Colegio de Ciencias y Humanidades Plantel Sur
Biología IV
Práctica número 1: Funcionamiento del aparato respiratorio humano
Equipo :2
Integrantes:
- Gonzales Bravo Raquel
- Pineda Garduño María Fernanda
- Rodriguez Quintana Taide
- Suárez Rangel María Teresa
Profesora: María Eugenia Tovar
Grupo: 618
TITULO: Funcionamiento del aparato respiratorio humano
HIPÓTESIS:
1. ¿Cuál es la función principal del aparato respiratorio humano?
R= Es introducir y conducir el oxígeno al interior de los pulmones,
transferirlo a la sangre y expulsar la sustancia de desecho que es el
dióxido de carbono.
2. ¿Qué relación hay entre la frecuencia respiratoria y el ritmo
cardiaco?
R= La frecuencia respiratoria se define como el número de
respiraciones que efectúa un ser vivo por unidad de tiempo, mientras
que 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 o el sedentarismo. El ritmo respiratorio y el
ritmo cardiaco están ligados estrechamente, la perturbación de uno
altera la función del otro. Así que si podemos controlar nuestra
respiración podemos controlar nuestro ritmo cardiaco.
3.¿ Qué relación existe entre el aparato respiratorio pulmonar del
ser humano y la respiración de las células?
R= El aparato respiratorio es el sistema de nuestro cuerpo que lleva
el aire (oxígeno) que respiramos hacia nuestro interior para hacer
posible el crecimiento y la actividad. El aire pasa desde la boca y la
nariz hasta los pulmones a través de las vías respiratorias (faringe,
laringe, tráquea, bronquios, tubos bronquiales, bronquíolos y
finalmente los alveolos) las cuales se van haciendo cada vez mas
pequeñas al llegar al pulmón.
Las células para llevar a cabo su respiración toman el oxígeno que les
lleva la sangre y lo utilizan para quemar los alimentos que han
absorbido, allí producen la energía que el cuerpo necesita.
4. ¿De dónde proviene el CO2 que se produce durante la respiración?
R= El dióxido de carbono se produce en las células y proviene de la
degradación o desdoblamiento de las moléculas de glucosa
Introducción
La principal función del aparato respiratorio es la de incorporar oxígeno del aire ambiental, necesario para el metabolismo celular, y eliminar el dióxido de carbono que se produce en esos procesos metabólicos.
El aparato respiratorio está formado por las fosas nasales, la faringe, la laringe, la tráquea, que se divide en dos bronquios: el derecho, que entra en el pulmón derecho, y el izquierdo que entra en el pulmón izquierdo. Los bronquios se dividen en bronquiolos dentro de los pulmones, y se distribuyen por los lóbulos de estos (hay tres lóbulos en el pulmón derecho y dos lóbulos en el izquierdo). Los bronquiolos a su vez se dividen en bronquiolos secundarios, que ventilan los distintos segmentos de los lóbulos, y finalmente, esos bronquiolos secundarios terminan en los alvéolos pulmonares. Los pulmones están rodeados por una membrana que se denomina la pleura o membrana pleural, que presenta dos hojas, una hoja parietal y una visceral.
El funcionamiento sincrónico de todas estas estructuras constituye la respiración, que consta de dos fases que se suceden cíclicamente, que son la inspiración y la espiración.
La inspiración es el proceso por el que el oxígeno entra en el organismo y llega a los alvéolos pulmonares. En ellos, mediante un mecanismo de difusión, el oxigeno se difunde a través de la membrana alveolar y se incorpora a los glóbulos rojos, mientras que el dióxido de carbono que estos traen desde las células del organismo realiza el proceso inverso y se incorpora al aire contenido en los alvéolos.
La espiración es la fase en la que el aire cargado de dióxido de carbono es expulsado al exterior.
Pero además de está función, en el aparato respiratorio se realiza otra función esencial para el ser humano, que es la emisión de voz o fonación. Esta se efectúa gracias a unas estructuras situadas en la laringe, que son las cuerdas vocales.
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:
MUJER
Cuantificación | Antes de la actividad física | Después de la actividad física Baja Media Alta |
Pulsaciones / min. | 69 | 73 84 194 |
Frecuencia respiratoria Ascensos- descensos/ min. | 21 | 23 24 34 |
HOMBRE
Cuantificación | Antes de la actividad física | Después de la actividad física Baja Media Alta |
Pulsaciones / min. | 46 | 48 48 112 |
Frecuencia respiratoria Ascensos- descensos/ min. | 21 | 22 22 27 |
Repite la operación al menos con una persona más y compara los datos registrados.
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?
