar en reposo. Para ello, con los dedos índice y medio localiza en la parte lateral del cuello la carótida y presiona levemente hasta sentir pulsaciones. Cuantifica cuantas pulsaciones se perciben en un minuto y registra este dato en tu cuaderno. Lo normal son 80 pulsaciones por minuto.
Del mismo compañero toma ahora la frecuencia respiratoria, para hacerlo observa los movimientos de su tórax; un ascenso y un descenso del diafragma equivalen a un movimiento respiratorio. Lo normal es de 16 a 20 movimientos por minuto.
Posteriormente el mismo estudiante deberá realizar 20 sentadillas, subir escaleras o ejecutar brevemente algún ejercicio, después de terminar esta actividad física se deberán realizar nuevamente las dos mediciones anteriores.
Registra tus datos en un cuadro como el siguiente:
Diego Ibarra:
Cuantificación Antes de la actividad física Después de la actividad física
Pulsaciones / min. 47 30
Frecuencia respiratoria
Ascensos-descenso/ min. 13 24
Erika Aranda:
Cuantificación Antes de la actividad física Después de la actividad física
Pulsaciones / min. 63 113
Frecuencia respiratoria
Ascensos-descenso/ min. 21 40
Graficas:
Resultados:
A. Frecuencia respiratoria y ritmo cardiaco
Discute con tus compañeros los resultados que observaron. Analicen las posibles causas que ocasionan que haya diferencias en el ritmo cardiaco y la frecuencia respiratoria entre una persona y otra .
Supongo que parte de la diferencia que hubo tanto en ritmo cardiaco como en frecuencia respiratoria entre las dos personas fue por la condición física , ya que si no estas acostumbrado a ejercitarte te cansas más rápido y no mantienes una respiración ni pulsaciones adecuadas o estables .
¿Por qué cuando se realiza algún ejercicio físico vigoroso se incrementa el número de inhalaciones y exhalaciones? ¿Para qué debemos respirar más rápido en esta situación?
Porque se necesita de más energía, entonces la caja torácica se expande y contrae para capturar una mayor cantidad de oxígeno para realizar la oxidación de moléculas orgánicas
¿Qué sucede con la frecuencia cardiaca y respiratoria durante el ejercicio?
Ambas frecuencias aumentan por la demanda de energía que se requiere para realizar dicha actividad.
¿Qué pasa con los niveles de oxígeno en tus pulmones durante el ejercicio?
Aumenta, ya que el tórax se expande y contrae, haciendo más eficiente la captura de oxígeno.
¿Qué relación hay entre el aumento de la frecuencia cardiaca y el aumento de la frecuencia respiratoria durante la actividad física?
Se aumenta la frecuencia respiratoria para capturar más oxígeno, este es llevado hasta los glóbulos rojos (frecuencia cardiaca) y transportado al líquido tisular para ser introducido a la célula.
B. El empleo de sensores para medir la concentración de CO2
Observa en la computadora la forma de las gráficas en las tres distintas situaciones. Comenta con tus compañeros de equipo estas observaciones y escriban en sus cuadernos las conclusiones a las que llegaron para cada una de las situaciones.
Nombre Pulsaciones/min. antes del ejercicio Pulsaciones/min. después del ejercicio Frecuencia respiratoria/min. antes Frecuencia/min. respiratoria despúes
Diego 47 50 13 24
Erika 63 113 21 40
Replanteamiento de las predicciones de los alumnos:
La relación entre el sistema respiratorio y circulatorio es muy importante en el ser humano, ya que ambos son necesarios para el proceso de respiración.
Realiza la caracterización de los conceptos:
*Inhalación: Es un proceso activo que se lleva a cabo por la contracción de los músculos respiratorios
*Exhalación: Es un proceso pasivo que se produce cuando los musculos respiratorios se relajan disminuyendo las dimensiones del torax y el volumen de los pulmones.
*Pulmones: Son dos órganos localizados en el tórax, tienen la forma de un cono, con su vértice superior truncado.
*Alvéolos: Son los encargados del intercambio de gases, entre el aire y la sangre, tienen paredes muy delgadas, rodeadas por una red de capilares sanguíneos.
*Difusión de gases: Es el intercambio de gases, de donde está en mayor concentración a donde lo esta en menor concentración.
*Diafragma: Es un músculo largo en forma de domo que se contrae de forma rítmica de manera involuntaria. Se localiza debajo de los pulmones.
Glóbulos rojos: Ó Eritrocitos son células de color amarillento, con la forma de un disco bicóncavo, sin núcleo y contienen un pigmento, la hemoglobina. Sirven para transportar el oxigeno por medio de la hemoglobina.
