UNIVERSIDAD NACIONAL

AUTÓNOMA DE MÉXICO

ESCUELA NACIONAL COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES

PLANTEL SUR

Práctica 2.

“Mecanismos Respiratorios”.

Alumnos:

Lechuga Marín Leonardo Pedraza Quintana Luz Marisol Rocha García Edna Odett Terán Carreón Tania Michel Xolalpa Jiménez Glenda Vanessa

Grupo: 628

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?

Hipótesis.

Los peces, almejas y artemias obtendrán el oxígeno por medio de sus branquias, en donde toman el oxígeno del agua y la distribuirán a las células por medio de vasos capilares. La lombriz captará el oxígeno por medio de la piel y el chapulín por medio de los espiráculos, que forman las tráqueas por las que se distribuirá el oxígeno a todas las células.

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.

IntroducciónCuando el O2 se difunde dentro de las células de un organismo, participa en la respiración celular, el proceso de oxidación de compuestos orgánicos que son fuente de energía celular. Como resultado de este proceso se forma CO2, que luego se difunde fuera de la célula a favor de su gradiente de concentración. Esto es cierto para todas las células aerobias; pero las sustancias pueden moverse eficientemente por difusión sólo hasta distancias muy cortas. Estos límites no representan un problema para los animales muy pequeños como los unicelulares o para ciertos pluricelulares, en los cuales cada célula se encuentra muy próxima a la superficie, habitualmente rodeada por un medio rico en O2. Sin embargo, la difusión no puede satisfacer las necesidades de los organismos de mayor tamaño, cuyas células pueden encontrarse a mayor distancia del aire o del agua que les sirve como fuente de O2.Un sistema respiratorio eficiente es aquel que provee a cada célula la cantidad adecuada de O2 en un tiempo suficiente para abastecer sus necesidades metabólicas, a la vez que permite la eliminación adecuada del CO2 producido por la célula.

Lombriz de Tierra.El interior del cuerpo está separado del exterior por una sola capa de células. A través de esta superficie húmeda, que expone una de sus caras al ambiente y la otra a los vasos sanguíneos, los gases se difunden libremente a favor de su gradiente de concentración. A medida que el O2 ingresa esdistribuído al resto de las células del organismo mediante el sistema circulatorio.

Las branquias son habitualmente superficies invaginadas. Las capas del tejido branquial pueden estar extendidas en un plano, apiladas, o formar distintos tipos de circunvoluciones.Los pulmones son cavidades internas desde las cuales el O2 contenido en el aire ingresa en el torrente sanguíneo.

Método.

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? El agua entra por la boca hasta llegar a 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? 7 en cada lado, 14 en total

Pez:Al respirar, el opérculo se cierra contra el cuerpo y los arcos branquiales sobresalen lateralmente, al mismo tiempo que el agua penetra en la boca del pez, abierta en ese momento. Al cerrarse la válvula oral los arcos branquiales se contraen, los opérculos se levantan y el agua es comprimida contra los filamentos. En ese proceso la sangre de las laminillas entrega el CO2 y absorbe el oxígeno del agua. Lo importante de este proceso es que la sangre fluye por las laminillas en el sentido opuesto al flujo del agua sobre los filamentos, produciéndose el denominado “flujo contracorriente”. En todo este proceso el agua que pasa a través de las branquias pierde el 80% de su contenido en oxígeno, el cual es recogido por el organismo del pez a través de la sangre.

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

Corta un filamento branquial y colócalo en un portaobjetos, obsérvalo al microscopio con el objetivo de 10X sin cubreobjetos.

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? El oxígeno entra 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.

Molusco:  Las branquias de los moluscos se llaman ctenidios.  La corriente de agua entra por la parte inferior de la cavidad, fluye hacia arriba atravesando  las branquias del lado frontal al frontal y sale por la parte superior de la cavidad paleal. El eje branquial tiene en su interior músculos, nervios y 2 vasos sanguíneos, uno aferente que lleva toda la sangre del cuerpo a las branquias y uno eferente que la devuelve, el primero está en la parte frontal y el segundo en el frontal, por lo que la sangre circula en ese sentido, que por otra parte es el sentido al de la corriente de agua. De esta forma se crea un sistema contracorriente en el que el gradiente de oxígeno y dióxido de carbono entre la sangre y el agua es siempre el máximo, logrando de esta forma la mayor oxigenación posible de la sangre.

2ª parte: La obtención del oxígeno a través de la piel y las tráqueas.A. Los espiráculos y las tráqueas. 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 se bombea por los estigmas anteriores, inflando el abdomen. Después, estos se cierran, el abdomen se contrae y el aire sale al exterior por los estigmas posteriores.

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 tráqueas en los insectos? La función de las tráqueas en los insectos es la de capturar y distribuir el oxígeno, esto provoca que los

organismos traqueales no necesiten del sistema circulatorio, ya que las tráqueas forman un sistema traqueal, que en otras palabras serian prácticamente tubos que

se van ramificando hasta llegar a las células directamente, por lo que es innecesario el sistema circulatorio para transportar el oxígeno a las células.

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

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

Las lombrices obtienen el oxígeno a través de la absorción por los vasos sanguíneos, llamados capilares. Y después es llevado a todas las células.

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

Las branquias son los órganos respiratorios de los peces, y están formadas por una serie de laminillas cutáneas, cubiertas por una fina piel, ubicadas sobre los arcos branquiales, sean estos óseos o cartilaginosos. Tienen una gran irrigación sanguínea y a ello deben su color rojo intenso. Estas branquias son conocidas como agallas y se ubican generalmente bajo un opérculo en la parte posterior de la cabeza.El agua aspirada a través de la boca, pasa por entre las laminillas branquiales.

