jueves, 23 de febrero de 2012

PRACTICAS

Práctica 1. Funcionamiento del aparato respiratorio humano

Preguntas generadoras:
1. ¿Cuál es la función principal del aparato respiratorio humano?
Su función es la de abastecer de oxígeno al organismo, principalmente al cerebro, mediante la incorporación de aire rico en oxígeno y la expulsión de aire enrarecido por el anhídrido carbónico.
2. ¿Qué relación hay entre la frecuencia respiratoria y el ritmo cardiaco?
La frecuencia respiratoria se define como las veces que se respira (ciclo de respiración: se contraen y se expanden los pulmones) por unidad de tiempo, normalmente en respiraciones por minuto.
El ritmo cardiaco son los latidos del corazón, medidos en pulsos por minuto y es un indicador de la condición física confiable y fácil de medir. Con el podemos saber el nivel de esfuerzo en nuestro ejercicio.
3. ¿Qué relación existe entre el aparato respiratorio pulmonar del ser humano y la respiración de las células?
Que 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.
4. ¿De dónde proviene el C02 que se produce durante la respiración?
Se produce en las células durante la degradación de la glucosa.
Introduccion:
Aparato respiratorio Humano
El aparato respiratorio humano. Es el aparato encargado de captar el oxígeno (O2) del aire y de desprender el dióxido de carbono (CO2) que se produce durante la respiración mitocondrial.
Partes del aparato respiratorio. El aparato respiratorio humano está constituido por las fosas nasales, la faringe, la laringe la tráquea, los dos bronquios y los dos pulmones. El pulmón derecho tiene tres lóbulos y el izquierdo dos. Cada lóbulo pulmonar presenta centenares de lóbulos secundarios o lobulillos.
Los bronquios al entrar en los pulmones se ramifican apareciendo los bronquiolos, que se vuelven a ramificar entrando cada uno en un lobulillo, dónde al ramificarse de nuevo forman los capilares bronquiales que acaban en los sáculos pulmonares, las paredes de los cuales presentan expansiones globoses llamadas alvéolos pulmonares.
La mayor parte de la superficie interna de las vías respiratorias presenta células productoras de mucosidad (moco). Se trata de una sustancia muy viscosa dónde quedan adheridas las partículas que lleva el aire y que presenta sustancias antibacterianas y antivíricas. Además, las fosas nasales, la tráquea, los bronquios y los bronquiolos presentan internamente células ciliadas que mueven dicha mucosidad hacia la faringe, de dónde por deglución pasa al esófago.
Anatomía del aparato respiratorio humano.
1. Orificios nasales. Son dos orificios que comunican el exterior con las ventanas nasales, en el interior de las cuales hay unos pelos que filtran el aire y unas glándulas secretoras de moco que retienen el polvo y humedecen el aire.
2. Fosas nasales. Son dos amplias cavidades situadas sobre la cavidad bucal. En su interior presentan unos repliegues denominados cornetes, que frenan el paso del aire, favoreciendo así su humidificación y calentamiento.
3. Faringe. Es un conducto de unos 14cm que permite la comunicación entre las fosas nasales, la cavidad bucal, el oído medio (a través de las trompas de Eustaquio), la laringe y el esófago.
4. Boca. Permite la entrada de aire pero sin el filtrado de polvo y la humidificación que proporcionan las fosas nasales.
5. Lengua. Este órgano presiona el alimento contra el paladar para introducir los alimentos.
6. Epiglotis. Es una lengüeta que cuando es empujada por un bolo alimenticio se abate sobre la glotis cerrando el acceso e impidiendo así que el alimento se introduzca dentro de la tráquea.
7. Laringe. Es un corto conducto de unos 4cm de longitud que contiene las cuerdas vocales.
8. Cuerdas vocales. Son dos repliegues musculares y fibrosos que hay en el interior de la laringe. El espacio que hay entre ellas se denomina glotis y da paso a la tráquea. Constituyen el órgano fonador de los humanos.
9 . Cartílago tiroides. Es el primer cartílago de la tráquea. Está más desarrollado en los hombres. En estos provoca una prominencia en el cuello denominada la nuez de Adán y una voz más grave.