Conclusiones:
Con esta actividad queda claro la importancia del sistema circulatorio para realizar la respiración, en ocasiones al explicar este proceso no se involucra con la misma importancia al sistema circulatorio, sino que se cree que los pulmones realizan de manera independiente la respiración.
COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES PLANTEL SUR
Alumna:
Dalia Escarlet Hernández Torres.
Doctora. María Eugenia Tovar
Actividad experimental 1: Funcionamiento del aparato respiratorio humano
Grupo: 628
Actividad experimental 1. Segunda etapa.
Funcionamiento del aparato respiratorio humano
Preguntas generadoras:
1. ¿Cuál es la función principal del aparato respiratorio humano?
La función principal del aparato respiratorio humano es la obtención del oxigeno que se encuentra en el aire que respiramos el cual obtenemos a través de la difusión.
2. ¿Qué relación hay entre la frecuencia respiratoria y el ritmo cardiaco?
Hay una relación entre la frecuencia respiratoria y ritmo cardiaco, que se torno muy evidente en esta practica, ya que al momento de realizar una actividad física la frecuencia respiratoria y el ritmo cardiaco aumentaron, esto debido a la demanda de mayor oxigeno por parte de los músculos, por lo que la frecuencia respiratoria aumenta ya que se requiere que obtenga una mayor cantidad de oxigeno, y el ritmo cardiaco aumento ya que debía transportar oxigeno mas rápido a los músculos.
3. ¿Qué relación existe entre el aparato respiratorio pulmonar del ser humano y la respiración de las células?
El aparato respiratorio pulmonar es muy importante para la obtención del oxigeno, el cual es transportado por medio del sistema circulatorio a todas las células (hay que recordar que las que respiran son las células) el oxigeno debe llegar a todas las células para que estas puedan realizar todas sus funciones.
4. ¿De dónde proviene el C02 que se produce durante la respiración?
El CO2 que se produce durante la respiración proviene del desdoblamiento de la molécula de glucosa.
Planteamiento de las hipótesis:
En esta práctica entenderemos la relación que existe en el aparato respiratorio y el sistema circulatorio, esto se magnifica al momento que realizamos una actividad física, ya que ambas frecuencias aumentan, la frecuencia respiratoria aumentara por que deberá obtener una mayor cantidad de oxigeno, y la frecuencia cardiaca aumentara porque deberá transportar oxigeno con mayor rapidez, debido a la demanda de energía por parte de los músculos. Hay que reiterar que la respiración se lleva acabo a nivel celular.
Introducción
El aparato respiratorio humano se integra por un grupo de órganos encargados de introducir el oxígeno al cuerpo y conducirlo hasta los glóbulos rojos, así como de recoger y desechar el dióxido de carbono (CO2) que se produce en las células durante la degradación de la glucosa.
El proceso por el cual se introduce aire, y por tanto el oxígeno disuelto en él, se conoce como inhalación. Durante esta actividad el diafragma se contrae desplazando las costillas hacia arriba y hacia afuera con lo que se agranda el tórax permitiendo la entrada de aire a los pulmones y la consecuente difusión del oxígeno a la sangre. Otro proceso sucede cuando se expulsa el CO2: la exhalación. En este caso el diafragma se relaja desplazando las costillas hacia abajo y hacia adentro disminuyendo la cavidad torácica con lo que se facilita la salida de este gas. La inhalación y la exhalación generan un ciclo básico de respiración o frecuencia respiratoria, en un ciclo respiratorio normal se presentan de 10 a 16 inhalaciones y exhalaciones por minuto, aunque pueden llegar a presentarse hasta 20.
Aunque la inhalación y la exhalación de aire son fases importantes de la respiración, ambas actividades representan sólo una parte del proceso respiratorio que lleva a cabo un organismo multicelular que depende del oxígeno para transformar la energía de las moléculas orgánicas en energía inmediatamente utilizable.
La respiración incluye todos los mecanismos involucrados en la toma de oxígeno, su difusión en la sangre y transporte a todas las células del cuerpo donde participa en las reacciones químicas que desdoblan las moléculas orgánicas, así como la eliminación del dióxido de carbono que se produce durante este proceso.
En el hombre como en muchos animales la respiración de las células individuales depende de los mecanismos empleados para hacer llegar el oxígeno hasta ellas y de la eliminación del dióxido de carbono que se produce durante su actividad respiratoria. En este sentido los pulmones juegan un papel relevante en el proceso respiratorio de los seres humanos ya que se encargan de remover continuamente los gases que se introducen o desechan durante esta función.
