UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES
-PLANTEL SUR-
BIOLOGÍA IV
PRÁCTICA EXPERIMENTAL I
Funcionamiento del aparato respiratorio humano
Grupo: 618
Equipo: 3
Integrantes:
JORDAN ALEJANDRE EUCLIDES LÓPEZ ÁNGELES DIANA ANDREA MARTÍNEZ JIMENEZ KENNY PAOLA MUCIÑO INFANTE ANA BELENActividad experimental 1. Segunda etapa.
Funcionamiento del aparato respiratorio humano
Preguntas generadoras:
1. ¿Cuál es la función principal del aparato respiratorio humano?
El aparato respiratorio ayuda a la tomar oxígeno del medio que nos rodea y eliminar el dióxido de carbono de la sangre (conocido como respiración externa). Pero también para designar el proceso de liberación de energía por parte de las células, procedente de la combustión de moléculas como los hidratos de carbono y las grasas (respiración interna).
2. ¿Qué relación hay entre la frecuencia respiratoria y el ritmo cardiaco?
El ritmo respiratorio y el ritmo cardiaco están ligados estrechamente, la perturbación de uno altera la función del otro. Para conseguir mayor eficacia de la respiración y distribución del oxígeno a las células, los aparatos circulatorio y respiratorio se vuelven más complejos.
Aquella persona que lleva a cabo actividades deportivas su ritmo cardiaco se mantiene constante por lo que tienen menos probabilidad de sufrir un infarto a comparación de las personas sedentarias a las que su ritmo cardiaco se acelera de forma rápida.
3. ¿Qué relación existe entre el aparato respiratorio pulmonar del ser humano y la respiración de las células?
Uno depende del otro, porque el aparato respiratorio pulmonar es un mecanismo que ayuda a la captación del aire el cual incluye oxigeno que viaja a través del mecanismo para poder llegar hasta las células y que estas respiren para obtener energía.
En primer lugar, el corazón se divide en cuatro cavidades, dos aurículas que reciben la sangre, y dos ventrículos que la expulsan. De este modo, la sangre oxigenada procedente de los pulmones, llega a la aurícula izquierda y es distribuida a todo el organismo desde el ventrículo del mismo lado. La sangre que retorna del organismo carente de oxígeno, lo hace a la aurícula derecha, siendo impulsada desde el ventrículo correspondiente hasta los pulmones, donde se oxigenará y retornará nuevamente al corazón. Estos animales, por tanto, disponen de dos circuitos independientes para la circulación de la sangre, el pulmonar y el sistémico.
Pero además, los eritrocitos (glóbulos rojos) han perdido el núcleo de tal modo que el volumen desocupado permite una mayor cantidad de hemoglobina en el interior de la célula, aumentando por tanto la capacidad de transporte de oxígeno.
4. ¿De dónde proviene el C02 que se produce durante la respiración?
En la respiración se queman azúcares en las mitocondrias celulares, aportando la energía necesaria para las funciones vitales. En esa combustión se consume oxígeno atmosférico y se arrojan, como productos de desecho, dióxido de carbono y agua.
Planteamiento de las hipótesis:
El aparato respiratorio humano nos sirve para la captación del aire que incluye al oxigeno del medio, donde interfiere el intercambio de gases, así como la liberación de energía, así nuestras células obtienen energía.
Introducción
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.
Para funcionar, las células de tu cuerpo necesitan oxígeno. El sistema respiratorio es el que se encarga de suministrar este elemento a la sangre, para que esta lo distribuya a todos los tejidos de tu cuerpo. Sin embargo, a causa del metabolismo celular (conjunto de cambios químicos y biológicos), en el organismo se forma un compuesto gaseoso llamado anhídrido carbónico, que carece de utilidad y es muy tóxico, por lo que debe ser eliminado, función que también cumple este sistema.El sistema respiratorio está formado principalmente por dos grandes secciones:
• Las vías respiratorias, es decir, el conjunto de estructuras formado por la cavidad nasal, la faringe, laringe, tráquea, bronquios y subdivisiones más pequeñas. Esta sección es la encargada de permitir la entrada de aire a las superficies respiratorias;
• el aparato pulmonar, donde se efectúan los intercambios gaseosos entre el aire del ambiente y la sangre.
Debido a la naturaleza gaseosa de sus contenidos, las vías respiratorias están cubiertas por una armazón ósea o cartilaginosa, que hace posible mantener abiertos estos caminos para que el aire pueda pasar libremente.
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
1 matraz kitazato de 250 ml
30 cm de manguera de hule nueva
1 pinzas Mohr
Masking tape
Equipo:
Sensor de gas CO2
Interfase ULI para el sensor de gas CO2
Lap top
Software Logger Pro
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:
Repite la operación al menos con una persona más y compara los datos registrados.
Omar | Actividad 0 | Actividad 1 | Actividad 2 | Actividad 3 | Actividad 4 |
Número de pulsaciones por (min) | 75 | 84 | 89 | 84 | 110 |
Número de respiraciones por min. | 13 | 14 | 16 | 9 | 19 |
Kenny | Actividad 0 | Actividad 1 | Actividad 2 | Actividad 3 | Actividad 4 |
Número de pulsaciones por (min) | 81 | 84 | 94 | 94 | 112 |
Número de respiraciones por min. | 21 | 22 | 16 | 16 | 24 |
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?
