lunes, 14 de abril de 2014

PRACTICA 1



Universidad Nacional
 Autónoma de México
Colegio de Ciencias y Humanidades
Plantel Sur

PRACTICA 1
Respiración



Materia: Biología
Profesora: Dra. María Eugenia Tovar Martínez.
Equipo 5:
©

                                                      Grupo: “528”

Fecha de entrega: 28 de enero de 2014.

4.3.2. Actividades experimentales sugeridas para abordar la enseñanza de la respiración.
Actividad experimental 1.  Segunda etapa.

Funcionamiento del aparato respiratorio humano

Preguntas generadoras:
1.    ¿Cuál es la función principal del aparato respiratorio humano?
R: La función principal del aparato respiratorio es introducir aire a los pulmones, y que después el oxígeno entre a las células además de eliminar el dióxido de carbono de la sangre.

2.    ¿Qué relación hay entre la frecuencia respiratoria y el ritmo cardiaco?

R: El ritmo respiratorio y el ritmo cardiaco están ligados estrechamente las células exigen más oxígeno pues este oxigeno sirve para desdoblar compuestos organismo como la glucosa, para así poder transformarla en energía útil e inmediata para la célula.
3.    ¿Qué relación existe entre el aparato respiratorio pulmonar del ser humano y la respiración de las células?
     R: La relación es que el aparato respiratorio capta el oxígeno del medio externo y por medio del sistema circulatorio es llevado a todas las células quienes llevan a cabo la respiración.
4.    ¿De dónde proviene el C02 que se produce durante la respiración?
R: El CO2 que se desecha en el proceso de la respiración, es el desecho de la degradación de la glucosa que se lleva a cabo en las células. 

Planteamiento de las hipótesis:
Al hacer ejercicio y trabajar más duro, esos músculos necesitan más combustible, de la misma manera que un motor necesita más gasolina para ir más rápido.

El combustible (azúcar) y el carburante (oxígeno) llegan a los músculos a través de la sangre, por eso aumentan la frecuencia cardíaca y el ritmo respiratorio, para suplir esa demanda de más nutrientes y más oxígeno.

Introducción
 El aparato respiratorio generalmente incluye tubos, como los bronquios, las fosas nasales usadas para cargar aire en los pulmones, donde ocurre el intercambio gaseoso. El diafragma, como todo músculo, puede contraerse y relajarse. 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. El aparato respiratorio generalmente incluye tubos, como los bronquios, las fosas nasales usadas para cargar aire en los pulmones, donde ocurre el intercambio gaseoso. El diafragma, como todo músculo, puede contraerse y relajarse. 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.
La función principal del aparato respiratorio es conducir el oxígeno al interior de los pulmones, transferirlo a la sangre y expulsar las sustancias de desecho, en forma de anhídrido carbónico. El oxígeno inspirado penetra en los pulmones y alcanza los alvéolos. Las paredes de los alvéolos están íntimamente en contacto con los capilares que las rodean, y tienen tan sólo el espesor de una célula. El oxígeno pasa fácilmente a la sangre de los capilares a través de las paredes alveolares, mientras que el anhídrido carbónico pasa desde la sangre al interior de los alvéolos, siendo espirado por las fosas nasales y la boca.

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.



Cuantificación
Antes de la actividad física
Después de la actividad física

Pulsaciones / min.
Oscar: 72p/m
Citlaly: 90 p/m
Oscar: 88 p/m
Citlaly: 102 p/m
Oscar: 85 p/m
Citlaly: 78 p/m
Oscar: 105 p/m




Citlaly: 102 p/m
Frecuencia respiratoria
Ascensos-descnso/ min.

Oscar: 12 veces
Citlaly: 17 veces
Oscar: 18 veces
Citlaly: 22 veces
Oscar: 13  veces
Citlaly: 22 veces
Oscar: 14 veces
Citlaly: 25 veces





