UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO COLEGIO
DE CIENCIAS Y HUMANIDADES
PLANTEL SUR
BIOLOGÍA IV
AUTORES:
· LÓPEZ RAMÍREZ YANITZEL
· QUINTANA REYES FRYDA FERNANDA
· FUENTES PEREZNEGRÓN IVÁN
· CONTRERAS PINEDA KAREN ABRIL
· JIMENEZ GARCIA IBET MICHELLE
GRUPO: 628
PRACTICA 2: Mecanismos Respiratorios.
Mecanismos respiratorios
Preguntas
generadoras:
1. Si los peces, almejas y artemias viven en el agua, ¿cómo obtienen el
oxígeno?
2. Si las lombrices y chapulines no tienen pulmones, ¿cómo obtienen el
oxígeno?
Planteamiento de las hipótesis:
Con las
preguntas generadoras, y tras analizar que todos los especímenes a analizar son
aerobios, nuestra predicción para esta práctica es que veremos no sólo las
estructuras sino la manera en que se realiza la respiración en diferentes tipos
de animales, desde invertebrados hasta peces, esto según las condiciones del
medio en el que viven, y así ver las adaptaciones que resuelven el problema de
respiración en cada caso. Además de ver las diferencias en los medios de
captación del oxígeno.
Introducción
Las todas células del
cuerpo dependen de un flujo de energía ininterrumpido; dicha energía se obtiene
de la oxidación de los alimentos. La obtención de oxígeno a través del aparato
respiratorio es escencial para todos los seres vivos.
El uso de oxígeno
directamente por las células es la respiración, mientras que la obtención de
oxígeno varia grandemente entre los diferentes grupos de seres vivos.
El intercambio de
oxígeno y bióxido de carbono se lleva a cabo gracias al aparato respiratorio,
dependiendo de cada ser vivo puede ser a través de los pulmones, branquias,
membranas, etc.
En los protistas se
lleva a cabo la respiración por difusión del oxígeno hacia el cuerpo y la
liberación del bióxido de carbono a través de la membrana plasmática.
En las lombrices de
tierra y otros animales que carecen de sistema respiratorio se capta el oxígeno
a través de la piel húmeda. De ahí pasan al resto del cuerpo por sistema
circulatorio y posteriormente hasta las células.
Los insectos y otros
artrópodos poseen tubos respiratorios llamados tráqueas que transportan el aire
hacia adentro y hacia afuera a través de unas hendiduras llamadas estigmas. Es
de los mecanismos más eficientes por la rapidez del proceso.
En muchos animales
acuáticos, la respiración se efectúa con ayuda de las branquias. El oxígeno
contenido en el agua fluye a través de la cámara branquial y posteriormente
hacia las células. El bióxido de carbono se libera por difusión hacia afuera de
la sangre en los canales branquiales.
Los reptiles, aves y
mamíferos respiran por medio de pulmones, la característica principal es el
recubrimiento epitelial húmedo con aire en las cavidades que contienen oxígeno
por un lado, por el otro la sangre de los capilares. El oxígeno de la cavidad
pulmonar se difunde hacia las células epitelial es y de ahí a la sangre. De ahí
finalmente por el sistema circulatorio llega a todas las células del cuerpo.
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.
Procedimiento:
·
Las branquias.
Las branquias de un
pez teleósteo.
El camino del oxígeno con su
transportador, el agua.
Abre la boca del pez e introduce tu
dedo hasta que atraviese las branquias, ¿por dónde se mueve el agua dentro del
pez? 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 y posteriormente corta una branquia y
obsérvala con atención.
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.
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.
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. Toma fotografía y posteriormente
observa como es el movimiento de las branquias así como la circulación que
sucede en el cuerpo de este organismo.
Observación de las
branquias en vivo de un molusco.
Toma una almeja u ostión y separa las
valvas empleando con 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 piel y las tráqueas.
Los espiráculos y las
tráqueas.
Coloca el chapulín en una caja de
Petri con una torunda de éter y espera a que se duerma.
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.
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.
Resultados:
Si los
peces, almejas y artemias viven en el agua, ¿cómo obtienen el oxígeno? mediante
las branquias, estructuras adaptadas para captar el oxígeno del agua.
Si las
lombrices y chapulines no tienen pulmones, ¿cómo obtienen el oxígeno? mediante
respiración cutánea y por tráqueas.
Gracias a esta práctica pudimos
entender la función de las branquias como medio de obtencion del oxígeno;
gracias al flujo de la corriente de agua observada en el pez. Con la obtención
del agua, por las diferentes estructuras, se hace llegar al cuerpo el oxígeno y
posteriormente a las células, este recorrido se pudo ver mejor en el ostión al
microscopio.
Pudimos ver la localización de las
branquias en los diferentes animales y con ello, tanto el tamaño como la forma,
en el caso del pez, se ve claramente la presencia de las branquias en la parte
lateral de la cabeza, por otro lado en la artemia se ven a lo largo del cuerpo,
desde la cabeza hasta la mitad de su cuerpo. Finalmente en el ostion podemos
observar como se localizan en la parte central, son mucho más pequeñas y compactas.
