Secretaría de Educación - Gobierno de la Ciudad ... · 1.c. Diferentes adaptaciones evolutivas en...

Biología - Biología - Biología - Biología - Biología - Biología - Biología - Biología - Biología - Biología

Secretaría de EducaciónSubsecretaría de EducaciónProyecto Educación Adultos 2000

Coordinador pedagógico:Lic. Roberto Marengo

Equipo técnico-pedagógico:Lic. Ayelén AttíasLic. Valeria CohenLic. Daniel LópezLic. Norma MerinoLic. Noemí ScaletzkyLic. Alicia Zamudio

EQUIPO DE EDICIÓN:

Coordinadora de producción de materiales:Lic. Norma Merino

Procesamiento didáctico:Lic. Sandra Muler

Especialistas en Contenidos:Lic. Laura LacreuLic. David Aljanati

Colaboración en la edición:Lic. Betina Akselrad (pedagógico)Dra. Fabiana Leonardo (legal)

Diseño gráfico:Patricia Barrios

BIOLOGÍA - BLOQUE 3Copyright

Secretaría de Educación del Gobierno de la Ciudad Autónoma de Buenos AiresSubsecretaría de Educación

Gobierno de la Ciudad Autónoma de Buenos AiresProyecto Educación ADULTOS 2000

Av. Díaz Velez 4265 - Tel./Fax: 4981-0219 (C1200AAJ) - Ciudad Autónoma de Buenos Aires

Buenos Aires, Julio de 202Queda hecho el depósito que establece la ley 11.723

ISBN 987-549-051-2

Agradecemos la colaboración de los profesores consultores del Proyecto: Julio Manjón,Estela Sansebastián y Adriana Rossi, por el valioso aporte realizado a esta guía de estudio.

Acerca de este materialAcerca de este material 55

Unidad 1: Las funciones del metabolismoUnidad 1: Las funciones del metabolismo

energético y las estructuras asociadasenergético y las estructuras asociadas 77

1.a. Los sistemas digestivo y respiratorio: dos sistemas

fundamentales para el metabolismo energético. 12

1.b. El sistema circulatorio y su relación con los otros

sistemas que aportan al metabolismo energético. 24

1.c. Diferentes adaptaciones evolutivas en los sistemas

que participan en la función de nutrición. 30

Autoevaluación de la Unidad 1 35

Respuestas a la Autoevaluación 39

Orientaciones para estudiar con la bibliografíasugerida en esta unidad 45

3

BiologíaBiologíaBloque 3Bloque 3


Índice

El mantenimiento de las funcionesEl mantenimiento de las funcionesvitales en el organismo humanovitales en el organismo humano


4

Unidad 2: Las funciones homeostáticas y lasUnidad 2: Las funciones homeostáticas y las

estructuras asociadasestructuras asociadas 4747

2.a. El sistema urinario y su función excretora. 49

2.b. La respuesta inmune: el reconocimiento de lo propio

y de lo ajeno. 56



Orientaciones para estudiar con la bibliografía

sugerida en esta unidad 76

Unidad 3: Las funciones de integración yUnidad 3: Las funciones de integración y

control y las estructuras asociadascontrol y las estructuras asociadas 7979

3.a. El sistema nervioso y sus principales funciones. 81

3.b. Cerebro y evolución humana. 89

3.c. El sistema endocrino y sus principales funciones. 93



Ud. encontrará pequeñas diferencias entre algunos títulos de este índice y delprograma que fue publicado. Las mismas no tienen importancia para el estudiode la materia; simplemente se trata de mínimos ajustes realizados durante laproducción de esta guía de estudio.

Con esta entrega Ud. recibe la Guía de estudio correspondiente al Bloque 3 de

Biología, que fue elaborada especialmente para el Proyecto Educación Adultos

2000. Se trata de una propuesta que tiene la finalidad de orientarlo y guiarlo en su

proceso de aprendizaje.

Sin embargo, deberá tener presente que esta guía no es un libro de texto ni intenta

reemplazarlo. Por lo tanto, para estudiar deberá acudir a la Bibliografía.

Este bloque está organizado en tres unidades.

En cada unidad Ud. encontrará una introducción general para ubicarlo en los

temas centrales que se tratarán. Luego se enumeran los contenidos y se presenta

la bibliografía sugerida para estudiar esta materia.

A su vez, cada unidad presenta actividades de distinto tipo.

Algunas le proponen que Ud. las resuelva con los conocimientos que dispone, sin

recurrir a los libros de texto, con el propósito de que reflexione sobre esos conoci-

mientos y comience a interiorizarse en el tema.

Un segundo tipo de actividad requiere que recurra a los textos para poder resolverlas.

Un tercer tipo de actividad le propone la aplicación de los conocimientos adquiridos.

También encontrará actividades de integración, para que Ud. pueda realizar una

síntesis de lo que aprendió.

Por lo general, las actividades o grupos de actividades, van precedidas de un texto

explicativo cuya finalidad es interiorizarlo en los temas que van a abordar. Estos

textos no reemplazan, de ninguna manera, la bibliografía sugerida.

Al finalizar cada unidad le presentamos una autoevaluación, y a continuación las

respuestas correspondientes. Esperamos que mediante su resolución, Ud. pueda

5



Acerca de este material

darse cuenta de qué es lo que efectivamente aprendió y qué temas aún debe volver

a repasar.

Le recordamos que en las consultorías tiene un espacio para presentar todas sus

dudas y pedir las orientaciones que necesite.

Luego de esta presentación, le proponemos comenzar con el trabajo.

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IntroducciónIntroducción

Todos los organismos, independientemente de que estén formados por una o muchascélulas, requieren del aporte constante de materia y energía proveniente del medioexterno. Así, se define como metabolismo energético a todos los mecanismosfisiológicos que permiten a los sistemas vivos aprovechar para sí mismos los aportesde materia y energía provenientes del entorno. Los mecanismos fisiológicos son losmecanismos de funcionamiento de los organismos que, en conjunto, cubren susnecesidades biológicas.

A lo largo de la evolución de los seres vivos se han desarrollado una serie de estructurasespecializadas en las funciones de captación, transformación y aprovechamiento dedicha materia y energía que ingresa al organismo.

En los organismos unicelulares eucariotas (cuyas características fueron estudiadas en laUnidad 1 del Bloque 1) y en cada una de las células de los organismos multicelulares,estas funciones son llevadas a cabo por diversas organelas tales como la membranacelular, las mitocondrias, los retículos y vesículas.

Pero es en los organismos multicelulares donde el gran volumen corporal requierecubrir la necesidad de asegurar la llegada de los nutrientes a cada una de las células.A lo largo de la evolución biológica han surgido estructuras y procesos de un altogrado de complejidad y especialización que permitieron cubrir dichas necesidades.

El estudio de estas estructuras y procesos involucra a diferentes tejidos, órganos ysistemas de órganos que, en conjunto, cumplen estas funciones. El sistema digestivoen los mamíferos, por ejemplo, incorpora los alimentos y los transforma en materialesaptos para ser aprovechados por las células de todo el cuerpo. Una serie de órganos(boca, esófago, estómago, intestinos) y de glándulas anexas (salivales, vesícula biliar,páncreas) participan de estos procesos de transformación. El producto de estatransformación se incorporará entonces al torrente sanguíneo, que distribuirá estosmateriales a todo el organismo.

Desde hace miles de años, uno de los signos vitales privilegiados fue el de la mecánicarespiratoria: al detectar la entrada y salida de aire de los pulmones, tanto el médico


7


Unidad 1: Las funciones delmetabolismo energético y lasestructuras asociadas

como el lego podían afirmar que aún continuaba la vida. Sin embargo, no fue hastadespués de que los químicos descubrieron el oxígeno y se determinó su papel encada una de las células, que se llegó a comprender la importancia de la respiraciónpara los seres vivos como el mecanismo más importante a través del cual se obtienela energía química contenida en los alimentos que ingerimos.

Los tres sistemas de órganos a los que hemos hecho referencia hasta el momento:sistema digestivo, sistema circulatorio y sistema respiratorio, confluyen en elcumplimiento de una única función: la nutrición.