10. Esófago. Es un conducto del aparato digestivo que se encuentra detrás de la tráquea .
11. Tráquea. Conducto de unos 12cm de longitud y 2cm de diámetro, constituido por una serie de cartílagos semianulares cuyos extremos posteriores están unidos por fibras musculares. Esto evita los roces con el esófago, cuando por este pasan los alimentos.
12. Pulmones. Son dos masas globosas. El pulmón derecho tiene tres lóbulos y el izquierdo sólo dos.
13. Arteria pulmonar. Contiene sangre pobre en oxígeno y rica en dióxido de carbono, que se mueve desde el corazón hacia los pulmones.
14. Vena pulmonar. Contiene sangre rica en oxígeno y pobre en dióxido de carbono que se mueve desde los pulmones hacia el corazón.
15. Músculos intercostales externos. Son los que levantan las costillas para aumentar el volumen de la cavidad torácica y así producir la inspiración.
16. Costillas
17. Pleuras. Son dos membranas que rodean los pulmones. El espacio que hay entre ellas está lleno del denominado líquido pleural. Su finalidad es evitar el roce entre los pulmones y las costillas.
18. Cavidad torácica. Es la cavidad formada por las costillas y el esternón, dónde se alojan los pulmones.
19. Bronquios. Son los dos conductos en los que se bifurca la tráquea.
20. Bronquiolos. Son las ramificaciones de los bronquios. Las últimas ramificaciones originan los denominados capilares bronquiales que finalizan en los sáculos pulmonares, que son cavidades con numerosas expansiones globosas denominadas alvéolos pulmonares.
Considerando los dos pulmones hay unos 500 millones de alvéolos pulmonares.
21. Cavidad cardíaca. Es una concavidad en el pulmón izquierdo en la que se aloja el corazón.
22. Diafragma. Se trata de una membrana musculosa que durante la inspiración desciende permitiendo la dilatación pulmonar y durante la espiración asciende favoreciendo el vaciado de los pulmones.
La respiración externa o "ventilación" en los humanos.
La respiración externa o ventilación comprende las tres siguientes etapas:
1 . Inspiración. En ella los músculos intercostales externos se contraen y suben las costillas y el esternón, y el diafragma desciende. Todo ello aumenta la capacidad de la caja torácica, provocando que los pulmones se dilaten y entre aire rico en O2.
2 . Intercambio de gases. En ella el aire rico en O2 llega hasta los alvéolos pulmonares, las paredes de los cuales son tan finas que permiten el intercambio gaseoso. Como están recubiertos de finos capilares sanguíneos que contienen sangre cargada de CO2 y pobre en O2, el CO2 pasa al interior de los alvéolos y el O2 pasa a la sangre que hay en los capilares sanguíneos.
3 . Espiración. En ella los músculos intercostales externos se relajan y bajan las costillas y el esternón y el diafragma asciende. Todo ello disminuye la capacidad de la caja torácica, provocando que los pulmones se contraigan y, por lo tanto, que salga aire rico en CO2.
El intercambio gaseoso. Las características del intercambio gaseoso que se produce en los alvéolos pulmonares son:
1) La sangre procedente del corazón, que llega a los capilares sanguíneos que recubren los alvéolos pulmonares, está cargada de dióxido de carbono y contiene muy poca cantidad de oxígeno.
2) A los alvéolos pulmonares llega aire procedente del exterior que es rico en oxígeno. También llega dióxido de carbono procedente de los capilares sanguíneos. El resultado es una mezcla de gases en que predomina el oxígeno.
3) La distancia que hay entre los gases contenidos en el interior de los alvéolos pulmonares y los gases contenidos en el interior de los capilares sanguíneos es muy pequeña, sólo 0,6 micras (0,6µ) y las paredes que los separan son permeables a ellos. Debido a todo ello los gases pueden pasar de unos a los otros. El resultado es que ambas mezclas de gases acaban teniendo una composición muy parecida.
4) La sangre que sale de los capilares sanguíneos que recubren los alvéolos pulmonares hacia el corazón es rica en oxígeno y muy pobre en dióxido de carbono.
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.