La piel y las tráqueas.
Los espiráculos en los insectos y artrópodos
constituyen su estructura de captación del aire, en esta parte ingresa el
oxígeno y se distribuye el aire rápidamente al resto del cuerpo, esto mediante
las tráqueas que son las estructuras internas, por ello y por la simplicidad es
uno de los mecanismos respiratorios más eficientes.
Por otro lado, en la lombriz, la respiración
cutánea por difusión es un mecanismo por más sencillo en el cual simplemente se
necesita de un medio húmedo que proporcione el oxígeno que será distribuido por el torrente sanguíneo.
Sin
duda alguna, al ser estos mecanismos más simples, aumentan su eficacia de
aprovechamiento energético y optimización del tiempo.
Replanteamiento
de las predicciones de los alumnos:
Tras la hipótesis planteada, la cual
establecía:
“Con las preguntas generadoras, y tras analizar que
todos los especímenes a analizar son aerobios, nuestra predicción para esta
práctica es que veremos no sólo las estructuras sino la manera en que se
realiza la respiración en diferentes tipos de animales, desde invertebrados
hasta peces, esto según las condiciones del medio en el que viven, y así ver
las adaptaciones que resuelven el problema de respiración en cada caso. Además
de ver las diferencias en los medios de captación del oxígeno.”
Los
peces, artemias y almejas obtienen el oxígeno por medio de sus branquias,
obteniéndolo del agua y así mismo, se distribuirá por todas las células de los
organismos por medio de sus vasos capilares.
Por
otra parte, los chapulines captan el oxígeno por medio de los espiráculos, que
será distribuido para todas las células.
La
lombriz capta el oxígeno por medio de la piel, y como todos los organismos,
también será distribuido el oxígeno a todas las células del organismo.
Conceptos clave:
·
Mecanismos
respiratorios
El mecanismo de respiración consiste
en la habilidad que tiene un individuo para llevar a sus pulmones aire de la
atmósfera exterior (inspiración) y posteriormente exhalar el aire de los
pulmones (espiración). Los factores que afectan a este mecanismo son
principalmente las vías aéreas internas. El diafragma y sus músculos asociados,
la caja de costillas, la musculatura asociada y las características de los
mismos pulmones son factores que intervienen en la respiración. La respiración
es llevada a cabo por los músculos que literalmente cambian el volumen de la
cavidad torácica y al hacerlo crea presiones negativas y positivas que mueven
el aire dentro y fuera de los pulmones. Dos grupos de músculos son utilizados;
aquellos que están dentro y cerca del diafragma que causan el movimiento hacia
arriba y hacia abajo del diafragma, cambiando el tamaño de la cavidad torácica
en la dirección vertical y aquellos que mueven la caja de costillas hacia
arriba y hacia abajo para cambiar el diámetro lateral del tórax.
Obtención
de oxigeno
Las fuentes industriales para obtener
oxígeno son el aire y el agua.
A partir del aire: Se extrae el
oxígeno por licuefacción y ulterior destilación fraccionada. El aire consta del
21% de oxígeno, 78% de nitrógeno y 1% de Argón, Neón, dióxido de carbono y
vapor de agua. Primeramente se separan del aire estos dos últimos compuestos; a
continuación se comprime, se enfría y se deja expandir, hasta que se produce la
licuefacción y se obtiene aire líquido. Después, este se deja evaporar
parcialmente, con lo cual se vaporiza el nitrógeno, cuyo punto de ebullición es
más bajo, dejando un residuo enriquecido en oxígeno. Mediante repetición
cíclica de este proceso se llega a preparar un oxígeno del 99,5% de
pureza. A partir del agua: Se obtiene
oxígeno muy puro por Electrólisis, como subproducto en la preparación del
hidrógeno. En los laboratorios: Se suele preparar por descomposición térmica
del Clorato de potasio Clorato de potasio KClO3. La reacción
2KClO3(s)= 2KCl(s) + 3O2(g)
Se cataliza por la presencia de
distintas sustancias sólidas, tales como el Dióxido de manganeso MnO2, óxido de
hierro (III), arena fina o vidrio en polvo. Se cree que la misión del Catalizador
es proporcionar una superficie suficiente para que pueda producirse el
desprendimiento del oxígeno gaseoso.
Respiración
de organismos acuáticos
Los seres vivos que respiran necesitan
oxígeno. Algunos de los animales que viven en el agua salen a la atmósfera para
respirar, pero muchos organismos pueden usar el oxígeno que está disuelto en el
agua.
|
Consumo de oxígeno (ml O2/gr.
peso seco/hora a 15°c)
|
|
|
Bacterias
|
110
|
|
Ciliados
|
0.5-10
|
|
Erizos,
medusas, anélidos
|
0.005-0.02
|
|
Crustáceos
|
0.1-0.2
|
|
Peces
pequeños
|
0.2-0.24
|
|
Peces
grandes
|
0.05-0.1
|
La
proporción de oxígeno en el agua depende mucho de la temperatura, de la
agitación de las aguas y la presión atmosférica y de la actividad de los
organismos fotosintéticos. El fitoplancton genera oxígeno y llega a
sobresaturar las aguas en las que se encuentran. Los organismos sin sistema
respiratorio ni circulatorio usan la simple difusión para que el oxígeno pase del agua a sus
células, pero la distancia máxima a la que este método es eficaz es del orden
de 1 mm. Por esto las medusas, las esponjas o las planarias que usan la
difusión para llevar oxígeno a sus células, tienen limitado su tamaño y la
forma de su cuerpo. Los organismos de vida más compleja han tenido que
desarrollar adaptaciones diversas para respirar. Las más comunes son las
branquias y un sistema circulatorio con hemoglobina o sustancias similares,
para transportar oxígeno con eficacia.