R= Por que las células de los músculos requieren más energía ya que se esta realizando una mayor fuerza, la cual se obtienen por medio del oxígeno que es capturado por los pulmones, entonces entra oxigeno y sale dióxido de carbono con mayor velocidad.
¿Para qué debemos respirar más rápido en esta situación?
R=Por que al realizar una actividad física hay más demanda de oxigeno por parte de las células.
¿Qué sucede con la frecuencia cardiaca y respiratoria durante el ejercicio?
R=Tanto la frecuencia cardiaca como la respiratoria aumentan al realizar ejercicio físico.
¿Qué pasa con los niveles de oxígeno en tus pulmones durante el ejercicio?
R=Los niveles de oxígeno aumentan debido a que se requiere más energía.
¿Qué relación hay entre el aumento de la frecuencia cardiaca y el aumento de la frecuencia respiratoria durante la actividad física?
R= La relación es que al realizar una actividad física hay más demanda de energía, por lo tanto más demanda de oxígeno, lo que ocasiona que aumente la frecuencia respiratoria para cubrir esa demanda y la frecuencia cardiaca también aumenta porque se requiere una distribución más rapida del oxígeno a las células.
Realiza la caracterización de los conceptos: Inhalación, exhalación, pulmones, alvéolos, difusión de gases, diafragma, glóbulos rojos.
INHALACIÓN: Aspirar, voluntariamente o involuntariamente, ciertas sustancias, como gases, vapores, particulas, etc.
EXHALACIÓN: Despedir algunos gases, vapores u olores.
PULMONES: Órganos que pertenecen al mecanismo de respiracion del hombre y de los vertebrados que pueden vivir fuera del agua, son estructuras esponjosas, blandas, flexibles, que se comprimen y se dilatan, y ocupan una parte de la cavidad toráxica.
ALVÉOLOS: Cada una de las fosas hemisféricas en que terminan las últimas ramificaciones de los bronquiolos.
DIFUSIÓN DE GASES: Es un tipo de transporte celular, que consiste en el movimiento de moléculas ligeras de una concentración mayor a una concentración menor.
DIAFRAGMA: Membrana formada en su mayor parte por fibras musculares que separan la cavidad toráxica de la abdominal.
GLÓBULOS ROJOS: Son células globosas y rojas de la sangre que contienen en su interior a la hemoglobina.
INHALACIÓN: Aspirar, voluntariamente o involuntariamente, ciertas sustancias, como gases, vapores, particulas, etc.
EXHALACIÓN: Despedir algunos gases, vapores u olores.
PULMONES: Órganos que pertenecen al mecanismo de respiracion del hombre y de los vertebrados que pueden vivir fuera del agua, son estructuras esponjosas, blandas, flexibles, que se comprimen y se dilatan, y ocupan una parte de la cavidad toráxica.
ALVÉOLOS: Cada una de las fosas hemisféricas en que terminan las últimas ramificaciones de los bronquiolos.
DIFUSIÓN DE GASES: Es un tipo de transporte celular, que consiste en el movimiento de moléculas ligeras de una concentración mayor a una concentración menor.
DIAFRAGMA: Membrana formada en su mayor parte por fibras musculares que separan la cavidad toráxica de la abdominal.
GLÓBULOS ROJOS: Son células globosas y rojas de la sangre que contienen en su interior a la hemoglobina.
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?
R= Si
¿Para qué piensas que se hizo el registro del dispositivo “control”?
¿Hubo alguna diferencia entre el registro de la respiración “en reposo” y “después de un ejercicio?
R= Si hubo cambios en los registros de la respiración ya que el cuerpo estaba en reposos su respiración era normal y no necesitaba de una cantidad mayor de oxigeno despues de que se realizo una actividad fisica la respiracion se altero ya que habia mas demanda para obtener oxigeno y asi poder obtener mas energia.
¿Qué opinas del uso de estos instrumentos para trabajar en clase?
Realiza la caracterización de los conceptos: Degradación de glucosa, aire, respiración pulmonar, reacción química, energía.
DEGRADACION DE GLUCOSA: Es la transformación o desdoblamiento de la molécula de glucosa (carbohidrato) durante el proceso de respiración.
AIRE: Es una mezcla de gases que forma la atmósfera de la Tierra.
RESPIRACIÓN PULMONAR: Es el mecanismo respiratorio que se presenta en vertebrados terrestres y que tiene la funcion de capturar y transportar el oxígeno hacia las células.
REACCIÓN QUÍMICA: Es un proceso mediante el cual los átomos de una o más sustancias se reordenan para formar sustancias diferentes.
ENERGÍA: Es la capacidad que posee una persona, organismo u objeto para ejercer fuerza y realizar un trabajo.