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:

Resultados:

Cuantificación
Antes de la actividad física
Después de la actividad física
Hombre Mujer
Hombre Mujer
Pulsaciones / min.
61 69
93 139
Frecuencia respiratoria
Ascensos-descenso/ min.
13 24
16 38

Análisis de los 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. Análisis de resultados:
Responde los siguientes cuestionamientos:
¿Porque cuando se realiza algún ejercicio físico vigoroso se incrementa el número de inhalaciones y exhalaciones? ¿Para qué debemos respirar más rápido en esta situación?
Para aumentar la cantidad de oxigeno que capturamos y con estos, cubrir la demanda de oxígeno de las células.
¿Qué sucede con la frecuencia cardiaca y respiratoria durante el ejercicio?
Aumentan

¿Qué pasa con los niveles de oxígeno en tus pulmones durante el ejercicio?

Aumentan los niveles de oxígeno, pues los pulmones cubren la demanda de oxígeno.
¿Qué relación hay entre el aumento de la frecuencia cardiaca y el aumento de la frecuencia respiratoria durante la actividad física?
Al iniciar la actividad física, las células necesitan producir más energía, aumentando con esto la frecuencia respiratoria, para así satisfacer la demanda de oxígeno; mientras que la frecuencia cardiaca aumenta, puesto que el oxigeno debe ser transportado a las células a través de la sangre.
Realiza la caracterización de los conceptos:
Inhalación.-
La inhalación o inspiración es el proceso por el cual entra aire desde un medio exterior hacia el interior de un organismo (pulmones). La comunicación de los pulmones con el exterior se realiza por medio de la tráquea.
Exhalación.-
La exhalación o espiración es el fenómeno opuesto a la inspiración, durante el cual el aire que se encuentra en los pulmones sale de éstos.
Pulmones.-
órgano del sistema respiratorio típico de los vertebrados superiores (aunque aparece en algunos invertebrados). Constituye una estructura adaptativa al ambiente aeroterrestre en cuyas membranas se produce el intercambio gaseoso y el proceso de hematosis, al permitir la obtención de oxígeno y asegurar la eliminación al exterior del dióxido de carbono.
Alvéolos.-
[Lat. dim. de alveus, cavidad, hueco]: 1. Uno de los muchos sacos aéreos pequeños dentro de los pulmones en los que terminan los bronquíolos. Las paredes delgadas de los alvéolos contienen numerosos capilares por donde se produce el intercambio gaseoso entre el aire (que está en los alvéolos) y la sangre. 2. Cavidades donde se insertan los dientes de ciertos reptiles y mamíferos.
Difusión.-
[Lat. diffundere, derramar]: desplazamiento neto de moléculas desde zonas de mayor concentración hacia las zonas de menor concentración; es el mecanismo principal de movimiento de moléculas en una célula. Este desplazamiento ocurre sin gasto de energía externa.
Diafragma.-
[Gr. diaphrassein, hacer barricadas]: en los mamíferos, un tejido lamináceo (tendón y músculo) que constituye la separación entre las cavidades abdominal y torácica; interviene en la respiración.
Glóbulos rojos.-
[Gr. erythros, rojo + kytos, célula]: glóbulo rojo, también llamado hematíe, el portador de la hemoglobina sanguínea.
Replanteamiento de la hipótesis:
El ser humano cuando exhala por medio del aparato respiratorio, desecha dióxido de carbono como resultado de la respiración individual de todas y cada una de nuestras células. Esto sucede porque el aire que se introduce al organismo contiene oxígeno, el cual se combina con los nutrientes que hayamos ingerido.
Conceptos clave: Ritmo cardiaco, cavidad torácica, centro respiratorio, frecuencia respiratoria, ciclo respiratorio, sensor, sensor de gas CO2.
Relaciones. Con esta sencilla actividad los alumnos podrán comenzar a relacionar el proceso respiratorio con la liberación de la energía que se requiere para realizar cualquier actividad o trabajo. Además se da apertura a la concepción de la respiración como un proceso que se realiza a nivel celular.
Por otro lado involucra a los alumnos en el uso de equipos poco convencionales para comprender fenómenos biológicos y les permite aplicar conocimientos de otras disciplinas para interpretar los resultados que obtuvieron del monitoreo.

practica # 2


Preguntas generadoras:

1. Si los peces, almejas y artemias viven en el agua, ¿cómo obtienen el oxígeno?


A través de las branquias, los peces, almejas y artemias son capaces de captar el oxígeno disuelto en el agua


2. Si las lombrices y chapulines no tienen pulmones, ¿cómo obtienen el oxígeno?


Las lombrices llevan a cabo la respiración cutánea, en donde el oxígeno entra al organismo a través de la piel, de ésta pasa al sistema circulatorio y de esta manera se distribuye hacia las demás células.

Los chapulines obtienen el oxígeno gracias tráqueas que se van subdividiendo y haciendo cada vez más pequeñas, de esta manera el oxígeno llega directamente a la célula, sin necesidad de un sistema circulatorio.


