13/4/11

ACTIVIDAD EXPERIMENTAL 1: Funcionamiento del aparato respiratorio

UNAM

COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES
PLANTEL SUR.

ALUMNOS:   
Abac Hernández Jonathan
Barrios Pinzón Alejandra
Beltrán Escamilla Hilda Liliana
Blancas Díaz Eloy Moisés
Hernández Lides José Manuel

GRUPO: 628               TURNO: MATUTINO

PROFESORA: MARIA  EUGENIA TOVAR MARTINEZ

MATERIA: BIOLOGIA IV

ACTIVIDAD EXPERIMENTAL 1: Funcionamiento del aparato respiratorio

                                       
Preguntas generadoras:
1.       ¿Cuál es la función del aparato respiratorio humano?

R= La función principal de este aparato del cuerpo humano es capturar el oxigeno del ambiente introducirlo al cuerpo y posteriormente transportarlo hacia la célula, además de de recoger y desechar el dióxido de carbono (CO2) que se produce en las células durante la degradación de la glucosa.


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

R= Se define la frecuencia cardiaca como las veces que el corazón realiza el ciclo completo de llenado y vaciado de sus cámaras en un determinado tiempo y el ritmo cardiaco es el movimiento del corazón causado por el bombeo constante de sangre, la relación entre ambos es que pueden verse afectados por factores como la actividad física o el sedentarismo.

3.                   ¿Qué relación existe entre el aparato respiratorio pulmonar del ser humano y la respiración de las células?

R= Los órganos o mecanismos del aparato respiratorio humano se encargan de capturar y transportar el oxigeno que se encuentra en el medio ambiente hacia la célula. Cabe mencionar que la respiración es un proceso que se lleva a cabo a nivel celular.


4.                   ¿De dónde proviene el CO2 que se produce durante la respiración?

R= El dióxido de carbono es producido durante el desdoblamiento de glucosa en las células.




Planteamiento de la hipótesis:

En esta primera práctica de respiración comprenderemos la relación entre frecuencia cardiaca y ritmo cardiaco donde esperamos que estas se vean afectadas por factores como la actividad física y el sedentarismo, además de comprender que la respiración no es solo un intercambio de gases ya que se obtiene energía cuando las moléculas orgánicas como la glucosa se van degradando y como producto de este proceso se obtiene bióxido de carbono (CO2). Esta práctica la llevaremos a cabo sabiendo que la respiración es un proceso a nivel celular.

Introducción:

El aparato respiratorio es el conjunto de estructuras que permiten la respiración, es decir, el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono entre la sangre y el aire atmosférico.
Las células necesitan el oxígeno para la combustión de las sustancias que les proporciona la energía. En este proceso, asimismo, producen otro gas, el dióxido de carbono, cuya acumulación resultaría tóxica y que, por tanto, deben eliminar. Las células intercambian estos gases con la sangre, y ésta, a su vez, con el aire atmosférico. Este último fenómeno se produce en los pulmones.
El aparato respiratorio, que trabaja junto con el circulatorio, consta, esquemáticamente de dos partes: las vías aéreas o respiratorias y los pulmones.
La imagen ilustra los órganos que componen el aparto respiratorio.
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
Interface 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:

Resultados del Registro aplicado a Alejandra:

Cuantificación
Antes de la actividad física
Después de la actividad física

Pulsaciones / min.
60/min
72/min
Frecuencia respiratoria
Ascensos-descenso/ min.
18/min
30/min



Resultados del registro aplicado a Eloy:
Cuantificación
Antes de la actividad física
Después de la actividad física

Pulsaciones / min.
60/min
72/min
Frecuencia respiratoria
Ascensos-descenso/ min.
18/min
24/min



Repite la operación al menos con una persona más y compara los datos registrados. 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?  Cuando efectuamos algún ejercicio físico el cuerpo tiene mas demanda de oxigeno, por ello tanto como las células del ser vivo necesitan oxigeno como lo necesitan también los músculos. Es por esto que al inicio de una actividad física incrementa la frecuencia cardiaca y respiratoria (por demanda de oxígeno)

¿Para qué debemos respirar más  rápido en esta situación? para que se aumente la cantidad de oxigeno, según este se requiera debido a la actividad fisica.