En esta unidad nos concentraremos en el estudio del proceso de nutrición, particu-larmente en humanos, respondiendo a preguntas tales como:

• ¿Cuáles son los mecanismos principales que permiten cubrir la función de nutrición?

• ¿Cuáles son los tejidos, órganos y sistemas de órganos más importantes queparticipan en dicha función?

• ¿Cómo se integran las funciones de diferentes sistemas de órganos proveyendola materia y energía necesaria que asegura la supervivencia del organismo?

Contenidos

1.a. Los sistemas digestivo y respiratorio: dos sistemas

fundamentales para el metabolismo energético.

1.b. El sistema circulatorio y su relación con los otros

sistemas que aportan al metabolismo energético.

1.c. Diferentes adaptaciones evolutivas en los sistemas

que participan en la función de nutrición.

Bibliografía sugeridaBibliografía sugerida

• Aljanati D.; Wolovelsky E.; Tambussi C. Biología III: “Los códigos de laBiología III: “Los códigos de lavida”vida”, Ediciones Colihue, Buenos Aires, 1997.

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• Barderi M.; Cuniglio F.; Fernández E. y otros. Biología: “Citología,Anatomía y Fisiología. Genética, Salud y Enfermedad”, EditorialSantillana (Polimodal), Buenos Aires, 1998.

• Bocalandro N., Frid D., Socolovsky L, Biología I: “Biología humana ysalud”, Editorial Estrada (Polimodal), 1999.

• Lacreu L.; Rubel D.; Guahnon E., “Ciencias Biológicas 3”, EditorialSantillana, Buenos Aires, 1990.

Actividades de repasoActividades de repaso

Para comenzar, le proponemos que realice tres actividades que le permitirán repasarconceptos estudiados en bloques anteriores, ya que son fundamentales para comprenderesta unidad. Para resolver estas primeras actividades, le sugerimos que recurra a la Guíade estudio del Bloque 1. Con respecto a la bibliografía requerida para estos primerostemas, Ud. comprobará que una parte de la misma se utiliza en ambos bloques.

Actividad n° 1Actividad n° 11

Lea atentamente la siguiente afirmación:

Absolutamente todos los organismos necesitan incorporar moléculasorgánicas complejas denominadas alimentos, degradarlas y obtener laenergía contenida en ellas. Todo este proceso se denomina nutrición . Enla mayor parte de los casos, el proceso de nutrición incluye la forma deconseguir el alimento, su incorporación al organismo, la digestión ydistribución de los nutrientes a todas las células, y la respiración.

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En cada actividad en la que se le pida que para su resolución busque información en

los textos, Ud. verá el símbolo .Este símbolo indica que podrá encontrar

orientaciones para la búsqueda de información al final de la Unidad.

No es imprescindible que consulte todos los textos sugeridos para cada actividad. Nues-

tra intención es proponerle distintas alternativas para que Ud. trabaje con el o los li-

bros que consiga o que le resulten más claros para comprender los temas.

1 Le sugerimos que, antes de constestar las preguntas de esta actividad, resuelva las actividades 24, 27 y 28 de la Guía de

estudio del Bloque 1.

A partir de esta lectura, responda las siguientes preguntas:

a. ¿Cuál es la diferencia entre la forma que las plantas incorporan moléculasorgánicas complejas y la forma en que lo hacen los animales?

b. ¿Existen diferencias en cuanto al mecanismo que utilizan para “extraer” la energíacontenida en dichas moléculas? Si es así, ¿cuáles son? ¿Qué relación hay entre estemecanismo y la necesidad de recibir un aporte constante de oxígeno?

c. ¿Por qué se puede afirmar que los animales dependen de las plantas para nutrirse,independientemente de que consuman directamente plantas (herbívoros) u otrosanimales (carnívoros)?

Actividad n° 2 Actividad n° 2

Al final de la Unidad encontrará orientaciones bibliográficas.

Investigue en los textos cuáles son las funciones de las organelas celulares queparticipan en el proceso de nutrición celular. Especifique además si dichas organelasse encuentran en células vegetales, animales o en ambos tipos celulares. Luegocomplete la siguiente tabla:

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ORGANELA

Cloroplastos

Mitocondrias

Membrana celular

Lisosomas

Vesículas

Vacuolas

FUNCIÓN TIPO CELULAR EN QUE SE ENCUENTRA(VEGETAL O ANIMAL)


Repetidamente nombramos estructuras tales como células, tejidos,órganos, sistemas de órganos. Estos términos refieren a diferentes niveles de organización en los

seres vivos.

a. Busque en la Bibliografía las relaciones que existen entre estos diferentes niveles y

dé ejemplos de cada uno.

b. ¿Existen organismos que presenten sólo uno o algunos de estos niveles de

organización?

Si es así, aporte ejemplos concretos de organismos para cada nivel.

A lo largo de esta guía encontrará permanentemente el término sistema, tanto parareferirse a los organismos (sistemas vivos), como a partes de ellos (sistemas de órganos,sistema respiratorio, etc). Este término refiere a un concepto muy importante parala ciencia en general y en particular para la Biología.

Es una idea esencial el hecho de que todos los organismos son sistemas abiertos que inter-

cambian materia y energía con el medio en forma constante. Es decir, obtienen del ambien-

te los materiales necesarios para incorporar materia y energía.

Antes de seguir adelante con esta unidad, le sugerimos que recurra a la Guía

de estudio del Bloque 1 (punto 1.b: “Los seres vivos: Sistemas complejos y

abiertos” , pp. 12 a 18) y resuelva las actividades que allí se plantean, con el

fin de repasar tanto la definición de sistema como sus características más im -

portantes.

2 Para repasar los temas referidos a niveles de organización, le sugerimos que lea los apartados y resuelva las actividades del punto1.c: “La organización de los seres vivos” (pp. 18 a 26), de la Guía de estudio del Bloque 1.

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Actividades de anticipaciónActividades de anticipación

A continuación, le proponemos dos actividades para introducirlo en el tema central de estaunidad. Le sugerimos realizarlas con los conocimientos que Ud. tenga, sin consultarbibliografía. En caso de que encuentre dificultades para resolverlas, mantenga losinterrogantes, y vuelva a ellas a medida que avanza en el estudio de la Unidad.


Es frecuente que, cuando nos vamos a extraer sangre para hacernos ciertos análisis ocada vez que concurrimos a donarla, en la cartilla de instrucciones nos digan quedebemos presentarnos con 8 ó 12 horas de ayuno.

• ¿Cuál será la razón de esta instrucción, dado que los alimentos que ingerimosingresan al sistema digestivo y la sangre que donamos es extraída del sistemacirculatorio?


Cuando por diversos motivos una persona está impedida de ingerir agua y/o alimentos,o se encuentra en un estado crítico de debilidad, se le administra una soluciónde glucosa o dextrosa (dos azúcares) por vía sanguínea con el objeto de mantenerloalimentado e hidratado.

• ¿Cómo es posible que la administración de azúcares por vía sanguínea supla elmecanismo de alimentación habitual (ingesta)?

Volveremos a retomar estos interrogantes en el desarrollo de esta unidad.

Ahora iniciaremos el estudio de los temas específicos del Bloque 3. Por lo tanto, a partirde este momento, Ud. deberá recurrir a la bibliografia sugerida para este bloque pararesolver las actividades que le proponemos realizar.

1.a. Los sistemas digestivo y respiratorio: dos sistemas1.a. Los sistemas digestivo y respiratorio: dos sistemasfundamentales para el metabolismo energéticofundamentales para el metabolismo energético

Así como todos los organismos, independientemente de su complejidad, deben cubrirdeterminadas necesidades energéticas; los organismos multicelulares, además, deben

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atender las necesidades energéticas de cada una de las células que los componen.

Cuanto más complejo es dicho organismo, mayor será la especialización de los tejidosque cubren dicha necesidad. En los vertebrados, por ejemplo, podemos distinguir tressistemas íntimamente relacionados, que cumplen funciones especializadas en cuanto aasegurar el aporte de materia y energía a las células. Son estos los sistemas digestivo,respiratorio y circulatorio.