Planteamiento de las hipótesis:

Los organismos marinos como son peces, almejas y artemias obtienen el oxígeno disuelto en el agua a través de sus aparatos branquiales, similar a la manera en la que los seres humanos la obtienen del aire.

Los chapulines lo toman por espiráculos que se ramifican como tráqueas por todo su organismo, llendo directamente a las células.

Las lombrices respiran por la piel, la cual está directamente conectada con el sistema circulatorio, de esta manera el oxígeno se distribuye por todas las células.

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, claro, el bióxido de carbono es desechado al exterior.

La respiración no sería posible sin el funcionamiento conjunto de esta serie de estructuras, musculares y nerviosas, que movilizan todo el sistema respiratorio con la finalidad vital de captar oxígeno.

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.


A. 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? A través de las branquias.


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? tiene 4 arcos branquiales


Corta una branquia y dibújala, con cada una de sus partes.


A. Opérculo


B. Branquias

C. Arcos branquiales (en estos se encuentran los filamentos branquiales).

Indica el recorrido del oxígeno desde el agua hasta el interior de la célula.


El oxígeno, disuelto en el agua, es capturado por los arcos branquiales.

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, ¿Cómo entra el oxígeno a la branquia? Por difusión.


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.


C. Observación de la función de las branquias en vivo empleando el modelo 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. La dirección de la corriente de agua es hacia el molusco.


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? A través de las traqueas.


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 disécalos y colócalos en un cubreobjetos y obsérvalas a 40x, notarás unos anillos quitinosos. Esquematiza las tráqueas, y el órgano que esté junto a estas estructuras ¿Qué función tienen las traqueas en los insectos? Transportar el aire por todo el cuerpo hasta otros túbulos menores o traqueolas.


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 la obtención del oxígeno con la circulación sanguínea? Una vez obtenido el oxígeno se va directamente a la circulación sanguínea y esta lo conduce a cada una de las células de la lombriz


Indica el recorrido del oxígeno desde el aire hasta el interior de 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.


§ Discute en equipo sobre la función de las branquias.


Su función es la de obtener oxígeno del agua y expulsar dióxido de carbono. Están íntimamente relacionadas con el sistema circulatorio pues por éste medio por el que el oxígeno puede ser transportado hasta las células.

§ Indica las diferencias de las branquias que observaste en los distintos organismos.


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.


Las tráqueas en los insectos sirven para ajustar el intercambio entre el oxígeno hacia las células y el dióxido de carbono al exterior, en función de las necesidades del oxígeno, se reducen las pérdidas por evaporación. El intercambio entre el Oxígeno y el Dióxido de carbono se hace por difusión directa a los tejidos de los insectos.

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:


Identificamos distintos tipos de mecanismos respiratorios utilizados por los seres vivos, con los cuales llevan a cabo la captura de oxígeno.


Conceptos clave: Mecanismos respiratorios, obtención de oxígeno, respiración de organismos acuáticos, respiración de organismos terrestres, branquias, espiráculos, quitina, adaptaciones, tráqueas, respiración cutánea.


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






Universidad

Nacional Autónoma de México


Colegio
de Ciencias y Humanidades


Plantel
Sur


    


Practica
III “Consumo de oxígeno durante la respiración de semillas de frijol y
lombrices”


Mondragón
López Saira G.

Hernández
Salas Paulina Fabiola

Salgado
Sandoval Ma. del Carmen

Valdes
Cisneros Samantha I.




Consumo
de oxígeno durante la respiración de semillas de frijol y
lombrices
Preguntas
generadoras:

1.
  
¿Las
plantas respiran?

si

2.
  
¿La
respiración en las plantas es similar a la que realizan los
animales?

si

3.
  
¿Qué
partes de las plantas respiran?

Este
proceso se realiza a través de unas aberturas de las hojas y de

las
partes verdes de la planta, llamadas
estomas
(
diminutas
aberturas

que
regulan la entrada y salida de los gases), y de otra serie de

aberturas
en la corteza de tallos,llamados lenticelas, o raíces(pelos

radicales).
Planteamiento
de las hipótesis:
Inferimos
que las gotas de colorante rojo que nos piden que coloquemos en el matraz de
semillas de frijol y lombrices sera el indicadro de la cantidad de oxigeno que
consumen los dos . El consumo sera diferente que aunque la respiracion de los
dos es similar. unos consumen mas energia que otros.


Introducción

La
respiración aerobia es realizada a nivel celular, por aquéllos organismos que
pueden utilizar el oxígeno atmosférico en la combustión de moléculas como la
glucosa, para la obtención de la energía que requieren las células. La energía
que se obtiene de la respiración es "administrada" por una molécula conocida
como
ATP.