¿Qué sucede con la frecuencia cardiaca y respiratoria durante el ejercicio?

Las dos aumentaron

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

aumenta este nivel ya que los músculos necesitan de más oxigeno para trabajar.
¿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.

Análisis de resultados:
En la práctica analizamos nuestros resultados y todos observamos que al hacer alguna actividad física se incrementa el ritmo cardiaco y nuestra respiración. Esto es por que las células necesitan mayor cantidad de oxigeno para que la persona tenga una mayor resistencia y pueda hacer esa actividad física sin tener algún desequilibrio.
El corazón es como una bomba la cual nunca pude dejar de latir, ya que su función es hacer que la sangre llegue a todas las partes del cuerpo, está a su vez lleva el oxigeno inhalado y nutrientes que son necesarios para que las células puedan sobrebivir sin ningún problema. Es muy importante señalar que al hacer actividades físicas ejercitas todos los músculos del cuerpo y como el corazón es un músculo  provoca que lata mas veces de lo normal provocando que su resistencia sea mayor.

Discusión:
Esta práctica comprobó  nuestra hipótesis sobre el aumento de la respiración y los latidos del corazón, la practica consistió en que un hombre y una mujer corrieran durante un minuto, después de hacer la  actividad física les tomamos su frecuencia cardiaca y su frecuencia respiratoria. Estos signos los tomamos antes  y después de la actividad física y observamos cómo se incrementaron al hacer esa actividad física.
Nuestra discusión fue de cuanto aumentaría la frecuencia cardiaca y la frecuencia respiratoria, pero al final al checar los signos observamos que aumentaron el doble a como estaban en reposo.
Comprobamos que la Frecuencia Respiratoria y la Frecuencia Cardiaca están ligadas puesto que la primera se define cómo la captura de oxígeno y la FC es el transporte del oxígeno, por este motivo ambos son importantes o que paso cuando hicimos ejercicio) el otro también se alterará. Pero lo más importante es que comprobamos que la respiración es un proceso a nivel celular.

                                                          
Replanteamiento de la hipótesis: Nuestra hipótesis fue errónea ya que la Frecuencia respiratoria no es un intercambio gaseoso de Oxígeno por Bióxido de Carbono sino que es la captura de oxígeno. Y Comprobamos que la Frecuencia Cardiaca es el transporte de Oxígeno a las células.


Conclusiones: Queda comprobado que la respiración es un proceso a nivel celular. Básicamente la FR y FC son la captura y transporte de oxígeno para poder llevarlo a las células dos procesos que están ligados en la respiración, principalmente en aerobios como nosotros(seres humanos), y cualquier anomalía que haya en uno, también se verán  cambios en el otro (FR y FC), como lo vimos cuando comenzamos a correr la demanda de oxígeno fue más y la FC fue más alta, debido a que las células requieren más oxígeno.



Bibliografía:
·         Nueva autodidáctica, Enciclopedia Temática Universal, OCEANO, Barcelona, España, tomo II.

ACTIVIDAD EXPERIMENTAL 3: Consumo de oxígeno durante la respiración de semillas de frijol y lombrices.


UNAM

COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES
PLANTEL SUR.

ALUMNOS:   
Abac Hernández Jonathan
Barrios Pinzón Alejandra
Blancas Díaz Eloy Moisés
Beltrán Escamilla Hilda Liliana
Hernández Lides José Manuel

GRUPO: 628               TURNO: MATUTINO

PROFESORA: MARIA  EUGENIA TOVAR MARTINEZ

MATERIA: BIOLOGIA IV

ACTIVIDAD EXPERIMENTAL 3: Consumo de oxígeno durante la respiración de semillas de frijol y lombrices.



