Actividad experimental 2. Tercera etapa.
Mecanismos respiratorios
Preguntas generadoras:
1. Si los peces, almejas y artemias viven en el agua, ¿cómo obtienen el oxígeno?
Las branquias de los peces son capaces de capturar el oxígeno disuelto en el agua (nuestros pulmones no pueden, por eso no podemos respirar bajo el agua). El H2O pasa a través de las branquias y sale sin que le ocurra nada de nada. Los peces no respiran agua, respiran el oxígeno disuelto en ella.
2. Si las lombrices y chapulines no tienen pulmones, ¿cómo obtienen el oxígeno?
Las lombrices, otros gusanos y los anfibios respiran a través de la piel que es muy delgada. En este tipo respiración cutánea dice que tienen de respiración el oxígeno entra al organismo a través de las células de la piel y luego pasa al sistema circulatorio, que lo transporta a todo el cuerpo; de la misma manera, el dióxido de carbono, producto de la respiración celular es llevado a la piel y de ahí sale al exterior.
Planteamiento de las hipótesis:
Conoceremos la estructura externa de un pez óseo,su sistema respiratorio y la estructura externa de la branquias, relacionaremos diferentes funciones que se llevan acabo tanto en sus sistemas como estructuras. también trabajaremos las mismas forma con los chapulines y las lombrices de tierra. Es muy interesante conocer tanto sus estructuras como su sistemas y sobre todo sabes las características que cada animal puede tener
incluyendo al ser humano.
Introducción
Los SERES VIVOS tienen diferentes tipos de RESPIRACIÓN:
1- RESPIRACIÓN CUTÁNEA: Es la respiración que se realiza a través de la EPIDERMIS o Piel. En los Protozoos, la respiración se cumple por ÓSMOSIS a través de la delgada Citoteca que permite la entrada del Oxígeno disuelto en el agua y la eliminación del CO2. En los Invertebrados Inferiores (Poríferos, Cnidarios, Platelmintos y Anélidos), la respiración es CUTÁNEA, ya que el intercambio de gases respiratorios se produce por ÓSMOSIS a través de la delgada Epidermis. Las escasas distancias entre la Epidermis y las Células de otros Tejidos u Órganos asegura el transporte de gases sin dificultad.
2-RESPIRACIÓN BRANQUIAL: En los Invertebrados acuáticos y en los Peces, la presencia de un exoesqueleto o de una epidermis gruesa impide la respiración a través de las mismas. Surgen en ellos Órganos Respiratorios llamados BRANQUIAS EXTERNAS o INTERNAS provistas de un delgado Epitelio que permite el intercambio gaseoso mediante ÓSMOSIS. Las BRANQUIAS están íntimamente relacionadas con el Aparato Circulatorio que llega hasta ellas desde el cuerpo transportando CO2 y vuelve al cuerpo desde ellas cargado de O2. El intercambio gaseoso se llama HEMATOSIS. Respiran de esta manera algunos Anélidos, los Crustáceos, los Moluscos, Equinodermos, Peces y los Anfibios en estado larval.
3- RESPIRACIÓN TRAQUEAL: En los Invertebrados Terrestres como Insectos, Arácnidos y Miriápodos, la respiración es TRAQUEAL. Las TRÁQUEAS son delgados Tubos conectados con el exterior, ramificados numerosas veces y con terminaciones muy delgadas que se ubican directamente entre las Células. De este modo y sin intervención del Aparato Circulatorio, el intercambio se produce directamente desde las Tráqueas hasta las Células y viceversa.
4- RESPIRACIÓN PULMONAR: Es un tipo de Respiración que se realiza a través de los PULMONES. Los Pulmones son órganos huecos (en los Anfibios) o Esponjosos (en Reptiles, Aves y Mamíferos) a los cuales llega el aire a través de órganos conductores: Faringe, Laringe, Tráquea y Bronquios. Dentro de los Pulmones existen cavidades llamadas SACOS ALVEOLARES, que presentan paredes muy delgadas y permeables. A través de esas paredes se produce el paso del O2 desde el Pulmón a la Sangre y el pasaje de CO2 desde la Sangre hacia el Pulmón para su eliminación, mediante el proceso de HEMATOSIS o intercambio gaseoso a nivel pulmonar.
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.
Material:
Una navaja
Unas tijeras
Un desarmador
Una charola para disección
Guantes de cirujano
3 portaobjetos
3 cubreobjetos
1 pedazo de papel aluminio
Fotocopias de la estructura externa e interna de un pez, artemia y almeja.
Fotocopias de la estructura externa e interna de un chapulín y la lombriz de tierra.
Material biológico:
Una tilapia entera, fresca
Juveniles de charal o cualquier otro pez juvenil
Tres artemias
Un ostión o almeja viva (mercado de la Viga).
Tres chapulines
Tres lombrices de tierra
Equipo:
Microscopio estereoscópico
Microscopio óptico
Cámara digital o celular con cámara.
Procedimiento:
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?
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?
Corta una branquia y dibújala, con cada una de sus partes.
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. Realiza un esquema poniendo atención a la irrigación sanguínea, ¿Cómo entra el oxígeno a la branquia?
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.
2ª parte: La obtención del oxígeno a través de la piel y las tráqueas.
A. Los espiráculos y las traqueas.
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?
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 traqueas en los insectos?
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.
Resultados:
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.