B. Empleo del sensor de gas CO2 para determinar la concentración de dióxido de carbono producido durante la respiración.
Conecta la interfase a la lap top y al sensor de gas CO2. Después enciende la computadora y la interfase.
Abre el programa Logger Pro y activa el sensor de gas CO2.
Ajusta las variables con las que se va a trabajar: partes por millón (ppm) para determinar la concentración de CO2 y minutos para medir el tiempo (5 minutos en intervalos de seis registros por minuto).
En la boca del matraz kitazato acomoda cuidadosamente el sensor. En la abertura lateral del matraz coloca el trozo de manguera, dóblala por la parte final y ajusta fuertemente este doblez con las pinzas Mohr. Coloca masking tape alrededor de la abertura para evitar fugas.
Espera 5 minutos para que se estabilice la concentración de CO2 que hay dentro del matraz, después de este tiempo comienza a colectar los datos de esta concentración haciendo click en el botón “collect”, registra los datos durante cinco minutos en intervalos de 6 registros por minuto. Esta primera muestra corresponde a tu control. 
Después de transcurridos los cinco minutos asegúrate de que se haya detenido el registro de datos. En un disco de 3 1/2  “guarda” esta información en un archivo al que llamarás “control”. 
Asegura nuevamente el sensor de gas CO2 a la boca del matraz, ten cuidado de que no se estén colectando datos cuando te encuentres preparando el dispositivo.
Cuando el dispositivo este listo retira de la manguera la pinza que sujeta su extremo final. Rápidamente tú o algún compañero de equipo deberán de Inhalar y exhalar normalmente 5 veces sin interrupción, el aire producido durante las exhalaciones deberá ser desechado al matraz kitazato a través de la manguera, cada vez que repitan esta operación procuren mantener cerrada al exterior la manguera, para hacerlo pueden presionar fuertemente con las manos el extremo final de ésta. Inmediatamente después de la última exhalación  comienza a registrar los datos sobre la concentración de CO2 haciendo “click" otra vez en el botón “collect” (recuerda que los registros se deben hacer durante cinco minutos en intervalos de 6 mediciones por minuto). Este registro corresponderá a la respiración en “reposo”, guarda los datos en un archivo independiente.
Posteriormente la misma persona de quien se recabaron los datos anteriores deberá realizar algún tipo de ejercicio con el fin de aumentar su frecuencia respiratoria. Después del ejercicio deberá inhalar y exhalar nuevamente siguiendo las instrucciones mencionadas en el punto número ocho. El registro de estos datos corresponderá a la respiración “después de un ejercicio”, crea un archivo nuevo para guardarlos.
Repite el mismo procedimiento con una persona más con el fin de realizar comparaciones.    

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?
R: Porque las células comienzan a producir más energía para el cuerpo lo que llevara a que la frecuencia cardiaca aumente y a su vez que la frecuencia respiratoria también tenga una aceleración.
¿Qué sucede con la frecuencia cardiaca y respiratoria durante el ejercicio?
R: El combustible (azúcar) y el carburante (oxígeno) llegan a los músculos a través de la sangre, por eso aumentan la frecuencia cardíaca y el ritmo respiratorio, para suplir esa demanda de más nutrientes y más oxígeno.
¿Qué pasa con los niveles de oxígeno en tus pulmones durante el ejercicio?
R: El nivel de oxigeno aumenta en los pulmones debido a que en la práctica que hicimos pudimos observar que la velocidad de la frecuencia respiratoria aumento por lo tanto es lógico que si entra una cierta cantidad de oxigeno normalmente y de repente esta se altera la cantidad de oxigeno que hay dentro de los pulmones aumenta a cierta cantidad donde las células puedan realizare el proceso de respiración de manera correcta.
¿Qué relación hay entre el aumento de la frecuencia cardiaca y el aumento de la frecuencia respiratoria durante la actividad física? 
R: La relación que este entre el aparato respiratorio es que este se ocupa de capturar el oxígeno, mientras que el aparato circulatorio se encarga de transportar el oxígeno a cada una de las células de nuestro organismo para que ellas realicen el proceso de respiración y obtención de energía
Realiza la caracterización de los conceptos: Inhalación, exhalación, pulmones, alvéolos, difusión de gases, diafragma, glóbulos rojos.

DEFINICIÓN
CONCEPTO


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
Emisión de un gas, vapor u olor.


Pulmones
Los pulmones son los órganos en los cuales la sangre recibe oxígeno desde el aire y a su vez la sangre se desprende de dióxido de carbono el cual pasa al aire. Este intercambio, se produce mediante la difusión del oxígeno y el dióxido de carbono entre la sangre y los alvéolos que forman los pulmones.


Alvéolos

Los alveolos son sacos recubiertos en su pared interna por líquido blanco y pegajoso. Los alveolos pulmonares son los divertículos terminales del árbol bronquial, en los que tiene lugar el intercambio gaseoso entre el aire inspirado y la sangre.