En adelante, nos concentraremos en las funciones y estructuras de estos sistemas y ensu interrelación.

El sistema digestivo humanoEl sistema digestivo humano

El sistema digestivo humano está formado por una serie de órganos y glándulas anexasque procesan el alimento, lo cual permite su aprovechamiento por parte de las célulasde todo el organismo.

Este sistema tiene una doble conexión con el exterior (boca y ano) que posibilita laentrada del alimento y la salida de los desechos respectivamente. Esquemáticamentese puede pensar en él como en un tubo abierto en los dos extremos, y ese tubo puedesubdividirse en distintas secciones, teniendo en cuenta el papel que cumple cada una.

En su conjunto, el papel del sistema digestivo es incorporar alimento, degradarlo en molé-culas más sencillas y expulsar los materiales que forman parte de los alimentos y que nofueron digeridos o absorbidos.

De esta forma, el proceso de digestión pasa por distintas etapas, cada una de ellas en

porciones diferentes del sistema digestivo:

✓ Captura del alimento

✓ Deglución o ingestión

✓ Digestión mecánica

✓ Digestión química

✓ Absorción

✓ Egestión (o expulsión de desechos en forma de materia fecal)

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a. Busque en la Bibliografía un esquema del sistema digestivo humano e identifiquecada una de sus partes. Luego complete el siguiente cuadro (como ejemplo,completamos la primera fila).

b. ¿Qué papel cumplen las enzimas digestivas?

c. Ahora diseñe Ud. un cuadro donde pueda volcar información sobre:

• Las diferentes enzimas digestivas.

• El “jugo digestivo” donde se encuentra cada una de ellas (saliva, jugo

gástrico, jugo pancreático, etc.).

• La acción de cada enzima sobre los alimentos.

• Las glándulas anexas que las producen y/o almacenan (hígado, páncreas,

bilis, etc.).

• El sitio de acción (boca, instestino, estómago, etc.).

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ÓRGANOS DELSISTEMA DIGESTIVO

Boca

Faringe

Esófago

Estómago

Intestino delgado

Intestino grueso

Ano

ETAPA DE LADIGESTIÓN

GLÁNDULAS ANEXAS. SU FUNCIÓN

COMPONENTES YFUNCIONES

Lengua: colabora conla deglución y permitela gustación.Dientes: captura ymolienda delalimento.Labios: colaboran en lacaptura del alimento.

Glándulas salivales: segrega enzimas quedegradan algunoscomponentes de losalimentos (almidón yazúcares).

Captura delalimento, degradaciónmecánica y química,deglución.

Si bien la digestión (mecánica y/o química) se realiza en diversas partes del sistemadigestivo (boca, estómago, intestinos), la función de absorción es exclusiva de losintestinos. Es recién allí donde los alimentos, degradados por la acción combinadade la masticación y de los diferentes jugos digestivos, pueden ser redistribuidos atodo el organismo y aprovechados por las células.


El intestino delgado es un largo tubo (unos 7 metros) replegado sobre sí mismo. Su

pared interior es muy rugosa dando lugar a la formación de gran cantidad de

vellosidades. Estas vellosidades poseen, a su vez, microvellosidades formadas por

prolongaciones del citoplasma de las células que tapizan el tubo intestinal. Como

resultado de dichos repliegues, la superficie total del intestino en contacto

con el alimento es enorme.

a. Busque en los textos alguna ilustración que muestre las microvellosidades

intestinales para corroborar lo que dice el párrafo anterior.

b. Atendiendo a la función del intestino en cuanto a la absorción de componentes

útiles para el organismo contenidos en los alimentos, ¿qué ventaja adaptativa

representará que el intestino delgado sea un tubo muy largo y con el interior

tapizado de pliegues, respecto de uno corto y liso?

Las pequeñas moléculas orgánicas que resultan de la acción de la digestión de los

alimentos abandonan el tubo digestivo como resultado de la absorción e ingresan en

el sistema circulatorio. La sangre es el fluido encargado de transportar estas sustancias

a las células.

Por lo tanto, hay una íntima conexión entre el sistema digestivo y el circulatorio: el

exterior de los intestinos delgado y grueso está rodeado por capilares sanguíneos que

reciben el producto útil de la digestión y lo incorporan al torrente sanguíneo.

El siguiente esquema muestra una pequeñísima porción del intestino delgado y

su vinculación con el sistema circulatorio a través de una red de capilares sanguíneos.

El tamaño de la ilustración es millones de veces más grande que el tamaño real

de la estructura que aquí se esquematiza:

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Teniendo en cuenta la relación estudiada entre los sistemas circulatorio y digestivo, ahoraUd. mismo podrá revisar sus respuestas a las actividades 4 y 5.

Nosotros retomaremos este tema en el punto 1.b de esta unidad.

El sistema respiratorio El sistema respiratorio

El término respiración se utiliza en dos sentidos. Se refiere tanto al mecanismo de entra-

da y salida de aire en los pulmones -inhalación y exhalación- como a la combinación

del oxígeno con las moléculas orgánicas (oxidación) en el interior de las células.

Esta reacción libera la energía contenida en dichas moléculas como energía de enlace

entre los átomos que la forman y la hace disponible para la célula.

A continuación veremos el proceso de respiración en estos dos sentidos. Primero nos concen-

traremos en la respiración mecánica para abordar, luego, la respiración celular o interna.

El sistema respiratorio humano está formado por las vías respiratorias (nariz, faringe,

laringe, tráquea y bronquios) y los órganos respiratorios (pulmones).

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Esta ilustración hasido tomada del librode Curtis, Helen.“Biología”. Ed. Pana-mericana, Madrid,1993. (pág. 734)

Con autorización de EditorialMédica Panamericana,Marcelo T. de Alvear 2145 (C 1122 AAG), Bs. As.Argentina.

Esta diferenciación entre vías respiratorias y órganos respiratorios se hace en funciónde que las primeras conducen el aire, y los segundos participan activamente en elproceso de intercambio gaseoso entre el organismo y el ambiente.

La función del sistema respiratorio es garantizar la entrada del aire a los pulmones, y el

pasaje a la sangre del oxígeno que ese aire contiene. Una vez en la sangre, el oxígeno es

transportado por el sistema circulatorio y distribuido a todas las células del organismo.

Asimismo, y como veremos más adelante, el sistema circulatorio es el vehículo a travésdel cual tiene lugar la salida del dióxido de carbono, un gas que es producido durantela respiración celular y debe ser desechado.


Estudie de la Bibliografía las diferentes partes que componen el sistema respiratoriohumano y luego, sin mirar el texto, recuerde e identifique en el siguiente esquema lasdistintas partes que lo integran.

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Esta ilustración hasido tomada del librode Barderi, M.G.;Cuniglio, F. y otros.Biología. Citología.Anatomía y Fisiología.Genética. Salud yenfermedades.Polimodal. Ed. Santi-llana, Bs. As., 2000.(pág.109).

constanza santamaria

Anteriormente dijimos que el término respiración se aplica a dos mecanismosdiferentes: el de la respiración mecánica (que tiene por función la ventilaciónpulmonar), y el que se produce a nivel de las células (respiración celular).

Ahora agregaremos que, en general, pueden señalarse tres momentos diferentes en elproceso de respiración:

✓ Ventilación pulmonar

✓ Intercambio de gases o hematosis

✓ Respiración celular

La hematosis es un momento del proceso de la respiración que actúa como un nexoentre los mecanismos de respiración mecánica y celular. A través de la respiraciónmecánica, el aire entra en los pulmones y el oxígeno que este contiene pasa a loscapilares sanguíneos a través de la hematosis. Una vez que el oxígeno ha ingresado altorrente sanguíneo es distribuido a los tejidos permitiendo la respiración celular.

Más adelante veremos cómo en este mismo proceso también se produce la “salida” deldióxido de carbono, desde la sangre hacia los pulmones.