Si efectuamos algún tipo de ejercicio físico, los músculos necesitan de un mayor aporte de oxigeno, el cual debe provenir de los pulmones a través de la sangre; por ello al inicio del ejercicio hay un rápido incremento de la frecuencia cardiaca y respiratoria, índices que se normalizan en determinado momento cuando se llega al reposo.
¿Para qué debemos respirar más rápido en esta situación?
Para aumentar la cantidad de oxigeno que capturamos y las células puedan cubrir la demanda de energía que le estamos pidiendo al hacer dichas actividades
¿Qué sucede con la frecuencia cardiaca y respiratoria durante el ejercicio?
Las dos frecuencias se incrementan para que así se obtenga más oxigeno que como ya se menciono es indispensable para los músculos, en general para las células que lo requieren.
¿Qué pasa con los niveles de oxígeno en tus pulmones durante el ejercicio?
Incrementan, pues los músculos necesitan mayor cantidad de este elemento durante la actividad y se puede observar al ver movimientos del tórax, los cuales son: un ascenso y un descenso del diafragma.
¿Qué relación hay entre el aumento de la frecuencia cardiaca y el aumento de la frecuencia respiratoria durante la actividad física?
Sucede que cuando las células necesitan producir más energía, necesitan tener más oxígeno, por esta razón la frecuencia respiratoria aumenta para capturar una mayor cantidad de oxígeno, pero este oxigeno debe transportarse a todas las células, por ello la frecuencia cardiaca aumenta, debido a que es la sangre la que lo transporta.
Realiza la caracterización de los conceptos: Inhalación, exhalación, pulmones, alvéolos, difusión de gases, diafragma, glóbulos rojos.
Inhalación:
El proceso por el cual se introduce aire, y por tanto el oxígeno disuelto en él.
E exhalación:
Proceso sucede cuando se expulsa el CO2. 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.
Pulmones:
Son estructuras ramificadas que terminan en microscópicos sacos llamados alvéolos, donde la sangre y el aire están separados por una delgada membrana húmeda.
Alveolos:
Los bronquios y bronquiolos son las diversas ramificaciones del interior de los pulmones, éstos últimos terminan en unos sacos llamados alvéolos pulmonares que están rodeados de una densa red de capilares, siendo éste el único lugar donde la atmósfera y la sangre están separadas únicamente por una membrana.
Difusión de gases:
Es el fenómeno por el cual las moléculas de un gas se distribuyen uniformemente el otro gas. También se establece como la capacidad de las moléculas gaseosas para pasar a través de una membrana.
Diafragma:
Se localiza debajo de los pulmones, es el principal músculo de la respiración. Es un músculo largo en forma de domo que se contrae de manera rítmica y continua y, la mayoría del tiempo, de manera involuntaria. En la inhalación, el diafragma se contrae y se allana y la cavidad torácica se amplía. Esta contracción crea un vacío que succiona el aire hacia los pulmones. En la exhalación, el diafragma se relaja y retoma su forma de domo y el aire es expulsado de los pulmones.
Glóbulos rojos:
Son células pequeñas, delgadas y en forma de disco cóncavo por ambas caras. Son indiscutiblemente los cuerpos sólidos más abundantes en el torrente sanguíneo: en un momento dado, es probable que circulen por el organismo 25 billones de ellos.
Replanteamiento de las predicciones de los alumnos:
El aparato respiratorio nos ayuda a la adquisición de aire, que será transportado por la sangre a través de todo el cuerpo a todas las células. Es importante destacar que en él no ocurre la respiración, sino en las células mismas.
Conceptos clave: Ritmo cardiaco, cavidad torácica, centro respiratorio, frecuencia respiratoria, ciclo respiratorio, sensor, sensor de gas CO2.
Ritmo cardiaco:
El corazón es el músculo más importante del cuerpo, pues bombea la sangre al contraer y relajar sus válvulas. 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.
Cavidad torácica:
La cavidad torácica es una cavidad ósea que protege y sostiene a los órganos esenciales de los aparatos circulatorio y respiratorio.
Centro respiratorio:
Está situado en oblongata de la médula cuál es la parte más baja de vástago de cerebro. RC recibe las señales que controlan de naturalezas y de controles de los nervios, químicos y hormonales el índice y la profundidad de los movimientos respiratorios del diafragma y de otros músculos respiratorios.
Frecuencia respiratoria:
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.
Ciclo respiratorio:
Sucesión de fenómenos que conforman la ventilación pulmonar y que consisten en una inspiración seguida de una espiración de aire.
Sensor:
Los sensores de respiración existentes constan de una banda elástica que se estira con el movimiento de respiración del cuerpo, pero estas bandas con el tiempo tienden a aflojarse y la medición obtenida ya no es la correcta, además, es molesto para la persona colocarse estas bandas alrededor del cuerpo.
Sensor de gas CO2:
Con este sensor se puede explorar los cambios respiratorios en humanos niveles de CO2 basado en el ejercicio con la gama alta.
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.
Bibliografía:
BARAHOMA, Ana, 2006
Biología, ciencias
Edit.: Santillana
México, pp.328
Faltan las conclusiones y la cita del programa del curso.
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