                                       



Actividad experimental 3.  Cuarta etapa.
Consumo de oxígeno durante la respiración de semillas de frijol y lombrices
Preguntas generadoras:
  1. ¿Las plantas respiran?
     R= Si, ya que como cualquier otro ser vivo requiere de energía para realizar sus actividades, por tanto todos necesitan consumir oxígeno para que este participe en el desdoblamiento de las moléculas orgánicas y así obtener dicha energía.
2. ¿La respiración en las plantas es similar a la que realizan los animales?
    R= Si, es muy similar por que tanto animales como platas requieren de mecanismos que capturen el oxigeno del ambiente y lo transporten a la célula para que este participe en el desdoblamiento de moléculas orgánicas como la glucosa y así obtener energía para realizar otros procesos. Además que este es un proceso a nivel celular.

¿Qué partes de las plantas respiran?
    R= Los mecanismo que ayudan a la captura del oxigeno son: los estomas, las lenticelas y las raíces.

Planteamiento de las hipótesis:
Tanto las plantas como los animales tienen una respiración similar, puesto que ambos tipos de seres necesitan consumir oxígeno para desdoblar moléculas orgánicas y liberar energía. Además, la respiración es un proceso a nivel celular.
Nosotros pensamos que la lombriz requiere mayor cantidad de oxígeno, ya que es más multicelular que las plántulas de frijol.
Introducción:

Como todo ser vivo, las plantas también respiran, al igual que los animales: realizan un intercambio de tipo gaseoso con la atmósfera, tomando oxígeno del aire y utilizan las reservas de hidratos de carbono para expulsar dióxido de carbono y agua en forma de vapor a la atmósfera. De igual forma que en el transcurso de la fotosíntesis, el intercambio gaseoso que se produce con la respiración se hace a partir de los estomas, o sea diminutas aberturas ubicadas en las hojas que regulan la entrada y salida de los gases. Este proceso también se realiza en otra serie de aberturas en la corteza de los tallos, llamados lenticelas, o raíces. Mediante ellos, también las plantas y vegetales eliminan vapor de agua es decir, transpiran.

La respiración se lleva a cabo tanto por el día como por la noche. La respiración de las plantas produce la transpiración o pérdida del agua. Cuando falta agua en la atmósfera las plantas tienen la capacidad de cerrar los estomas para no perder agua.


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:
Tiempo (min)
Desplazamiento (cm)


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:



Caso del frijol Germinado
Tiempo(min)
Desplazamiento(cm)
                                        2
0cm
                                        4
0cm
6
0cm
8
1cm
10
1cm
12
1.3cm
14
1.3cm
16
1.5cm
18
1.6cm


20
1.7cm




Caso del frijol no germinado
Tiempo (min)
Desplazamiento (cm)
2
0cm
4
0 cm
6
0 cm
8
0 cm
10
1 cm
12
1cm
14
1 cm
16
1.2 cm
18
1.2 cm


20                                                       1.3 cm


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 qué se pusieron a germinar las semillas antes de la práctica?

Al encontrarse la semilla en crecimiento observaríamos así la demanda de oxígeno que tiene, con ese objetivo se realizo la germinación de la semilla.

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

Como una manera de poder comparar y así mismo relacionar la respiración entre plantas y animales, como ya se sabe estos seres vivos realizan la respiración a nivel celular

¿Hacia dónde se mueve la gota del colorante?
¿Por qué crees que lo haga en ese sentido? ¿Bajo qué circunstancias podrá moverse en sentido contrario?

La gota se mueve en dirección hacia donde se encuentra la semilla o frijol, las gotas corre en ese sentido debido a que la semilla o lombriz requieren oxigeno y como que al momento que respira cualquiera de estas dos será como una inhalación, jalando así las gotas por medio del respirómetro.

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

Debido a que las lombrices no tienen la misma demanda de oxígeno que las semillas.

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

si, en este caso se consumió más oxigeno por parte de la semilla germinada ya que esta en pleno desarrollo.

