domingo, 4 de mayo de 2014

Practica 1. Funcionamiento del aparto respiratorio humano y W de Gowin.


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


Biología 4


Profesora: María Eugenia Tovar


Alumnos:
García Moreno Kioa
Pérez García Claudia
Pérez Rodríguez María Fernanda
Romero Medel Brenda
Romero Baltazar Diana


Práctica: Funcionamiento del aparato respiratorio humano.


Equipo 1


Grupo: 618




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.

Problemas
1. ¿Cuál es la función principal del aparato respiratorio humano?
El aparato respiratorio es el encargado de captar oxígeno O2 y eliminar el dióxido de carbono CO2 procedente del metabolismo celular. El aparato respiratorio generalmente incluye tubos, como los bronquios, usados para cargar aire en los pulmones, donde ocurre el intercambio gaseoso.
2. ¿Qué relación hay entre la frecuencia respiratoria y el ritmo cardiaco?
La frecuencia respiratoria es el número de veces que una persona respira por minuto. Se suele medir cuando la persona está en reposo, y consiste simplemente en contar el número de respiraciones durante un minuto contando las veces que se eleva su pecho. El ritmo del pulso es la medida de la frecuencia cardiaca, es decir, del número de veces que el corazón late por minuto.
3. ¿Qué relación existe entre el aparato respiratorio pulmonar del ser humano y la respiración de las células?
El paso del oxígeno desde el exterior hasta las células es directa y muy sencillas en los organismos más simples, en las que se difunden desde el medio, pero no sucede así en las especies y grupos más avanzados. En estos existen un auténticomedio interno orgánicos separados del medio por una multitud de barreras constituidas por las membranas, tejidos y conductos biológicos. Por dicha razón, es preciso que tales organismos se desarrollen sistemas y aparatos adecuados que permitan que el oxígeno llegue hasta los últimos rincones del cuerpo.
4. ¿De dónde proviene el C02que se produce durante la respiración?
En larespiración se emplea el oxígeno del aire, que a su vez es un producto de la fotosíntesis, en donde se desecha dióxido de carbono; en la fotosíntesis se utiliza el dióxido de carbono y se produce el oxígeno.

Hipótesis
Mediante la realización de actividad física, es como la frecuencia cardiaca y respiratoria aumentaran. Debido a que las células realizan la respiración, necesitarán de una mayor cantidad de energía y deberán utilizar más oxigeno que dará como producto más dióxido de carbono.

Introducción                                                                                                                     
El aparato respiratorio humano se integra por un grupo de órganos encargados de introducir el oxígeno al cuerpo y conducirlo hasta los glóbulos rojos, así como de recoger y desechar el dióxido de carbono (CO2) que se produce en las células durante la degradación de la glucosa.
El proceso por el cual se introduce aire, y por tanto el oxígeno disuelto en él, se conoce como inhalación. Durante esta actividad el diafragma se contrae desplazando las costillas hacia arriba y hacia afuera con lo que se agranda el tórax permitiendo la entrada de aire a los pulmones y la consecuente difusión del oxígeno a la sangre. Otro proceso sucede cuando se expulsa el CO2: la exhalación. En este caso el diafragma se relaja desplazando las costillas hacia abajo y hacia adentro disminuyendo la cavidad torácica con lo que se facilita la salida de este gas. La inhalación  y la exhalación generan un ciclo básico de respiración o frecuencia respiratoria, en un ciclo respiratorio normal se presentan de 10 a 16 inhalaciones y exhalaciones por minuto, aunque pueden llegar a presentarse hasta 20.
Aunque la inhalación y la exhalación de aire son fases importantes de la respiración, ambas actividades representan sólo una parte del proceso respiratorio que lleva a cabo un organismo multicelular que depende del oxígeno para transformar la energía de las moléculas orgánicas en energía inmediatamente utilizable.
La respiración incluye todos los mecanismos involucrados en la toma de oxígeno, su difusión en la sangre y transporte a todas las células del cuerpo donde participa en las reacciones químicas que desdoblan las moléculas orgánicas, así como la eliminación del dióxido de carbono que se produce durante este proceso.
En el hombre como en muchos animales la respiración de las células individuales depende de los mecanismos empleados para hacer llegar el oxígeno hasta ellas y de la eliminación del dióxido de carbono que se produce durante su actividad respiratoria. En este sentido los pulmones juegan un papel relevante en el proceso respiratorio de los seres humanos ya que se encargan de remover continuamente los gases que se introducen o desechan durante esta función.
La respiración de un ser humano se puede medir cuantificando la cantidad de oxígeno o dióxido de carbono que se consume y desecha durante este proceso. El dióxido de carbono producido durante el desdoblamiento de glucosa en las células puede ser determinado empleando un sensor de gas, instrumento altamente preciso que puede registrar pequeños cambios en la concentración de dióxido de carbono disuelto en la atmósfera como los producidos por ejemplo durante la exhalación de aire en la respiración.