La
respiración celular, proceso utilizado por la mayoría de las células animales y
vegetales, es la degradación de biomoléculas (glucosa, lípidos, proteínas) para
que se produzca la liberación de energía necesaria, y así el organismo pueda
cumplir con sus funciones vitales. Mediante la degradación de la glucosa
(glucólisis) se forma ácido pirúvico. Este ácido se desdobla a dióxido de
carbono y agua, generándose 36 moléculas de ATP. La respiración celular es una
parte del metabolismo, más precisamente del catabolismo, en la cual la energía
presente en distintas biomoléculas es liberada de manera controlada. Durante la
respiración, parte de esa energía es utilizada para sintetizar (fabricar) ATP,
que a su vez es empleado en el mantenimiento y desarrollo del organismo
(anabolismo). La respiración celular es un proceso mediante el cual las células
de los organismos oxidan nutrientes de los alimentos para que liberen energía.
Como resultado, el carbono presente en dichos nutrientes queda oxidado, es
decir, se transforma en dióxido de carbono que es eliminado por medio de la
respiración a la atmósfera. Para que se realice la respiración celular es
fundamental la presencia de oxígeno (respiración aeróbica). Los animales lo
toman de la atmósfera a través de órganos especializados (pulmones, branquias).
Los vegetales lo hacen mediante un aparato denominado estomas, ubicados en las
hojas y que será explicado más adelante. La respiración se efectúa durante las
24 horas. La cantidad de oxígeno que los vegetales absorben de la atmósfera a
raíz del proceso respiratorio es menor que la que desprenden al efectuar la
fotosíntesis, y el dióxido de carbono que desprenden también es menor a la
cantidad que absorben.

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 N

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:



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SEMILLAS
DE FRIJOL


LOMBRIZ

Tiempo
(min)

Desplazamiento
(cm)


Tiempo
(min)

Desplazamiento
(cm)

2

3


2

1

4

5.5


4

1.5

6

6.5


6

1.5

8

8


8

1.5

10

9


10

1.8

12

10


12

2

14

11


14

2

16

12


16

2.2

18

13.5


18

2.5

20

14.5


20

3

22

16


22

3.2

24

17


24

3.5

26

17.8


26

3.7

28

18.5


28

4

30

19.5


30

4.2

32

20


32

4.2


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:


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Tiempo
(min)

Desplazamiento
(cm)

2

1

4

2

6

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?

Por
que una semilla se encuentra en estado embrionario y al germinarse consume mas
energía por lo que necesita mas la  respiración

¿Por
qué crees que deban estar muertas las semillas que colocaste en el respirómetro
control?

para
comprobar que una semilla si esta viva y al erbirla se mueren y sabemos que  no
consume oxigeno

¿Hacia
dónde se mueve la gota del colorante? ¿Por qué crees que lo haga en ese sentido?

hacia
el matraz, por que esta haciendo un consumo de oxigeno, el oxigeno se encuentra
en el aire, por lo que al consumirlo se va acabando y hace vacio en el
respirometro por lo que la gota del colorante es absorvida o se mueve hacia el
matraz.

¿Bajo
que circunstancias podrá moverse en sentido contrario?

si
se produjera oxigeno en vez de consumirlo,

¿Por
qué crees que transcurra más tiempo en desplazarse la gota de colorante en el
respirómetro que contiene las lombrices?

por
que las semillas consumen mas rapido el oxigeno, ya que necesitan mas
energia.

¿Cómo
puedes saber que realmente el oxígeno consumido alteró la presión dentro del
respirómetro?

por
que se mueve la gota

¿Las
plantas y los animales consumen el mismo gas durante la
respiración?

si
pero en distinta cantidad, este gas es el oxígeno y es llevado a todas las
células.

¿La
respiración de plantas y animales es semejante?

s,
pues todos los organismos vivos realizan la respiración  en presencia de
oxígeno, este procesi se lleva a cabo a nivel celular, en las mitocondrias; el
proceso de respiración cosiste en la reducción de componentes orgánicos en
inorgánicos para la obtención de energía en forma de ATP; por lo tanto si es
semejante.

Caracteriza
los siguientes conceptos:

energía:


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*
Al
mirar a nuestro alrededor se observa que las plantas crecen, los animales se
trasladan y que las máquinas y herramientas realizan las más variadas tareas.
Todas estas actividades tienen en común que precisan del concurso de la
energía.