A continuación presentaremos algunas actividades para estudiar más a fondo los tresmomentos del proceso de respiración mencionados.

Ventilación pulmonar


La mecánica del proceso respiratorio se produce de tal manera que hace posible laentrada y salida de aire hacia y desde los pulmones.

Busque en la Bibliografía la información necesaria para contestar las siguientespreguntas:

a. ¿Qué músculos participan del proceso de entrada y salida de aire en los pulmones?

b. ¿Cuántas fases pueden diferenciarse en el ciclo respiratorio?

c. ¿Por qué se puede decir que en el ciclo respiratorio hay una fase activa y otra pasiva?

¿A cuál de ellas corresponde la inspiración (o inhalación)?

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Normalmente, el ciclo respiratorio tiene un ritmo parejo que incluye unas 16inspiraciones y espiraciones por minuto, y una entrada de 2,5 litros de aire enlos pulmones.

Por el contrario, cuando el ejercicio físico es muy exigente, este ritmo se eleva variasveces y la entrada de aire llega hasta 5 litros por minuto.

• ¿Qué razones pueden explicar este cambio brusco en el ritmo respiratorio?

Intercambio gaseoso

Como ya dijimos, el intercambio de gases se realiza a distintos niveles en el organismo:a nivel pulmonar, donde el oxígeno pasa desde los pulmones a la sangre, y el dióxidode carbono pasa de la sangre a los pulmones; y a nivel celular, donde el oxígenoabandona la sangre y entra a las células, mientras que el dióxido de carbono ingresaal torrente sanguíneo desde las células. En todos los casos, el intercambio se producepor un proceso llamado difusión.

Busque en la B ib l iograf ía los pr inc ip ios de la d i fus ión gaseosa y , Busque en la B ib l iograf ía los pr inc ip ios de la d i fus ión gaseosa y , b aba --s ándose en l o s m i smos , r e sue l v a l a a c t i v i dad que apa r e c e a con t is ándose en l o s m i smos , r e sue l v a l a a c t i v i dad que apa r e c e a con t i --nuac i ón .nuac i ón .


Observe atentamente las siguientes representaciones:

✓ El rectángulo representa un recipiente hermético cuyas paredes impiden ladifusión de los gases.

✓ La línea punteada, que separa en dos partes al rectángulo, representa una mem-brana permeable al paso de los gases. Por lo tanto, estos pueden difundir libremen-te a través de la misma.

19


CASO 1 CASO 2

REFERENCIAS

Oxígeno Nitrógeno Dióxido de carbono

Responda:

a. Para el CASO 1

• ¿Cuál o cuáles de los tres gases se moverá de un compartimento al otro?

• Indique con una flecha cuál será el sentido de este movimiento.

Justifique sus respuestas.

b. Responda los mismos items para el CASO 2.

c. Represente la situación final, luego de que los gases hayan llegado al equilibrio,tanto para el CASO 1 como para el 2. Para ello, utilice las referencias de los gasesque presentamos más arriba y ubíquelas en los rectángulos.

CASO 1 CASO 2

20


Es importante que Ud. tenga en cuenta que, en la difusión, el movimiento de los

gases es permanente y en todos los sentidos a través de la membrana. Cuando le

pedimos en la actividad anterior que indique hacia dónde se moverá el gas, nos

referimos al resultado que se obtendrá en el estado final, cuando se equilibren las

moléculas a un lado y otro de la membrana. En ese estado, las moléculas del gas

seguirán moviéndose de un lado a otro de la membrana, pero de forma tal que

siempre se mantendrán constantes e iguales las concentraciones del gas porque irán

de derecha a izquierda tantas moléculas del mismo como las que se moverán de

izquierda a derecha. Este equilibrio se denomina equilibrio dinámico.

En el intercambio de gases que se produce entre el ambiente y los organismos, los

gases ingresan al organismo según el mecanismo de difusión descripto en las activida-

des anteriores. Sin embargo, la situación de equilibrio dinámico raramente se produce,

ya que los seres vivos van consumiendo el oxígeno a medida que este ingresa. De

esta forma siempre hay menor concentración de oxígeno en el interior de los tejidos

que en el exterior a los mismos, asegurándose el ingreso permanente de este gas. Sólo

en ciertas situaciones especiales el proceso ocurre de manera distinta.

Por ejemplo, a grandes altitudes donde la presión de oxígeno en el aire es muy baja, la

difusión del oxígeno hacia la sangre se ve dificultada, y entonces se producen mareos y

cansancio hasta que el cuerpo se adecua a esa situación a través de diversas respuestas

fisiológicas.

Respiración celular

El oxígeno transportado por la sangre a las células de todo el organismo se incorpora al

proceso de respiración celular. El oxígeno difunde desde los capilares sanguíneos hacia

el interior de la célula y producirá la oxidación de las moléculas orgánicas.

Para nuestros propósitos, el concepto de oxidación se refiere a la reacción química

entre el oxígeno y otras sustancias. Por ejemplo, cuando el oxígeno reacciona con el

hierro, como producto de esa combinación química se produce el óxido de hierro.

Para el caso de la reacción entre el oxígeno y las moléculas orgánicas (como la glucosa),

como resultado de la oxidación se “desarma” la molécula original produciendo

moléculas más sencillas tales como dióxido de carbono y agua, liberando energía.

21



La respiración celular puede estudiarse como una reacción química en la cual la célulaobtiene energía a partir de la combinación de la glucosa con el oxígeno. El resultadode este proceso es la producción de dióxido de carbono y agua.

Estudie de la Bibliografía el proceso de respiración celular, y luego resuelva esta actividad.

El siguiente esquema representa en forma muy simplificada el proceso que ocurredurante la respiración celular.

a. Busque en la Bibliografía la fórmula química de la glucosa y del dióxido de carbono.

Observe que la molécula de glucosa está formada por 6 átomos de carbono unidos

entre sí. Como producto de la reacción química entre la glucosa y el oxígeno se

produce la ruptura de estos enlaces, generando 6 moléculas de dióxido de carbono,

cada una de ellas formada por la combinación de 1 átomo de carbono y 2 de oxígeno.

b. Compare la respiración aeróbica y la fermentación en relación con:

• Productos finales del proceso

• Cantidad de energía producida

22


6 moléculasde Dióxidode Carbono

6 moléculasde Agua

Energía

6 moléculasde Oxígeno

1 moléculade Glucosa

RESPIRACIÓNCELULAR

¿En qué parte de la célula se produce la respiración celular?¿En qué parte de la célula se produce la respiración celular?

Actividad nº 13Actividad nº 13

Observe atentamente los siguientes gráficos. En ellos se representa la composición dela mezcla de gases en el aire inspirado y espirado.

REFERENCIAS

1- Porcentaje de Oxígeno.2- Porcentaje de Dióxido de carbono.3- Porcentaje de Nitrógeno.

a. ¿Cuál de los gráficos (A o B) corresponderá con el de aire inspirado y cuál con elde aire espirado? Justifique su respuesta.

b. ¿Cuál es la razón por la que varían los porcentajes en la mezcla de gases en el aireinspirado y espirado?

Para responder esta pregunta, tenga en cuenta exclusivamente la variación en elporcentaje de oxígeno y de dióxido de carbono.

c. ¿Por qué será tan pequeña la variación en el porcentaje de nitrógeno?

23



1.b. El sistema circulatorio y su relación con los otros1.b. El sistema circulatorio y su relación con los otrossistemas que aportan al metabolismo energéticosistemas que aportan al metabolismo energético

Estudiaremos ahora algunas características anatómicas y funcionales fundamentales delsistema circulatorio, y más adelante retomaremos el tema para concentrarnos en elestudio de su papel en la nutrición.

Hacia el año 1600, Galileo Galilei arriesgó su vida -contra la opinión “oficial”de la época representada por la Inquisición- al afirmar que la Tierra se muevepermanentemente alrededor del Sol, y no al revés, como sostenían los poderosossacerdotes de la Iglesia de su época. Fue condenado al aislamiento y se dice quesus palabras, luego de la condena, fueron “Epour si muove” (y sin embargo semueve, en latín). La contribución de Galileo fue enorme, particularmente parala ciencia astronómica y también para la ciencia en general.