Respiración de
organismos terrestres
La
respiración pulmonar es la más frecuente en los animales terrestres, que
extraen oxígeno del aire atmosférico. Los órganos respiratorios son los
pulmones, que están rodeados de vasos sanguíneos que recogen el oxígeno del
aire y lo transportan al resto del organismo en la sangre. La mayoría de los
animales terrestres respiran mediante pulmones, que son cavidades internas en
las que se encuentra la superficie respiratoria. Algunas arañas tienen pulmones
en libro. Se trata de cavidades internas cuya pared está muy replegada,
formando láminas muy finas. También se da esto en muchos insectos. Los
vertebrados terrestres poseen cavidades internas cuyas paredes están llenas de
capilares sanguíneos. Estos captan el oxígeno del aire y liberan el dióxido de
carbono. Algunos animales pueden tomar el aire directamente a través de la
piel: es la respiración cutánea.
Espiráculos
Los
espiráculos son aberturas en la superficie de algunos animales que por lo
general conducen a sistemas respiratorios. Es un pequeño orificio detrás de
cada ojo que se abre a la boca en algunos peces. En los peces sin mandíbula
primitiva de la primera abertura branquial inmediatamente detrás de la boca es
esencialmente similar a la otra abertura branquial. Con la evolución de la
mandíbula en los primeros vertebrados con mandíbulas, esta hendidura branquial
se "atrapado" entre el delantero Gill-varilla y la varilla siguiente,
el hueso hiomandibular, el apoyo a la mandíbula bisagra y el anclaje de la
mandíbula con el cráneo propiamente dicho. La abertura branquial estaba cerrada
desde abajo, la abertura que quedaba era pequeña y el agujero-como, y se
denomina "espiráculo". El espiráculo todavía se encuentra en todos
los peces cartilaginosos, excepto los tiburones réquiem, tiburones martillo, y
quimeras, y en algunos peces óseos primitivos, los archivos. También se ve como
una muesca ótica en el cráneo de los labyrinthodontes extintas, y se cree que
está asociado con la
abertura del oído en amniotas y ranas.
Branquias
Se
encuentran en la parte posterior de la cabeza. Están formadas por una serie de
láminas superpuestas y recorridas por vasos sanguíneos. El agua penetra por la
boca o por los orificios nasales y circula entre las branquias, donde la sangre
absorbe el oxígeno y lo distribuye a todo el cuerpo. Este tipo de respiración
lo encontramos en peces, larvas acuáticas de anfibios e insectos.
Quitina
La
quitina es un biopolímero sumamente abundante en la naturaleza pues forma parte
del exoesqueleto de los artrópodos (el grupo animal más diverso y abundante del
planeta, que incluye a los insectos, crustáceos y arácnidos). También puede
encontrarse en el tejido estructural de algunas especies de moluscos, hongos y
microalgas. La quitina es un compuesto cuya principal función en la naturaleza
es estructural. Esto es, forma parte esencial de tejidos que dan soporte y
protección al cuerpo del organismo.
Adaptaciones
Una
adaptación biológica es un proceso fisiológico o rasgo morfológico o del
comportamiento de un organismo que ha evolucionado durante un período mediante
la selección natural de tal manera que incrementa sus expectativas a largo
plazo para reproducirse con éxito.
Tráqueas
La tráquea es un tubo flexible y
elástico constituido por anillos cartilaginosos los cuales están unidos entre sí por medio de
ligamentos intermedios que permiten su alargamiento o retracción.
Respiración cutánea
La
estructura respiratoria es el tegumento corporal. La piel es la encargada de
realizar el intercambio gaseoso. Para ello, la piel debe ser muy fina, estar
húmeda y muy irrigada por el medio interno del animal. Encontramos este sistema
respiratorio en animales como los anélidos, algunos moluscos, y anfibios;
incluso, en ciertos equinodermos. En moluscos y anfibios es necesario
complementar su función con otros sistemas respiratorios.
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.
Bibliografía:
Fundamentos
de zoología. Boolotian. Pp.450
http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/2esobiologia/2quincena8/2quincena8_contenidos_3b.htm
http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/2esobiologia/2quincena8/2quincena8_contenidos_3a.htm
Programa
del curso de Biología III Dra. María
Eugenia Tovar, UNAM
Informe de práctica: No fueron contestadas las preguntas generadoras; falta el material, la discusión y las conclusiones.
ResponderBorrarW de Gowin: Es una excelente síntesis, sin embargo faltan imágenes.