DEGRADACION DE GLUCOSA: Es la transformación o desdoblamiento de la molécula de glucosa (carbohidrato) durante el proceso de respiración.
AIRE: Es una mezcla de gases que forma la atmósfera de la Tierra.
RESPIRACIÓN PULMONAR: Es el mecanismo respiratorio que se presenta en vertebrados terrestres y que tiene la funcion de capturar y transportar el oxígeno hacia las células.
REACCIÓN QUÍMICA: Es un proceso mediante el cual los átomos de una o más sustancias se reordenan para formar sustancias diferentes.
ENERGÍA: Es la capacidad que posee una persona, organismo u objeto para ejercer fuerza y realizar un trabajo.
Planteamiento de las hipótesis:
1. ¿Cuál es la función principal del aparato respiratorio humano?
R= Es introducir y conducir el oxígeno al interior de los pulmones,
transferirlo a la sangre y expulsar la sustancia de desecho que es el
dióxido de carbono.
2. ¿Qué relación hay entre la frecuencia respiratoria y el ritmo
cardiaco?
R= La frecuencia respiratoria se define como el número de
respiraciones que efectúa un ser vivo por unidad de tiempo, mientras
que 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 o el sedentarismo. El ritmo respiratorio y el
ritmo cardiaco están ligados estrechamente, la perturbación de uno
altera la función del otro.Así que si podemos controlar nuestra
respiración podemos controlar nuestro ritmo cardiaco.
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3.¿ Qué relación existe entre el aparato respiratorio pulmonar del
ser humano y la respiración de las células?
R= El aparato respiratorio es el sistema de nuestro cuerpo que lleva
el aire (oxígeno) que respiramos hacia nuestro interior para hacer
posible el crecimiento y la actividad. El aire pasa desde la boca y la
nariz hasta los pulmones a través de las vías respiratorias (faringe,
laringe, tráquea, bronquios, tubos bronquiales, bronquíolos y
finalmente los alvéolos) las cuales se van haciendo cada vez mas
pequeñas al llegar al pulmón.
Las células para llevar a cabo su respiración toman el oxígeno que les
lleva la sangre y lo utilizan para quemar los alimentos que han
absorbido, allí producen la energía que el cuerpo necesita.
4. ¿De dónde proviene el CO2 que se produce durante la respiración?
R= El dióxido de carbono se produce en las células y proviene de la
degradación o desdoblamiento de las moléculas de glucosa.
Conceptos clave:
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 o el sedentarismo . Aunque es bueno resaltar que algunas personas también se ven afectadas por enfermedades congénitas o desarrolladas.
CAVIDAD TORÁCICA: cavidad torácica (o cavidad de pecho) es compartimiento del cuerpo humano (y de otros cuerpos animales) que es protegido por pared torácica (jaula torácica y piel asociada, músculo, y faja).
CENTRO RESPIRATORIO: El centro respiratorio (CR) se encuentra en el bulbo raquídeo, que es la parte más baja del tronco del encéfalo. El CR 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: 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: La respiración es un trabajo totalmente rítmico del organismo, que a diferencia de otras funciones corporales internas (digestión, filtro de sangre por los riñones, latidos cardíacos) puede ser influenciada totalmente por la voluntad. Conscientemente podemos hacer una respiración más profunda y tranquila, lenta. Por el contrario no influimos tan directamente sobre los latidos cardiacos o la digestión.
Discusión:
El aparato respiratorio humano se encarga de introducir el oxígeno al cuerpo y conducirlo a los glóbulos rojos para recoger y desechar el CO2, que resulta de la degradación de la glucosa, por medio de la inhalación y exhalación los cuáles forman la frecuencia respiratoria y por medio de todos estos procesos se lleva el oxígeno a las células para que estas puedan respirar.
Cuando una persona realiza una actividad física la demanda de oxígeno incrementa por lo tanto la frecuencia respiratoria y circulatoria aumentan también.
Conclusión:
La respiración es un proceso por el cual se obtiene energía, este proceso se realiza a nivel celular y consiste en la oxidación de los compuestos orgánicos para poder obtener ATP.
El ritmo cardiaco y la frecuencia respiratoria aumentaran al realizar algún ejercicio, ya que existe un mayor esfuerzo y cantidad de aire, oxígeno y CO2. Pero también será diferente dependiendo del ser mujer u hombre por que son diferentes en peso, fuerza, estatura y condición que tengan.
El oxígeno que nosotros los seres humanos necesitamos para tener energía es capturado por los pulmones y transportado por la hemoglobina hasta las células.
Bibliografía:
- Tovar Martínez María Eugenia, Programa de biologia III, año 2006
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