Diafragma

El diafragma, que 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

Los glóbulos rojos cumplen la importante función de transportar oxígeno. Estos glóbulos, que flotan en tu sangre, comienzan su travesía en los pulmones, donde recogen el oxígeno del aire que respiras. Después, se dirigen al corazón, que bombea la sangre, y reparten oxígeno a todas las partes del cuerpo.

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.  
Anota en tu cuaderno los datos que se obtuvieron en cada una de las tres situaciones en las que se registró la concentración de CO2 (control, respiración en reposo, respiración después de hacer ejercicio), arregla estos datos en tres tablas distintas y grafícalos en papel milimétrico.
Análisis de resultados:
Analiza con tu equipo las gráficas que hicieron y respondan las siguientes preguntas:
¿Encontraste diferencias en las concentraciones de CO2? ¿A qué crees que de deban?
R: NULO
¿Para qué piensas que se hizo el registro del dispositivo “control”?
R: NULO
¿Hubo alguna diferencia entre el registro de la respiración “en reposo” y “después de un ejercicio?
R: NULO
¿Qué opinas del uso de estos instrumentos para trabajar en clase?
R: NULO
Realiza la caracterización de los conceptos: Degradación de glucosa, aire, respiración pulmonar, reacción química, energía.

CONCEPTO
DEFINICION




Degradación de glucosa











Cuando la glucosa que llega a las células es degradada, en un proceso denominado glucólisis, con ayuda del oxígeno, cuya principal función es la de combustionar la glucosa. Como producto de este proceso se reconvierte en agua (que eliminamos o reutilizamos) y anhídrido carbónico (que exhalamos por medio de la respiración).

Este es el modo principal de obtener energía para realizar todas las actividades que la requieran. Cuando falta este glúcido, las proteínas esenciales se metabolizan para convertirse en energía y evitar daños irreparables.



Aire
El aire es la mezcla gaseosa que forma la atmósfera terrestre. Más allá del vapor de agua que aparece en distintas proporciones, este fluido está compuesto por 78 partes de nitrógeno, 21 partes de oxígeno y una de argón y otros gases similares, junto a algunas centésimas de dióxido de carbono.

El término se utiliza, por extensión, para nombrar a la atmósfera en general y al viento.



Respiración pulmonar

La RESPIRACIÓN PULMONAR consta de las siguientes ETAPAS:
a) MECÁNICA RESPIRATORIA
b) HEMATOSIS
c) RESPIRACIÓN INTERNA



Reacción química


La reacción es una acción que obra en sentido contrario a otra acción, ofreciendo resistencia u oposición. La reacción química, por su parte, es el proceso a través del cual dos sustancias se transforman en otras por la acción de un factor energético


Energía

El concepto de energía está relacionado con la capacidad de poner en movimiento o transformar algo.


Conceptos clave: Ritmo cardiaco, cavidad torácica, centro respiratorio, frecuencia respiratoria, ciclo respiratorio, sensor, sensor de gas CO2.

CONCEPTO
DEFINICION

RITMO CARDIACO




El ritmo cardiaco es el movimiento del corazón causado por el bombeo constante de sangre, este puede verse afectado por factores como la actividad física.

CAVIDAD TORÁCICA

Cavidad torácica (o cavidad de pecho) es compartimiento del cuerpo humano (y de otros cuerpos animales) que es protegido por pared torácica.



CENTRO RESPIRATORIO
Recibe señales de control de sustancias químicas, neuronales y hormonales y controla la velocidad y la profundidad de los movimientos respiratorios del diafragma y otros músculos respiratorios.


FRECUENCIA RESPIRATORIA
Se define como las veces que se respira (ciclo de respiración: se contraen y se expanden los pulmones) por unidad de tiempo.


CICLO RESPIRATORIO

La respiración es un trabajo totalmente rítmico del organismo. Las tres funciones básicas de la respiración son:
  • Aportar oxígeno para las necesidades de energía del cuerpo
  • Eliminar el dióxido de carbono
  • Ayudar a mantener el pH del plasma sanguíneo


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. 

UV De Gowin: http://prezi.com/fl84pu9k2ivd/funcionamiento-del-aparato-respiratorio-humano/


BIBLIOGRAFÍA
·         Tovar Martínez María Eugenia, Programa de biologia III, año 2006

·          
·          

http://www.biologia.edu.ar/animaciones/temas/ciclos/conceptos.html

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