¿La respiración de plantas y animales es semejante?

Si, ya que cada organismo realiza la respiración a nivel celular.

Caracteriza los siguientes conceptos: energía, oxígeno, degradación de glucosa, hidróxido de sodio.

Energía: Se refiere a la fuerza que se necesita para realizar un trabajo.

Oxígeno: Elemento químico gaseoso, esencial en la respiración.

Degradación de glucosa: Glucólisis quiere decir "quiebre" o rompimiento (lisis) de la glucosa. Es la ruta bioquímica principal para la descomposición de la glucosa en sus componentes más simples dentro de las células del organismo. La glucólisis se caracteriza porque, si está disponible, puede utilizar oxígeno (ruta aerobia) o, si es necesario, puede continuar en ausencia de éste (ruta anaerobia), aunque a costa de producir menos energía.
Hidróxido de sodio: el hidróxido de sodio es un sólido blanco cristalino sin olor que absorbe humedad del aire (a temperatura ambiente). 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.
Replanteamiento de las predicciones de los alumnos:
Nos pusimos a germinar semillas antes de la practica para que nos diéramos cuenta que cuando son semillas no hacen la fotosíntesis y por dentro ellas se encuentran en un medio especial por dentro de esa semilla para que se puedan alimentar antes de que les salga una plántula, de lo único que toman del exterior es agua, para formar glucosa.
La finalidad de la práctica era que viéramos que las plantas y animales respiran, pero también señalar que respiración y fotosíntesis son cosas muy diferentes.
Respiración: proceso a nivel celular siendo este el complemento de la alimentación, el cual es la oxido reducción de la glucosa para obtener energía.
Fotosíntesis: Forma de alimentación de las plantas.
Existen solo 4 formas distintas de respiración las cuales son cutáneo, pulmonar, branquial y traqueal; tanto las plantas como las plantas respiran cutáneamente, las lombrices respiran por la piel y las plantas por los estomas, lenticelas y raíz.
Discusión:
Al hacer esta práctica no sabíamos como las semillas de frijol respiraban, también no sabíamos cómo es que se alimentaban; lo único que sabíamos era que las lombrices respiran cutáneamente, (piel). En nuestro equipo solo sabíamos lo básico pero al hacer esta práctica vimos que el sistema respiratorio tiene una gran relación con el sistema circulatorio ya que es por la sangre donde se lleva el oxigeno a la célula. Para que la lombriz obtenga ese oxigeno debe de haber 4 difusiones las cuales hacen tardado esta obtención de energía para las células.
En los frijoles cuando son semillas solo absorben agua ya que por dentro tienen un medio creado específicamente de reservas para poder desarrollarse, cuando se comienzan a desarrollar rompen la semilla que viene siendo un cascaron y comienzan a fotosintetizar para poder crear glucosa de la cual se alimentan. Las plantas respiran igual que los animales aunque ellas desechen oxigeno.

Replanteamiento de la hipótesis:

Nuestra idea en la primera hipótesis fue errónea, puesto que las que requirieron mayor cantidad de oxígeno fueron las plántulas de frijol, precisamente porque están en pleno crecimiento.
Las plántulas no estaban realizando la fotosíntesis; se alimentaban de almidones, es decir, de las reservas que le proporcionó la planta madre, la cual elaboró azúcares, almidones, etc., por medio de la fotosíntesis.
Otro motivo por el cual no empleamos plantas fotosintéticas durante la actividad experimental fue porque nos hubiésemos confundido por el intercambio gaseoso.

Conclusiones:
Con esta práctica aprendimos dos cosas principalmente, la primera es que todo absolutamente todo ser vivo respira y, por ende, las plantas también. Y la segunda es que tanto animales como plantas respiran de una forma similar y esto se debe a que ambos tipos de seres necesitan consumir oxígeno para desdoblar moléculas orgánicas para liberar energía, además de tener siempre presente que la respiración es un proceso a nivel celular.