Casi al mismo tiempo, el médico inglés William Harvey arriesgaba su vida con elmismo argumento, pero esta vez refiriéndose a la sangre. La contribución deHarvey fue fundamental para la medicina y la biología modernas: afirmó que unacaracterística del fluido sanguíneo es el movimiento permanente, que permite querecorra incesantemente todo el organismo.


La contribución de Harvey en el estudio del sistema circulatorio no sólo fue postularque la sangre se mueve, sino también que ese movimiento forma un circuito cerrado(circulación). Es decir que el fluido sanguíneo, normalmente, no abandona el sistemacirculatorio formado por arterias, venas y capilares sanguíneos, como se suponía enaquella época.

Busque en la Bibliografía el esquema del sistema circulatorio humano y responda:

a. ¿Por qué se habla de una circulación mayor y de una circulación menor formandoel sistema circulatorio?

b. ¿Qué otra denominación recibe cada uno de estos circuitos y en qué característicadel sistema se basa dicha denominación?

c. ¿Cuál es la razón por la que normalmente la sangre se representa en los esquemaspintada de colores diferentes (típicamente rojo y azul)?

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En la época de Harvey nace una corriente de pensamiento médico y biológico denominada mecanicismo. El mecanicismo propone describir a los seres vivoscomo máquinas. La influencia de esta forma de pensar a los sistemas vivos es muyimportante para la investigación y aún hoy es dominante. Es así que el corazón sedescribe como una bomba que impulsa la sangre logrando que recorra todo elcuerpo.


La “bomba cardíaca” está formada por cuatro cavidades diferentes: dos aurículasy dos ventrículos. Los músculos cardíacos son los encargados de proveer elmovimiento que permite funcionar al corazón como una bomba, y existen válvulasde diverso tipo cuya apertura o cierre habilita o impide que la sangre pase de uncompartimento al otro.

Un esquema muy simplificado del corazón podría ser el siguiente:

(Colocamos las referencias “cabeza” y “piernas” para que Ud. pueda ubicarse espacialmenteen la orientación del corazón que se dio en el esquema).

Sobre la base de información que obtenga en los textos:

a. Identifique en el esquema los ventrículos y aurículas, así como las arterias y venasque están indicadas.

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cabeza

piernas

b. Coloque flechas que indiquen el sentido de circulación de la sangre en cámaras yvasos sanguíneos (venas y arterias).

c. Coloree el esquema para señalar el tipo de sangre (oxigenada o carboxigenada) quecircula en cámaras y vasos.

d. Indique la posición de las válvulas tricúspide y mitral, y describa brevemente sufunción.

El corazón de cuatro cámaras separadas por “tabiques” y válvulas es característico detodos los mamíferos y también de las aves. Como veremos más adelante, en otrosgrupos de animales hay menor cantidad de cámaras.

Tanto la estructura del corazón como los circuitos formados por los vasossanguíneos determinan tres características fundamentales del sistema circulatoriode aves y mamíferos:

✓ La circulación es cerrada: porque nunca (excepto cuando se rompen por accidente)la sangre sale de los vasos “derramándose” en los tejidos, sino que permanecesiempre dentro de las arterias, venas y capilares.

✓ La circulación es doble: porque hay una circulación mayor (sistémica o tisular) yuna circulación menor (pulmonar). Ambas pasan por el corazón pero forman doscircuitos independientes.

✓ La circulación es completa: porque la sangre oxigenada y carboxigenada nunca se“mezclan”. Esto se debe a la existencia de tabiques y válvulas internos del corazón quelo dividen en cuatro cámaras separadas (dos aurículas y dos ventrículos).


Dijimos que el corazón puede asimilarse a una bomba.

Teniendo en cuenta el sentido del recorrido de la sangre en las cámaras y vasos, y laposición y actividad de las válvulas mitral y tricúspide, responda:

a. ¿Cuál es la porción del corazón que actúa como impelente, en cada paso del ciclocardíaco?

b. ¿Cuál de los movimientos del ciclo cardíaco -sístole o diástole- corresponde ala función impelente?

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Nota: Ponga atención al hecho de que la diferencia entre venas y ar-terias radica en el grosor y la estructura de estos vasos. De ninguna for-ma tiene relación con la composición (oxigenada o carboxigenada) de lasangre que circula por ellos.Una demostración de esto es que la vena pulmonar transporta sangre oxi-genada, mientras que la vena cava superior transporta sangre carboxige-nada (confírmelo observando un esquema del sistema circulatorio que en-contrará en cualquiera de los libros de texto sugeridos). Otro ejemplo enel mismo sentido es el hecho de que la arteria pulmonar transportasangre carboxigenada, mientras que la arteria aorta transporta sangreoxigenada.

Busque en la Bibliografía un esquema que muestre las distintas capas de tejido queBusque en la Bibliografía un esquema que muestre las distintas capas de tejido queforman venas y arterias, poniendo especial atención en sus diferencias.forman venas y arterias, poniendo especial atención en sus diferencias.

El fluido sanguíneoEl fluido sanguíneo

Todos sabemos que la sangre es, a simple vista, un líquido de coloración roja. Tambiénconocemos por experiencia que cuando toma contacto con el aire, este líquido“coagula” espesándose paulatinamente y finalmente formando un sólido marrón-rojizo.

Sin embargo, la sangre está formada por diversos componentes con funcionesdiferenciadas y complejas. La sangre es, sin lugar a dudas, uno de los tejidosmás importantes y complejos del organismo, tanto por su estructura como porsu función.


• ¿Por qué siendo un líquido, la sangre es considerada un tejido?

Le sugerimos, para contestar esta pregunta, que busque en los textos la definición detejido y vincule la misma con los distintos componentes que forman la sangre.

Las denominadas células madre hematopoyéticas, presentes en la médula ósea (tejidoesponjoso ubicado principalmente en el interior de los huesos largos), son lasgeneradoras de todos los tipos celulares que componen la sangre.

Tanto la porción líquida de la sangre -plasma sanguíneo- como los distintos tiposcelulares presentes en ella, determinan las propiedades del fluido sanguíneo y susdiversas funciones.

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Complete el siguiente cuadro sobre la base de la información queobtenga de los textos acerca de las funciones del plasma y de los diferentes tiposcelulares sanguíneos.

(Completamos la primera fila para ayudarlo con un ejemplo).

La sangre y su función en la nutriciónLa sangre y su función en la nutrición

El fluido sanguíneo cumple, como vimos, una serie muy importante y diversa defunciones en el organismo. Una de ellas es la función de nutrición celular. Estafunción se cubre desde dos aspectos diferentes:

✓ Aporte de oxígeno

✓ Aporte de alimento

El aporte de oxígeno es posible debido a la estrecha vinculación entre el sistemacirculatorio y el sistema respiratorio (capilares sanguíneos-alvéolos). A su vez, el

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FUNCIÓNSANGUÍNEA

Transporte denutrientes

Transporte deOxígeno

Transporte deDióxido de carbono

Funcióninmunológica

Coagulaciónsanguínea

Transporte deagua y sales

Transporte desustancias tóxicasque debenser excretadas

FUNCIÓN EN EL ORGANISMOCOMPONENTE SANGUÍNEOQUE PARTICIPA

Plasma sanguíneo Nutrición

aporte de alimento está posibilitado a través de la íntima conexión que seestablece entre el sistema circulatorio y el sistema digestivo (capilaressanguíneos-microvellosidades intestinales).

A continuación, le proponemos algunas actividades relacionadas con estas funciones de lasangre.

El aporte de oxígeno


El oxígeno que proviene del aire que entra a los pulmones difunde hacia los capilaressanguíneos y se incorpora a la sangre. Allí se fija en los glóbulos rojos o hematíes.Los hematíes contienen una sustancia muy particular, denominada hemoglobina,que les da su color característico.

• ¿Cuál es el papel de la hemoglobina en el proceso de respiración?