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 tráqueas en los insectos y la piel en la lombriz, así como su relación con el aparato circulatorio.

El tipo de respiración del chapulín es traqueal, al ser un artrópodo terrestre posee tráqueas, que son órganos respiratorios sencillos en forma de tubos ramificados que no guardan relación con el sistema respiratorio. A través del espiráculo, se va a producir la entrada y salida de los gases respiratorios conducidos a cada célula del cuerpo, esto llevado a cabo por túbulos ramificados donde se va a realizar el intercambio gaseoso.

Es propia de insectos y otros artrópodos terrestres. Presentan una serie de tubos, llamados tráqueas que se abren al exterior por unos orificios que son los estigmas. Estos tubos se ramifican por todas las partes del cuerpo lo que permite que el intercambio de los gases, oxígeno y dióxido de carbono, se realice directamente en todas las células.

Replanteamiento de hipótesis.

Los peces, almejas y artemias obtendrán el oxígeno por medio de sus branquias, en donde toman el oxígeno del agua y la distribuirán a las células por medio de vasos capilares. La lombriz captará el oxígeno por medio de la piel y el chapulín por medio de los espiráculos, que forman las tráqueas por las que se distribuirá el oxígeno a todas las células. Estos mecanismos son producto de un largo proceso de evolución.

Conclusión.

Con esta práctica pudimos observar el sistema respiratorio de diversos seres vivos, tal es el caso de pez, de los juveniles de charal, del chapulín y de la almeja, y que se desarrollan en diversos ecosistemas. Más que nada, nosotros creemos que el objetivo de esta práctica esa desarraigar la creencia de que la respiración es un intercambio de gases como se ha afirmado durante mucho tiempo y que el organismo no puede separar como tal los compuestos del aire, sino que tiene que haber un proceso por el cual se vaya degradando las moléculas complejas en moléculas simples. También es importante destacar que las células de los organismos son las que respiran, que ellas cumplen las funciones esenciales de cada organismo.

Conceptos Clave.

Mecanismos respiratorios: El mecanismo de respiración consiste en la habilidad que tiene un individuo para llevar a sus pulmones el aire de la atmósfera (inspiración) y posteriormente exhalar el aire de los pulmones (espiración).

El diafragma y sus músculos asociados, la caja de las costillas, la musculatura asociada y las características mismas de los 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.

Obtención del oxígeno: El proceso de obtención del oxígeno va desde las vías respiratorias pasa a la sangre y se transporta a los tejidos (donde participa en la obtención de energía dentro de la mitocondria). El dióxido de carbono producido por el metabolismo celular es transportado siguiendo el camino inverso hasta los pulmones para su eliminación.

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. 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.

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. Los organismos de vida más compleja han tenido que desarrollar adaptaciones diversas para respirar. La más común son las branquias y un sistema circulatorio con hemoglobina o sustancias similares, para transportar oxígeno con eficacia.

Respiración de organismos terrestres: La mayoría de los animales terrestres respiran mediante pulmones, que son cavidades internas en las que se encuentra la superficie respiratoria. 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.

Branquias: Órgano laminar o filiforme, externo o interno, y de función respiratoria. Su forma y disposición de la organización anatómica varía según los grupos: en los crustáceos son expansiones laminares dependientes de los apéndices; en los moluscos se ubican en la cavidad paleal; en los peces y fases larvarias de los anfibios se relacionan directamente con la región de la faringe.

Espiráculos: Los espiráculos son las pequeñas aberturas exteriores de las tráqueas. Se encuentran en los costados del insecto y suelen ser veinte (10 pares), cuatro en el tórax, y dieciséis en el abdomen.

Quitina: La quitina es un polisacárido que se encuentra ampliamente distribuido en la naturaleza, constituyendo el segundo polímero más abundante después de la celulosa. Está constituida por moléculas de N-acetil-D-glucosamina, con enlaces (3 (—>4) y forma parte del caparazón de crustáceos, moluscos, insectos y otros seres vivos, defendiéndolos del contacto con el medio externo.

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 una parte muy importante del aparato respiratorio, es el tubo que conecta la nariz y la boca con los bronquios y los pulmones. Cuando un ser vivo inspira (toma aire) el aire entra por la boca o nariz y pasa a la laringe, de aquí pasa a través de la tráquea para llegar a los bronquios y finalmente a los pulmones. Su papel es el de ofrecer una vía abierta al exterior de los pulmones.

Respiración cutánea: La estructura respiratoria es el tegumento corporal. La piel es la encargada de realizar el intercambio gaseoso. Para ello, la piel debe de ser muy fina, estar húmeda y muy irrigada por el medio interno del ser del que se trate. En caso, de los gusanos.

Bibliografía y Cibergrafía.

Curtis H. (2008) Biología. Editorial Medica Panamericana. 7ma. Edición pp. 686-691

TenerifeOsteópata (Marzo 2008) El Diafragma- El mecanismo Respiratorio- Músculos que intervienen. Recuperado de: http://tenerifeosteopata.blogspot.mx/2008/03/el-diafragma-el-mecanismo-respiratorio.html

García S. (2004) “Biología 2” Editorial UMBRAL Primera Edición. Recursos EducaLAB. La Herencia Genética. Recuperado de:

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Tovar M. (2010) Programa de Biología III del Programa de Apoyo a Proyectos de Innovación Educativa (PAPIME)