La respiración de un ser humano se puede medir cuantificando la cantidad de oxígeno o dióxido de carbono que se consume y desecha durante este proceso. El dióxido de carbono producido durante el desdoblamiento de glucosa en las células puede ser determinado empleando un sensor de gas, instrumento altamente preciso que puede registrar pequeños cambios en la concentración de dióxido de carbono disuelto en la atmósfera como los producidos por ejemplo durante la exhalación de aire en la respiración.
Objetivos:
Comprobar la relación que existe entre el aparato respiratorio y circulatorio a través del registro de cambios en la frecuencia respiratoria y el ritmo cardiaco ocasionado por la exposición a una actividad física (ejercicio).
Utilizar el sensor de gas CO2 para determinar los cambios en la concentración de CO2 debidos a la respiración de un ser humano.
Relacionar el mecanismo respiratorio pulmonar del ser humano con la respiración a nivel celular.
Reconocer que el dióxido de carbono desechado durante la exhalación es resultado de la respiración individual de las células.
Material:
1 cronómetro
1 lápiz
cuaderno
papel milimétrico
Procedimiento:
A. Frecuencia respiratoria y ritmo cardiaco.
Toma la frecuencia cardiaca de un integrante de tu equipo que debe estar en reposo. Para ello, con los dedos índice y medio localiza en la parte lateral del cuello la carótida y presiona levemente hasta sentir pulsaciones. Cuantifica cuantas pulsaciones se perciben en un minuto y registra este dato en tu cuaderno. Lo normal son 80 pulsaciones por minuto.
Del mismo compañero toma ahora la frecuencia respiratoria, para hacerlo observa los movimientos de su tórax; un ascenso y un descenso del diafragma equivalen a un movimiento respiratorio. Lo normal es de 16 a 20 movimientos por minuto.
Posteriormente el mismo estudiante deberá realizar 20 sentadillas, subir escaleras o ejecutar brevemente algún ejercicio, después de terminar esta actividad física se deberán realizar nuevamente las dos mediciones anteriores.
Registra tus datos en un cuadro como el siguiente:
Diego Ibarra:
Cuantificación Antes de la actividad física Después de la actividad física
Pulsaciones / min. 47 30
Frecuencia respiratoria
Ascensos-descenso/ min. 13 24
Erika Aranda:
Cuantificación Antes de la actividad física Después de la actividad física
Pulsaciones / min. 63 113
Frecuencia respiratoria
Ascensos-descenso/ min. 21 40
Graficas:
A. Frecuencia respiratoria y ritmo cardiaco
Discute con tus compañeros los resultados que observaron. Analicen las posibles causas que ocasionan que haya diferencias en el ritmo cardiaco y la frecuencia respiratoria entre una persona y otra .
Supongo que parte de la diferencia que hubo tanto en ritmo cardiaco como en frecuencia respiratoria entre las dos personas fue por la condición física , ya que si no estas acostumbrado a ejercitarte te cansas más rápido y no mantienes una respiración ni pulsaciones adecuadas o estables .
¿Por qué cuando se realiza algún ejercicio físico vigoroso se incrementa el número de inhalaciones y exhalaciones? ¿Para qué debemos respirar más rápido en esta situación?
Porque se necesita de más energía, entonces la caja torácica se expande y contrae para capturar una mayor cantidad de oxígeno para realizar la oxidación de moléculas orgánicas
¿Qué sucede con la frecuencia cardiaca y respiratoria durante el ejercicio?
Ambas frecuencias aumentan por la demanda de energía que se requiere para realizar dicha actividad.
¿Qué pasa con los niveles de oxígeno en tus pulmones durante el ejercicio?
Aumenta, ya que el tórax se expande y contrae, haciendo más eficiente la captura de oxígeno.
¿Qué relación hay entre el aumento de la frecuencia cardiaca y el aumento de la frecuencia respiratoria durante la actividad física?
Se aumenta la frecuencia respiratoria para capturar más oxígeno, este es llevado hasta los glóbulos rojos (frecuencia cardiaca) y transportado al líquido tisular para ser introducido a la célula.
B. El empleo de sensores para medir la concentración de CO2
Observa en la computadora la forma de las gráficas en las tres distintas situaciones. Comenta con tus compañeros de equipo estas observaciones y escriban en sus cuadernos las conclusiones a las que llegaron para cada una de las situaciones.