La anemia es una enfermedad cuyos síntomas son el cansancio general, frecuentementeacompañado de somnolencia. Habitualmente la anemia está asociada a una bajacantidad de glóbulos rojos en la sangre comparada con el valor normal.

• ¿Cuál será la razón por la que una concentración de glóbulos rojos menor que lanormal produce estos síntomas?

El siguiente esquema representa las relaciones del sistema circulatorio con los sistemasrespiratorio y digestivo. Allí se representan también las sustancias transportadas encada caso, y su destino.

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1.c. Diferentes adaptaciones evolutivas en los sistemas1.c. Diferentes adaptaciones evolutivas en los sistemasque participan en la función de nutriciónque participan en la función de nutrición

Hasta el momento hemos concentrado nuestra atención en los sistemas digestivo,respiratorio y circulatorio humanos. Otros representantes del reino animal poseensistemas de este tipo, aunque pueden variar mucho en su estructura.

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SistemaDigestivo

SistemaCirculatorioÓrganos

Materia fecal

Referencias del esquema:

Oxígeno

Dióxido de carbono

Alimentos

Sustancias de desechoproducidas por las células

SistemaRespiratorio

Existen grupos de animales que no tienen sistemas de órganos (por ejemplo, lasesponjas). Esto es así porque, a lo largo de la evolución biológica y a través de losprocesos de adaptación, los organismos han desarrollado diferentes estructuras yestrategias que cubren funciones similares.

Le sugerimos que, si Ud. no está familiarizado con el tema de la evolución

biológica, recurra a la Guía de estudio del Bloque 1, punto 2.b: “La evolución

de las especies” , pp. 62 a 74 y resuelva las actividades allí planteadas.


En el reino animal existen cuatro estructuras básicas que garantizan el aporte deoxígeno a las células. Estas estructuras se corresponden con cuatro mecanismosdiferentes de captación de oxígeno o mecanismos respiratorios:

✓ Tegumentaria✓ Traqueal✓ Branquial✓ Pulmonar

a. Busque en la Bibliografía información referida a estos cuatro mecanismosrespiratorios y complete el siguiente cuadro:

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MECANISMORESPIRATORIO

Tegumentaria

Traqueal

Branquial

Pulmonar

MEDIO EN EL QUESE DESARROLLA(AIRE O AGUA)

GRUPO DE ORGANISMOS QUELO POSEEN (PECES, ANÉLIDOS,MAMÍFEROS, INSECTOS, ETC.)

EJEMPLOS

b. Describa brevemente las características principales de las estructuras de cada unode los cuatro mecanismos respiratorios mencionados.

c. El sistema traqueal es el único que no está vinculado con el sistema circulatorio.¿Cómo justifica este hecho?

d. Teniendo en cuenta que existen diferencias entre los organismos en cuanto almecanismo de respiración, ¿habrá también diferencias en cuanto a la respiracióncelular? Justifique su respuesta.


Los siguientes esquemas corresponden al sistema circulatorio de distintos grupos deanimales. Como se puede ver, en estos casos, el corazón no es de cuatro cámarascomo el de los mamíferos, sino de dos (una aurícula y un ventrículo) o de tres (un ventrículo y dos aurículas).

Observe atentamente estos dos esquemas:

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P E Z

CabezaCola

seno venoso

aurículaaurícula

ventrículo

ANFIBIOS (ranas y sapos) y REPTILES (tortugas y serpientes)

Si sabemos que las tres características más destacables sobre la circulación de la sangreen las aves y los mamíferos son:

✓ Circulación cerrada

✓ Circulación doble

✓ Circulación completa

• ¿Cuáles de ellas se verán afectadas por la cantidad y disposición de aurículas yventrículos en los peces, anfibios y reptiles?

Justifique su respuesta para cada uno de los dos casos presentados.

Para responder esta pregunta, puede recurrir al principio del punto 1.b: “El

sistema circulatorio y su relación con los otros sistemas que aportan al me-

tabolismo energético” de esta guía de estudio, donde se definen las ca-

racterísticas de la circulación en los mamíferos. En la bibliografía sugerida tam-

bién encontrará más datos respecto de la circulación en anfibios, reptiles

y peces.

El ingreso de materia al organismo y su transformación en energía dentro de lascélulas que lo componen, requiere -en los organismos multicelulares más complejos-del funcionamiento cooperativo de los sistemas de órganos identificados comocirculatorio, respiratorio y digestivo. Es interesante reflexionar sobre el hecho de

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CabezaColaaurícula

aurícula

ventrículo

que estos sistemas, que en los animales grandes son tan fáciles de identificar, y lleganincluso a tener tamaños descomunales (piense por un momento en el tamaño quetendrán los pulmones o los estómagos de las ballenas o los elefantes), resuelven elproblema de la conversión de materia en energía en el nivel microscópico: las células.

La evolución biológica ha determinado que los mecanismos químicos básicos para lacaptación y aprovechamiento de la energía sean prácticamente iguales en todos lossistemas vivos, desde las bacterias hasta los mamíferos. Sin embargo, el mismoproceso evolutivo ha generado una gran diversidad de estructuras que permiten quese lleven a cabo esos mecanismos básicos. En los vertebrados en general, y en losmamíferos en particular, es donde estas estructuras llegan a su mayor complejidaddiferenciándose en órganos y sistemas de órganos muy especializados.

En esta unidad hemos estudiado a los sistemas de órganos relacionados con elmetabolismo energético tomando al hombre como modelo. Nuestro afán ha sido elde explicar cómo se cubren las necesidades energéticas básicas de los sistemasvivientes. Por supuesto, no hemos agotado ni mucho menos este tema, ya queotros grupos de organismos muestran estructuras tal vez más simples, pero no poreso menos sorprendentes.

Esperamos que estos conocimientos básicos le permitan, si es de su interés y/o necesidad,conocer más sobre los seres vivos.

Por lo pronto, luego de realizar la Autoevaluación lo invitamos a sumergirse en launidad siguiente. Allí, nuestra atención principal se centrará en los sistemas deórganos que contribuyen a crear un medio interno estable, eludiendo la presióndesorganizadora del entorno.

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1. Entre los procesos que ocurren en el sistema digestivo, hay tres fundamentales queforman parte de la alimentación. Ellos son:

✓ Ingestión

✓ Digestión

✓ Egestión

• Defina brevemente cada uno de estos procesos e indique en qué sector del tubodigestivo se llevan a cabo.

2. ¿Qué tipos de digestión conoce y cuáles son las características de cada tipo?

3. Lea atentamente la siguiente afirmación:

La digestión química es una de las formas por las cuales se degradanlos alimentos que ingresan al organismo. Este tipo de digestión ocurresolamente en el estómago, donde actúan diversos ácidos y enzimas.

• ¿La considera correcta o incorrecta? Justifique su respuesta.

4. La absorción de los nutrientes se produce en el intestino delgado. Estos nutrientesllegan a todas las células del organismo asegurando que las mismas obtengan lamateria y energía necesarias para llevar a cabo las funciones vitales.

• Tomando como ejemplo a la glucosa, indique el recorrido de este nutriente y losprocesos que “sufre” dicha sustancia desde el interior del tubo intestinal hasta sutransformación en energía química, en las células cerebrales (neurona y células de la glía).

5. Es conocido el hecho de que, a medida que se incrementa la altura, la atmósfera se“enrarece”. Esto significa que la cantidad de gases presente en el aire es menor, y a loshumanos esto nos afecta negativamente con síntomas conocidos como apunamiento osoroche o mal de las alturas. Este mal ocurre porque el ingreso de oxígeno alorganismo se ve dificultado.

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Autoevaluación de la Unidad 1

• Teniendo en cuenta el mecanismo de difusión de los gases, explique por qué undescenso en la concentración de oxígeno en el aire dificulta su captación por elorganismo.

6. Elabore un texto breve donde se expresen las diferencias entre la respiraciónmecánica o externa y la respiración celular o interna.