La
energía es una propiedad asociada a los objetos y sustancias y se manifiesta en
las transformaciones que ocurren en la naturaleza.

La
energía se manifiesta en los cambios físicos, por ejemplo, al elevar un objeto,
transportarlo, deformarlo o calentarlo.

La
energía está presente también en los cambios químicos, como al quemar un trozo
de madera o en la descomposición de agua mediante la corriente
eléctrica.
La
energía es una magnitud cuya unidad de medida en el S.I. es el julio
(J).




Oxígeno:
Es un elemento gaseoso ligeramente magnético, incoloro, inodoro e insípido. El
oxígeno es el elemento más abundante en la Tierra. Fue descubierto en 1774 por
el químico británico Joseph Priestley e independientemente por el químico sueco
Carl Wilhelm Scheele; el químico francés Antoine Laurent de Lavoisier demostró
que era un gas elemental realizando sus experimentos clásicos sobre la
combustión.

Degradación
de glucosa:es una fuente principal de energía en la mayoría de las células.
Cuando la glucosa se degrada en una serie de pequeños pasos por medio de
enzimas, una proporción significativa de la energía contenida en la molécula
vuelve a empaquetarse en los enlaces fosfato de las moléculas de ATP.

La
primera fase en la degradación de la glucosa es la glucólisis que se efectúa en
el citoplasma de la célula. La segunda fase es la respiración aeróbica, que
requiere oxígeno y, en las células eucarióticas, tiene lugar en las
mitocondrias. La respiración comprende el ciclo de Krebs y el transporte
terminal de electrones acoplado al proceso de fosforilación oxidativa. Todos
estos procesos están íntimamente relacionados.

Hidróxido
de sodio: es un sólido blanco cristalino sin olor que absorbe humedad del aire.
Es una sustancia manufacturada. Cuando se disuelve en agua o se neutraliza con
un ácido libera una gran cantidad de calor que puede ser suficiente como para
encender materiales combustibles. El hidróxido de sodio es muy corrosivo.
Generalmente se usa en forma sólida o como una solución de 50%. Otro nombre
común del hidróxido de sodio es soda cáustica.


Replanteamiento
de las predicciones de los alumnos:
Aceptamos
nuestra hipotesis ya que pudimos Inferir en que las gotas de colorante rojo que
nos piden que coloquemos en el matraz de semillas de frijol y lombrices sera el
indicadro de la cantidad de oxigeno que consumen los dos . El consumo sera
diferente que aunque la respiracion de los dos es similar. unos consumen mas
energia que otros, por que va a depender de acuerdo a las necesidades de cada
organismo.

Discusion
de resultados:
las
plantas al igual que loa animales respiran de una manera muy similar, pues quien
realiza realmente la respiración son las células, solo que cada organismo
utilizará mecanismos diferentes.


Conceptos
clave:

Respirómetro, respiración como función general de los seres vivos.

  • Respirómetro:
    es un dispositivo que se utiliza para medir la respiración, donde los
    organismos intercambian dióxido de carbono y el oxígeno como parte de su
    metabolismo.
    Estos
    dispositivos pueden ser utilizados para estudiar plantas y animales para
    aprender más sobre sus patrones de las vías respiratorias, y para vigilar la
    salud de un organismo individual, utilizando información conocida sobre este
    organismo como
    punto
    de partida.
  • Respiración como función
    general de los seres vivos:
    El
    proceso por el cual las células degradan las moléculas de alimento para obtener
    energía. La respiración celular es una reacción exergónica, donde la energía
    contenida en las moléculas de alimento es utilizada por la célula para
    sintetizar ATP.



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.

Conclusión:
La actividad experimental, nos ayudo a comprender que tanto los animales como
las plantas llevan a cabo la respiración celular, solo que con mecanismos
diferentes. Nosotros creíamos que las semilas germinadas hervidas respirarían
más que las que no estaban hervidas, pero nos dimos cuenta de que las que no
estaban hervidas respiraron más, pues siguieron su ciclo normal, mientras que
las que estaban hervidas consumen más rápido el oxígeno al principio por la
combustión y mueren, asi que dejan de consumir oxígeno y en el caso de las
lombrices, si van a consumir pero mas lento.


Ciberogarfía:
http://hnncbiol.blogspot.com/2008/01/respiracion-celular-clic-botn-derecho.html
http://www.genomasur.com/lecturas/Guia09.htm

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