Nombre Pulsaciones/min. antes del ejercicio Pulsaciones/min. después del ejercicio Frecuencia respiratoria/min. antes Frecuencia/min. respiratoria despúes
Diego 47 50 13 24
Erika 63 113 21 40
Replanteamiento de las predicciones de los alumnos:
La relación entre el sistema respiratorio y circulatorio es muy importante en el ser humano, ya que ambos son necesarios para el proceso de respiración.
Realiza la caracterización de los conceptos:
*Inhalación: Es un proceso activo que se lleva a cabo por la contracción de los músculos respiratorios
*Exhalación: Es un proceso pasivo que se produce cuando los musculos respiratorios se relajan disminuyendo las dimensiones del torax y el volumen de los pulmones.
*Pulmones: Son dos órganos localizados en el tórax, tienen la forma de un cono, con su vértice superior truncado.
*Alvéolos: Son los encargados del intercambio de gases, entre el aire y la sangre, tienen paredes muy delgadas, rodeadas por una red de capilares sanguíneos.
*Difusión de gases: Es el intercambio de gases, de donde está en mayor concentración a donde lo esta en menor concentración.
*Diafragma: Es un músculo largo en forma de domo que se contrae de forma rítmica de manera involuntaria. Se localiza debajo de los pulmones.
Glóbulos rojos: Ó Eritrocitos son células de color amarillento, con la forma de un disco bicóncavo, sin núcleo y contienen un pigmento, la hemoglobina. Sirven para transportar el oxigeno por medio de la hemoglobina.
Conclusiones:
Con esta actividad queda claro la importancia del sistema circulatorio para realizar la respiración, en ocasiones al explicar este proceso no se involucra con la misma importancia al sistema circulatorio, sino que se cree que los pulmones realizan de manera independiente la respiración.
miércoles, 16 de marzo de 2011
Glosario de la lectura 4.
Glucosa: carbohidrato formado por seis carbonos por eso se denomina hexosa.
Molécula modelo que se utiliza para expirar como se lleva acabo el rompimiento de las moléculas orgánicas en el interior de las moléculas y la consecuente liberación de energía es decir la respiración
Respiración: proceso que realizamos todos seres vivos a nivel celular que consiste a la liberación de la energía que contienen todas las células orgánicas que sintetizan o incorporan durante la nutrición.
Glicolisis: proceso por el cual una molécula de glucosa se convierte anaerobiamente en dos moléculas de agua pirúvico liberando una pequeña cantidad de energía útil catalizada por encimas citoplasmáticas.
Matriz mitocondrial: solución densa en el interior de la mitocondria que rodeo las crestas, contiene encimas fosfatos, coenzimas y otras moléculas que intervienen en la respiración celular.
Ciclo de Krebs: etapa de la respiración celular en la cual los grupos acetilos se degradan a dióxido de carbono, las moléculas reducidas en el proceso pueden utilizarse en la formación de ATP.
Curtis Elena
Biología
Ed. Panamericana
Paj. 2-28
Molécula modelo que se utiliza para expirar como se lleva acabo el rompimiento de las moléculas orgánicas en el interior de las moléculas y la consecuente liberación de energía es decir la respiración
Respiración: proceso que realizamos todos seres vivos a nivel celular que consiste a la liberación de la energía que contienen todas las células orgánicas que sintetizan o incorporan durante la nutrición.
Glicolisis: proceso por el cual una molécula de glucosa se convierte anaerobiamente en dos moléculas de agua pirúvico liberando una pequeña cantidad de energía útil catalizada por encimas citoplasmáticas.
Matriz mitocondrial: solución densa en el interior de la mitocondria que rodeo las crestas, contiene encimas fosfatos, coenzimas y otras moléculas que intervienen en la respiración celular.
Ciclo de Krebs: etapa de la respiración celular en la cual los grupos acetilos se degradan a dióxido de carbono, las moléculas reducidas en el proceso pueden utilizarse en la formación de ATP.
Curtis Elena
Biología
Ed. Panamericana
Paj. 2-28
martes, 15 de marzo de 2011
Glosario de la lectura 3. Entrada y salida de sustancias de la célula.
* Acuaporinas: Son proteínas de la membrana que pueden facilitar el paso de moléculas de agua al interior
y exterior de la célula.
*Gradiente de concentración: Es la zona donde hay una variación continua de concentración de una determinada sustancia entre dos extremos.
*Iones: Particula cargada electricamente.
y exterior de la célula.
*Gradiente de concentración: Es la zona donde hay una variación continua de concentración de una determinada sustancia entre dos extremos.
*Iones: Particula cargada electricamente.
domingo, 6 de febrero de 2011
Mapa conceptual de lectura 1.