7. a. Haga un esquema donde se muestre la estrecha relación entre los alvéolospulmonares y el sistema circulatorio.

b. ¿Qué parte del proceso respiratorio ocurre a este nivel?

c. ¿En qué otras zonas del organismo se da el mismo proceso?

8. Explique el papel de los siguientes músculos en el proceso respiratorio (respiraciónmecánica):

• Diafragma• Músculos intercostales• Músculos abdominales

9. Observe el siguiente esquema de un dispositivo diseñado para simular algunos delos hechos que ocurren durante la respiración mecánica:

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S i t u a c i ó n A S i t u a c i ó n B

Globitodesinflado

Tubo de vidrio

Frasco devidrio sinfondo

Membrana de goma relajada

Membrana de goma estirada

Globito inflado

a. Justifique por qué podemos considerar este modelo como adecuado para explicar larespiración mecánica, detallando qué parte del sistema respiratorio simula cada com-ponente del dispositivo.

b. Describa las situaciones A y B, y compárelas con el proceso de respiración mecánicaque ocurre en el cuerpo humano.

10. Lea atentamente la siguiente afirmación:

El oxígeno es esencial para la vida en la Tierra. Ningún organismo es capaz desobrevivir sin su presencia.

• ¿La considera correcta? Justifique su respuesta.

11.a. ¿En qué sentido es correcto decir que el sistema circulatorio integra las funciones delos sistemas digestivo y respiratorio?

b. ¿A qué nivel se produce dicha integración para su aprovechamiento por parte delorganismo?

12. Sobre los siguientes esquemas, represente las tres fases del ciclo cardíaco en losmamíferos. Utilice dos colores para diferenciar la sangre oxigenada de lacarboxigenada, e indique con flechas la dirección del movimiento del fluidosanguíneo en cada fase del ciclo.

Para ubicarse espacialmente en cuanto a la disposición del corazón, considere que la partesuperior de los esquemas corresponden a la posición que ocupa la cabeza, y la inferior a laspiernas.

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Fase 1 Fase 2 Fase 3

13. Defina las tres características más importantes del sistema circulatorio humano.Indique por qué estas características permiten una alta eficiencia en el intercambio degases, nutrientes y desechos metabólicos.

14. El siguiente gráfico muestra la cantidad de oxígeno que se absorbe en la sangre yen el plasma sanguíneo.

a. ¿Cuál de las curvas corresponde al plasma sanguíneo y cuál a la sangre? Justifique surespuesta.

b. Explique con el mayor detalle posible la causa de la diferencia entre ambas curvas.

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Curva 1

Curva 2

% de Oxígenoen elmedio

% de Oxígeno absorbido en el fluido

1. Ingestión: es la incorporación de alimento. Se realiza a través de la boca.

Digestión: es el proceso por el cual el alimento incorporado es transformado enmoléculas más sencillas que ingresan al torrente sanguíneo y de allí se distribuyena todo el organismo. Se realiza en la boca, el estómago y el intestino delgado.

Egestión: es el proceso de eliminación de la parte de los alimentos que no puede seraprovechada para proveer materia y energía al organismo. Tiene lugar en el intestinogrueso (que se sudivide en colon ascendente, colon transverso, colon descendente yrecto), donde se produce la materia fecal que es expulsada a través del ano.

2. Existen dos tipos básicos de digestión de los alimentos:

La digestión mecánica, que equivale a una molienda y consiste en el fraccionamientode los alimentos en partes más pequeñas, de forma tal que se favorece su deglución yla acción de los jugos digestivos. Este tipo de digestión ocurre en la boca por acción delos dientes; y en el resto del tubo digestivo, por los movimientos que imprime la capamuscular de las paredes del mismo (movimientos peristálticos). Los movimientosperistálticos colaboran en el desmenuzamiento de los alimentos por compresión.

La digestión química es producida por las enzimas y ácidos presentes en la saliva y enlos diferentes jugos digestivos (gástrico, pancreático e intestinal). Estos jugos actúandegradando químicamente los alimentos y transformándolos en sus constituyentesmás simples, de forma tal que puedan ser aprovechados por el organismo para obtenerde ellos la materia y energía necesarias para su subsistencia.

3. Esta frase es incorrecta ya que el proceso de degradación química de los alimentosocurre no sólo en el estómago sino también en otras partes del sistema digestivo. Porejemplo, en la boca, la saliva contiene enzimas que degradan los azúcares. Asimismo,en el intestino, los jugos intestinales contienen enzimas que degradan azúcares, lípidosy proteínas.

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Respuestas a la Autoevaluación

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4. En forma muy esquemática se puede sintetizar este recorrido de la siguiente manera:

a - Difusión de la glucosa desde el intestino hacia los capilares sanguíneos.

b- Transporte de la glucosa disuelta en el plasma sanguíneo a través de las arterias

hasta el cerebro.

c - Ingreso del plasma sanguíneo a los capilares sanguíneos que “tapizan” el tejido

cerebral.

d - Difusión de la glucosa desde el plasma sanguíneo hacia las neuronas y células de la

glía, a través de la membrana plasmática de esas células.

e - Ingreso al citoplasma celular y difusión desde éste hasta una mitocondria.

f - Dentro de la mitocondria, combinación de la glucosa con el oxígeno y entrega de

la energía almacenada en los enlaces entre carbonos. Esta energía se fija en forma de

moléculas de ATP que “entregará” la energía para solventar los procesos metabólicos

celulares que la requieran.

Nota:La glucosa presente en el plasma sanguíneo puede ser apro-vechada directamente por los tejidos o almacenada transitoriamente enforma de glucógeno en el hígado para su posterior utilización.

5.La difusión de los gases depende de su concentración a un lado y otro de lasmembranas biológicas. Cuanto mayor es la diferencia en las concentraciones, seve más facilitada esta difusión. De esta forma, una alta concentración de oxígenoen el aire comparada con una menor concentración del oxígeno en la sangre,favorece su paso desde el aire hacia la sangre. Si disminuye mucho la concentraciónde oxígeno en el aire, la diferencia de concentraciones será menor y la difusión serámás lenta.

6.La respiración mecánica o externa supone el ingreso de aire a los pulmones através de las vías respiratorias. Este proceso se produce por acción de los músculosintercostales y el diafragma que, actuando conjunta y coordinadamente, “inflan”los pulmones.

La respiración celular o interna es un proceso químico que ocurre en las mitocondrias(organelas celulares) y supone la combinación entre el oxígeno y la glucosa. A través deeste proceso se libera la energía química contenida en los enlaces entre carbonos, y esaprovechada por la célula para cubrir las necesidades energéticas que demandan susfunciones metabólicas.

7.

a.

b. En este nivel ocurre la difusión del oxígeno contenido en el aire que está dentro delos alvéolos hacia el interior de los capilares sanguíneos, donde se incorporará a lahemoglobina presente en los glóbulos rojos.

c. A nivel de los tejidos del organismo, donde el oxígeno abandonará la sangre ydifundirá hacia el interior de las células. Una vez dentro del citoplasma celular, eloxígeno difundirá a través de la membrana mitocondrial hacia el interior de lamitocondria, donde reaccionará químicamente con la glucosa.

8. Diafragma: durante la inspiración se contrae descendiendo y, de esta forma, expan-diendo la caja torácica. A través de este proceso se crea una diferencia de presión en elinterior de la caja torácica que dilata los pulmones y fuerza la entrada de aire en losmismos.

Músculos intercostales: se contraen colaborando con el diafragma en el aumento devolumen de la caja torácica y de esta forma con el “inflado” de los pulmones.

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Alvéolo pulmonar.

Esta ilustración hasido tomada del librode Barderi, M.G.;Cuniglio, F. y otros.Biología. Citología.Anatomía y Fisiología.Genética. Salud yenfermedades.Polimodal. Ed. Santi-llana, Bs. As., 2000.


Músculos abdominales: empujan el diafragma hacia arriba disminuyendo el volumende la caja torácica y forzando la salida del aire contenido en los pulmones (espiración).