Material:
1 cronómetro
1 lápiz
Cuaderno
1 matraz kitazato de 250ml
30cm 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
Método:
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:

Cuantificación
Antes de la actividad física
Después de la actividad física

Pulsaciones / min.


Frecuencia respiratoria
Ascensos-descenso/ min.



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:
KIOA
Cuantificación
Antes de la act. Física
Después de la act. física


Abdominales
Trotar
Correr
Pulsaciones/min
53
1.    97
2.    60
3.    70
1.    126
2.    74
3.    57
1.    159
2.    95
3.    72
Frecuencia respiratoria Ascensos-descensos/min
19
1.   20
2.  21
3.  15
1.    21
2.    14
3.    14
1.    14
2.    14
3.    10


BRUNO

Cuantificación
Antes de la act. Física
Después de la act. física


Abdominales
Trotar
Correr
Pulsaciones/min
73
1.    73
2.    40
3.    40
1.    124
2.    84
3.    65
1.    120
2.    62
3.    53
Frecuencia respiratoria Ascensos-descensos/min
18
1.    11
2.    11
3.    11
1.    14
2.    11
3.    7
1.    14
2.    10
3.    7

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?

Si, se encontraron diferencias, especialmente en aquellas actividades donde el pulso cardiaco se había elevado por el consumo de una mayor cantidad de oxígeno para el abastecimiento de las células, por lo tanto el deshecho de estas, también era mayor (CO2)

¿Para qué piensas que se hizo el registro del dispositivo “control”?

Para tener una referencia de la cual partir y considerar cuanto ha aumentado el pulso cardiaco y respiración

¿Hubo alguna diferencia entre el registro de la respiración “en reposo” y “después de un ejercicio?

Sí, todos los datos se modificaron dependiendo de la cantidad de tiempo que hacían el ejercicio, entre más tiempo llevaba la actividad, mayor era la frecuencia respiratoria,  es decir,  aumentaba significativamente, pues en el chico en que se realizó el experimento, dichos datos se incrementaban de manera más lenta que en la chica que realizó los mismos.

¿Qué opinas del uso de estos instrumentos para trabajar en clase?

Debido a que sólo se utilizaron dos cronómetros, no se logró saber el uso de los sensores y su importancia en la práctica

Realiza la caracterización de los conceptos: Degradación de glucosa, aire, respiración pulmonar, reacción química, energía.

Degradación de glucosa: es el proceso mediante el cual se obtiene energía de la glucosa almacenada en nuestro cuerpo, y se aprovecha a nivel celular para beneficiar a nivel de organismos

Aire: Es una mezcla de gases que contiene oxígeno indispensable para la respiración celular y la sobrevivencia de los seres vivos

Respiración pulmonar: Proceso mediante el cual se transporta el oxígeno desde los pulmones al flujo sanguíneo hasta llegar a las células y se transportan los deshechos de estas que es el dióxido de carbono

Reacción química: Es el proceso por el cual una sustancia se convierte en otra mediante enzimas, proteínas y otros componentes del cuerpo humano

Energía: Es una unidad llamada ATP que nos ayuda a realizar las funciones básicas e indispensables para la vida diaria



Discusión:


Conceptos clave

Conclusiones
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 porque son diferentes en peso, fuerza, estatura y condición que tengan.
El oxígeno que los seres humanos necesitamos para tener energía es capturado por los pulmones y transportado por la hemoglobina hacía las células.

Bibliografía
UNAM y PAPIME. Programa de biología III: ELABORACIÓN DE UN MODELO CONSTRUCTIVISTA DE ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE BASADAS EN IDEAS PREVIAS PARA LA ENSEÑANZA DE LOS CONCEPTOS BÁSICOS DE LAS ASIGNATURA DE BIOLOGÍA III.


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