• Glosario:
-Lectura 1. ¿Para qué consumen oxígeno los seres vivos?*Joseph Priestley: Fieldhead, Gran Bretaña, 1733-Northumberland, EE UU, 1804) Químico, teólogo y filósofo británico. Completó sus estudios en el seminario calvinista de Daventry y ejerció el ministerio en varios centros de Inglaterra, complementando sus estudios teológicos y filosóficos con un vivo interés por las ciencias experimentales.
Hábil experimentador, condujo notables indagaciones en el campo de los fenómenos eléctricos, de los gases y de los procesos de calcinación. Entre sus experimentos, destacó el que le llevó a aislar, por primera vez, el oxígeno (1774), aunque no captó la verdadera naturaleza de este elemento y lo definió como «aire desflogistizado».
Otros estudios suyos guardan relación con la producción de oxígeno por las plantas expuestas a la acción de los rayos solares.
*Antonie Laurent Lavoisier: Químico Considerado el creador de la química moderna por sus estudios sobre oxidación de los cuerpos, el fenómeno de la respiración animal, análisis del aire, conservación de la masa (con el enunciado de una famosa Ley), calorimetría. Escribió un gran Tratado Elemental de Química. Dio nombre al hidrógeno y al oxígeno, identificó al azufre y al silicio y combatió la teoría del flogisto. Asumió asimismo la inspección nacional de las compañías de fabricación de pólvora y fue recaudador de impuestos, cargo por el cual fue guillotinado al producirse la Revolución francesa.
*Teoría del flogisto: La combustión han procedido de una detallada observación del fuego. A partir de 1650 el interés por este fenómeno radicaba en la posibilidad de encontrar nuevas aplicaciones al fuego y, `por medio de la máquina de vapor, obligarle a realizar los trabajos duros de la tierra. En 1702, Georg Ernest Stahl (1660-1734), desarrolló la teoría del flogisto para poder explicar la combustión. El flogisto o principio inflamable, descendiente directo del "azufre" de los alquimistas y más remoto del antiguo elemento "fuego" era una sustancia imponderable, misteriosa, que formaba parte de los cuerpos combustibles. Cuanto más flogisto tuviese un cuerpo, mejor combustible era. Los procesos de combustión suponían la pérdida del mismo en el aire. Lo que quedaba tras la combustión no tenía flogisto y, por tanto, no podía seguir ardiendo. El aire era indispensable para la combustión, pero con carácter de mero auxiliar mecánico. Las reacciones de calcinación de los metales se interpretaban a la luz de esta teoría del siguiente modo: el metal, al calentarse perdía flogisto y se transformaba en su cal. Es precisamente aquí donde falla la teoría del flogisto. Fue Lavoisier quien demostró la inexistencia del flogisto.
*Bibliografía Web:
http://www.biografiasyvidas.com/biografia/p/priestley.htm
http://enciclopedia.us.es/index.php/Antoine_Lavoisier
http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0314-01/flogisto.htm
lunes, 24 de enero de 2011
martes, 18 de enero de 2011
Respiración.
Ideas previas, tabla individual.
¿Qué es? ¿Reapira? ¿Como respira?
1. Rana Si Pulmones
2.Pez Si Branquias
3.Paramesium Si Anaerobio
4.Amiba Si Mitocondria
5.Elodea Si Estomas
6.Planta Si Estomas
7.Procarionte Si Anaerobio
8.Plantón Si Estomas
9.Helechos Si Estomas
10.Hongo Si Anaerobio
11.Bacteria Si Anaerobio
12.Grillo Si Pulmones
13.Humano Si Pulmones
lunes, 10 de enero de 2011
Carta compromiso .
Yo Dalia Escarlet Hernández Torres, me comprometo a:
- Hacer mis tareas a tiempo.
- Cumplir con los materiales para las prácticas (siempre y cuando ki sepa con tiempo “suficiente”).
- Estudiar para los exámenes.
- Organizarme con mi equipo.
- Aprender a hacer mapas conceptuales correctamente.
- Organizarme y no perder el entusiasmo hacia la clase.
- Poner mi mayor esfuerzo a la materia sin descuidar las demás.
- Hacer mis tareas a tiempo.
- Cumplir con los materiales para las prácticas (siempre y cuando ki sepa con tiempo “suficiente”).
- Estudiar para los exámenes.
- Organizarme con mi equipo.
- Aprender a hacer mapas conceptuales correctamente.
- Organizarme y no perder el entusiasmo hacia la clase.
- Poner mi mayor esfuerzo a la materia sin descuidar las demás.
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