MECANISMOS
RESPIRATORIOS
Autores:
1.
Laura Bravo Carmona
2.
Diana de Jesus Quiroz
3.
Guzmán Enríquez Guadalupe
Planteamiento de las hipótesis:
Los peces con ayuda de sus
branquias (formados por tejidos capilares finos donde circula la sangre), ahí
el oxígeno penetra en éstos a través de ellos, por el proceso de
ósmosis, mientras que el CO2 se disuelve en el agua.
Los grillos poseen un sistema
conformado por tráqueas, estos se abren al exterior y se van ramificando por
los tejidos y llegan a todas las células del insecto.
Las lombrices respiran por medio
de la pie (cutánea), la humedad juega un papel importante en su
respiración, ya que estos se exponen al oxígeno y vieja por los pequeños vasos
sanguíneos que se encuentran debajo de su piel.
En el caso de las almejas, respiran de igual
manera por medio de branquias.
Introducción
Los mecanismos respiratorios son superficies o
regiones expuestas directamente al medio externo, por donde el oxígeno es
difundido al interior del cuerpo hasta llegar a las células y el bióxido de
carbono es desechado al exterior.
La mayoría de los organismos acuáticos obtienen el
oxígeno disuelto en agua a través de sus aparatos branquiales, un tipo de
mecanismo respiratorio cuya forma permite que el paso del oxígeno aumenta hacia
los vasos capilares y sea distribuido a través del aparato circulatorio.
En los peces por ejemplo, la disposición de los
filamentos branquiales es de tal forma que la sangre es bombeada a través de
ellos en dirección opuesta a la del agua que lleva oxígeno. Esta forma de los
filamentos permite que la sangre que contiene más oxígeno, contacte con el agua
que lleva menos oxígeno. La cantidad de oxígeno en la sangre de cualquier parte
del filamento branquial es menor a la concentración de oxígeno del agua que
fluye por la cámara branquial, y así por difusión simple, el oxígeno siempre se
difunde desde el agua hacia la sangre. Como te podrás dar cuenta, la forma (estructura)
de las branquias está en estrecha relación con la entrada y salida de gases en
el agua (función), como resultado del proceso evolutivo y adaptativo que ha
llevado a los peces a ser el grupo de vertebrados más grande y mejor
distribuido en el medio acuático del planeta. Las branquias, son en este
sentido, una forma de convergencia evolutiva entre los crustáceos (artemias,
camarones), los moluscos (almeja) y muchos otros grupos de animales acuáticos,
ya que son estructuras adaptadas para la captura de oxígeno y eliminación del
bióxido de carbono y la ingestión de agua.
En el caso de los organismos terrestres se
presentan diferentes mecanismos respiratorios que permiten obtener el oxígeno
atmosférico, empleando estructuras complejas como los pulmones, característicos
de los animales vertebrados. En los organismos invertebrados en cambio, no
existen pulmones pero se presentan otras estructuras por donde el oxígeno es
captado del medio, por ejemplo a través de la piel como sucede en las lombrices
de tierra, o por unas diminutas perforaciones localizadas en los bordes
del abdomen de los chapulines llamadas espiráculos que se ramifican por todo el
interior del organismo formando las tráqueas de quitina por donde distribuye el
oxígeno directamente a todas las células.
Objetivos:
1. Describir la
estructura externa de un pez óseo.
2. Describir la
estructura externa de las branquias de un pez óseo.
3. Relacionar la
estructura con la función de las laminillas branquiales.
4. Describir la
estructura externa de un chapulín y una lombriz de tierra.
5. Describir la
estructura externa de la piel y los espiráculos.
6. 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
microscopioestereoscópico 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:
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? Ingresa mediante la boca y se mueve 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
¿Cuantos tiene? Tiene 8 en totas, cuatro de cada
lado.
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.
El opérculo de los peces se cierra contra su
cuerpo, los arcos branquiales en ese momento comienzan a sobresalir en forma
lateral, al mismo tiempo que el agua ingresa por la boca. Cuando se cierra la
válvula oral, los arcos branquiales se contraen, en ese momento los opérculos
se levan y el agua es comprimida contra los filamentos. En este punto ocurre el
proceso denominado “flujo contracorriente”, la sangre de las laminillas, la
cual fluye en el sentido opuesto del agua que entregan el dióxido de carbono y
absorben el oxígeno del agua. El agua qué pasa a través de las branquias pierde
el 80% de oxígeno, el cual es recogido por el organismo del pez a través de la
sangre.
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? 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.
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? Se bombea el aire por los estigmas interiores, los cuales se cierran,
contrayendo el abdomen 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 traqueas en los insectos? Capturar y
distribuir el oxígeno.
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? La sangre
transporta el oxígeno a todos los órganos para ser funcionales.
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, acto seguido se
distribuye a todas las células.
Replanteamiento de las predicciones de los alumnos:
Los organismos acuáticos tienen un sistema
branquial que les ayuda a separar el oxígeno del agua, y es llevado a través de
toda la sangre hasta cada una de las células, en el caso de los moluscos
esto además de separar el oxígeno obtiene alimento, ya que tiene branquias más
desarrolladas.
Los animales terrestres tienen un sistema pulmonar
y traqueal, en este último se dan más en los insectos como el grillo. Este
utiliza estructuras llamadas espiráculos para obtener el oxígeno y
distribuirlos a través de todas las células. En los animales con sistema
pulmonar, se tiene un proceso más largo pero al final lo único que respira en
todos los casos presentados son las células.
Conceptos clave:
Mecanismos respiratorios:
Son un conjunto de órganos importantes que cumplen con la función de obtener
oxígeno y transportarlo a todas las células del cuerpo.
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.
Discusión:
La práctica comenzó cuando Diana
De Jesus colocó agua en la tilapia mientras Guadalupe lo sostenía, después de
ello, Guadalupe se encargó de cortas las branquias junto con Diana Reyes, al
terminar de cortarla las branquias se colocaron en una de Petri mientras Laura
tomaba fotografías de cómo estas se veían, Diana De Jesus se encargó de cortar
un filamento de las mismas, mientras que Laura preparaba el microscopio.
Diana Reyes llevó a cabo la
preparación de los guppys para después ser vistos por el microscopio.
Mientras se realizaba lo antes
mencionado, Diana y Guadalupe intentaban abrir la almeja ya que fue un poco
difícil por la dureza de ésta, después Laura colocó el azul de metileno cuando
se logró abrir.
Guadalupe colocó las lombrices
en la caja de Petri para después ser vistas en el microscopio.
Conclusión.
Al término de la práctica se
concluye que podemos identificar diferentes estructuras por donde pueden respirar
algunas especies, como son la tráquea, las branquias y la piel, así como
identificamos que la respiración se lleva acabo de manera celular.
W de Gowin
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