Discute con tus compañeros sobre la función y estructura de las branquias en la Artemia y el ostión. Comparen estos resultados con los observados en la estructura y función de las branquias en los peces.
Análisis de resultados:
Transfiere 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.
R= Las BRANQUIAS son los órganos respiratorios mediante los que se realiza el intercambio de O2 y CO2 entre el medio interno del animal y el ambiente. Son órganos ramificados muy enrojecidos por la cantidad de capilares sanguíneos. Las BRANQUIAS están íntimamente relacionadas con el Aparato Circulatorio que llega hasta ellas desde el cuerpo transportando CO2 y vuelve al cuerpo desde ellas cargado de O2. El intercambio gaseoso se llama HEMATOSIS. Todos estos necesitan del flujo contracorriente para capturar mayor cantidad de oxígeno.
§ Indica las diferencias de las branquias que observaste en los distintos organismos.
Artemias:
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 esta 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
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.
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 traqueas en los insectos y la piel en la lombriz, así como su relación con el aparato circulatorio.
Las traqueas de los insectos y la piel de las lombrices son mecanismos respiratorios que se encargan de captar el oxígeno presente en el ambiente. una vez que el oxígeno ha sido capturado, debe ser distribuido a todas las células del organismo por el aparato circulatorio, quien recibe el oxígeno que ya ha sido capturado anteriormente por los mecanismos respiratorios.
Eliminación de residuos. Los restos generados en esta práctica deben ser recogidos en una bolsa de plástico y depositarlos directamente en el contenedor de basura del plantel.
Análisis de resultados:
Pudimos observar que todos los organismos han desarrollado mecanismos de respiración que les sirven para capturar el oxígeno de la atmósfera. Y aunque son diferentes en los organismos todos tienen la misma función, lo único que cambia entre ellos es la complejidad.
También pudimos determinar que la respiración se lleva acabo a nivel celular, porque nos dimos cuenta de que el oxígeno se reparte a todas las células donde se lleva acabo la respiración.
Replanteamiento de las predicciones de los alumnos:
Identificaremos distintos tipos de mecanismos de captura y transporte de oxígeno así como la eliminación de CO2 y la relación del aparato respiratorio y el aparato circulatorio en los animales.
DISCUSION
FRIDA
conoceremos la estructura externa de un pez óseo,su sistema respiratorio y la estructura externa de la branquias, relacionaremos diferentes funciones que se llevan acabo tanto en sus sistemas como estructuras. también trabajaremos las mismas forma con los chapulines y las lombrices de tierra. Es muy interesante conocer tanto sus estructuras como su sistemas y sobre todo sabes las características que cada animal puede tener
incluyendo al ser humano.
CAROLINA
con todas las observaciones que hagamos de los diferentes animales nos daremos una idea de cómo los animales han desarrollado mecanismos para la captura y transporte de oxígeno, resolviendo así el problema de llevar el oxígeno a todas las células del cuerpo.
Conceptos clave:
Mecanismos respiratorios: son adaptaciones que los seres vivos han desarrollado para capturar el oxígeno de la atmósfera. estos pueden ser externas o internas (invaginaciones o evaginaciones, respectivamente).
Obtención de oxígeno: es la captura de este gas que se encuentra presente en la atmósfera, puede requerir de mecanismos respiratorios, dependiendo de la cantidad de células que compongan al organismo.
Respiración de organismos acuáticos: algunos de los animales que viven en el agua, salen a la superficie para respirar, pero otros pueden usar el oxígeno que está disuelto en el agua. Los organismos de vida más compleja han tenido que desarrollar adaptaciones diversas para respirar; la más común es la de las branquias y un sistema circulatorio con hemoglobina o sustancias similares para transportar oxígeno con eficacia.
Respiración de organismos terrestres: al igual que los organismos acuáticos, los terrestres han desarrollado mecanismos que les permitan obtener el oxígeno presente en el aire. los más comunes son los pulmones y las traqueas.
Branquias:Son órganos muy vascularizados de los que se valen los seres vivos acuáticos tales como peces y crustáceos para realizar los procesos respiratorios.
Espiráculos:Los espiráculos son las pequeñas aberturas exteriores de las tráqueas. Los espiráculos se encuentran en los costados del insectos
Quitina: La quitina es un polisacárido de larga cadena que sirve como una armadura o pared celular para los hongos y los artrópodos, incluyendo todos los crustáceos
Adaptaciones:Se relaciona con la capacidad que presentan los seres vivos para acomodarse dentro de un medio por muy adverso que sea éste.
Tráqueas: Órgano en forma de pequeño tubo ramificado que forma el aparato respiratorio de la mayoría de los artrópodos terrestres.
Respiración cutánea: s la respiración que se realiza a través de la EPIDERMIS o Piel. En los Protozoos, la respiración se cumple por ÓSMOSIS a través de la delgada Citoteca que permite la entrada del Oxígeno disuelto en el agua y la eliminación del CO2. En los Invertebrados Inferiores (Poríferos, Cnidarios, Platelmintos y Anélidos), la respiración es CUTÁNEA, ya que el intercambio de gases respiratorios se produce por ÓSMOSIS a través de la delgada Epidermis. Las escasas distancias entre la Epidermis y las Células de otros Tejidos u Órganos asegura el transporte de gases sin dificultad.
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:
http://www.tecnun.es/asignaturas/Ecologia/Hipertexto/03AtmHidr/140VivHid.htm#Respiraci%C3%B3n%20en%20los%20organismos%20acu%C3%A1ticos