9.a. Este dispositivo puede considerarse un buen modelo para explicar cómo se producela respiración mecánica, ya que su accionar se asemeja al de los mecanismosmusculares que permiten el “inflado” y “desinflado” del pulmón por acción delos músculos del abdomen. Sin embargo, en el dispositivo no se considera el papelde los músculos intercostales.

Los distintos componentes del dispositivo simulan:

El tubo de vidrio, a las vías respiratorias.El globito en el extremo del tubo, a los pulmones.El frasco, a la caja torácica.La membrana de goma, al diafragma.

b. Al hacer descender la membrana de goma (diafragma), disminuye la presión en lacaja torácica (frasco de vidrio). Esta acción fuerza la entrada de aire al globito(pulmón) inflándolo. Al soltar la membrana de goma que simula el diafragma,aumenta la presión en el frasco y se fuerza la salida de aire del globito, desinflándolo.

10. Es incorrecta. Existen organismos llamados anaeróbicos que no sólo no utilizan eloxígeno para respirar sino que les resulta “venenoso”. Sin llegar a este extremo,muchos organismos (como los hongos llamados levaduras) respiran en ausenciade oxígeno a través de un proceso conocido como fermentación. La fermentaciónprovee menos energía que la respiración aeróbica, pero suficiente para mantenerlas funciones vitales.

11.a. El sistema circulatorio es un integrador de las funciones de respiración y digestiónporque a través de la sangre circulan los nutrientes que aportan los alimentos y el oxí-geno necesario para extraer la energía química contenida en algunos de dichos nu-trientes. Estos materiales son transportados por la sangre a todas las células del organis-mo, que los utiliza en el proceso de respiración celular y en la construcción de sus pro-pios componentes.

b. Se produce a nivel de los intestinos, donde son absorbidos los nutrientescontenidos en los alimentos e ingresados al torrente sanguíneo.

42


12.

13. El sistema circulatorio humano es completo debido a que existen tabiques en elcorazón que impiden la “mezcla” de la sangre oxigenada y carboxigenada. De estaforma, existen vasos (arterias y venas) por donde circula la sangre que contiene lamáxima cantidad de oxígeno que es posible absorber; y otros por donde circulasangre con la mayor cantidad de dióxido de carbono.

Como la difusión de un gas, desde el sistema circulatorio hacia los tejidos y desde lostejidos hacia el sistema circulatorio, depende de la diferencia de concentraciones delgas; cuanto más oxigenada esté la sangre, más oxígeno difundirá hacia los tejidos quelo requieran, y cuanto más carboxigenados estén los tejidos, más dióxido de carbonodifundirá hacia la sangre.

El resultado es una gran eficiencia del sistema circulatorio en entregar rápidamentegrandes cantidades de oxígeno (materia prima de la respiración celular) a los tejidos, yen extraer de estos el dióxido de carbono (un producto de la respiración celular que elorganismo debe desechar).

El sistema circulatorio humano (como el de las aves y el resto de los mamíferos) escerrado, porque la sangre nunca abandona los vasos sanguíneos. Es a nivel de loscapilares sanguíneos donde se produce (a través de las paredes semipermeables deestos) el intercambio de nutrientes, gases y desechos metabólicos entre el sistemacirculatorio y los tejidos corporales.

Esto permite que la circulación sea continua y no se formen “lagunas” de sangreestacionada en los tejidos. Si esto ocurriera (como es característico en otros gruposde organismos), la eficiencia en el intercambio de gases y nutrientes entre los tejidosy la sangre sería mucho menor, ya que no se mantendría la diferencia en lasconcentraciones de nutrientes entre el fluido sanguíneo y las células.

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Fase 1 Fase 2 Fase 3

Sístoleventricular

Sístoleauricular

Diástole

Sangre carboxigenada Sangre oxigenada

El sistema circulatorio es doble porque hay dos circuitos diferentes que seinterconectan en el corazón: un circuito pulmonar o menor y otro tisular o mayor.Esto permite que durante la sístole ventricular ocurran dos procesos simultáneos: lasangre carboxigenada que ingresa al corazón proveniente de los tejidos es enviadainmediatamente a los pulmones a través del circuito menor, donde se descargará deldióxido de carbono y se cargará de oxígeno; paralelamente, la sangre que llegaoxigenada de los pulmones es enviada por el circuito mayor a los tejidos asegurandoun aporte de oxígeno a los mismos.

14.a. La curva 1 corresponde a la cantidad de oxígeno que se incorpora en la sangre; y lacurva 2, a la que se incorpora a la fracción líquida de la sangre o plasma sanguíneo.

Este hecho se justifica a partir del conocimiento de que la sangre es capaz de fijar unacantidad de oxígeno mucho mayor que el plasma sanguíneo o cualquier otro fluido.Como se mostró en el gráfico, para una misma cantidad de oxígeno en el medio,la sangre (curva 1) absorbe en todo momento mucho más oxígeno que el plasma(curva 2).

b. La diferencia entre ambas curvas está dada por el hecho de que los glóbulos rojos ohematíes contienen una molécula llamada hemoglobina. La hemoglobina tiene unagran afinidad por el oxígeno y es capaz de fijar una gran cantidad de este gas. Estacantidad supera enormemente al oxígeno que es capaz de disolverse en cualquierfluido.

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Orientaciones para estudiar con la bibliografíaOrientaciones para estudiar con la bibliografíasugerida en esta unidadsugerida en esta unidad

En el cuadro que aparece posteriormente le damos orientaciones para encontrar lainformación en la bibliografía sugerida, que le pueden ser de utilidad para resolverlas actividades de esta unidad. En algunos casos le indicamos el capítulo del texto(en color); y en otros, el capítulo y un subtítulo, dentro de ese capítulo.

De todas formas, le recordamos que Ud. puede encontrar esta información en la mayoríade los textos de estudio del tercer año del bachillerato común, y que para acceder a lamisma, le sugerimos utilizar el índice general y/o temático o analítico del texto.

Bibliografía sugeridaBibliografía sugerida

I- Aljanati D.; Wolovelsky E.; Tambussi C. Biología III: “Los códigos de lavida”, Ediciones Colihue, Buenos Aires, 1997.

II- Barderi M.; Cuniglio F.; Fernández E. y otros. Biología: “Citología,Anatomía y Fisiología. Genética, Salud y Enfermedad”, Editorial

Santillana (Polimodal), Buenos Aires, 1998.

III- Bocalandro N., Frid D., Socolovsky L, Biología I: “Biología humana ysalud”, Editorial Estrada (Polimodal), 1999.

IV- Lacreu L.; Rubel D.; Guahnon E., “Ciencias Biológicas 3”, Editorial

Santillana, Buenos Aires, 1990.

En el cuadro siguiente, los números romanos que aparecen indican el texto sugerido dela Bibliografía.

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ACTIVIDAD

ACTIVIDAD 2

TEXTO CAPÍTULO O APARTADO

I

II

III

IV

II

III

Células: las unidades básicas de la vidaLa célula eucariota

Células y biomoléculas: la vida en su mínima expresiónOrganelas de las células animal y vegetal

Las célulasEstructura celular

La célula: unidad de los seres vivosUna nueva dimensión: la célula total

Multicelularidad y niveles de organización

Cómo funciona el organismo humanoLos niveles de organización en el cuerpo humano

ACTIVIDAD 3

IV

I

II

III

IV

I

IIIII

IV

I

II

III

IV

III

III

IV

I

II

III

IV

I

II

III

IV

II

IV

I

II

IV

Las ciencias biológicasLos sistemas biológicosFisiología humanaPlasma y sueroEl sistema digestivoLa digestiónEl sistema digestivo humanoNutrición: digestión

Fisiología humanaLos glóbulos rojos. La función respiratoria de la sangreEl sistema respiratorioLa respiraciónLa nutrición: respiraciónEl sistema respiratorioFisiología celularLa respiración celularMetabolismo celularRespiración aeróbica: un ejemplo de catabolismoMetabolismo celularProcesos catabólicosLa célula: metabolismo y nutriciónLas células necesitan energíaFisiología humanaLos sistemas circulatorio y excretorLa circulaciónSistema circulatorioLa nutrición: circulaciónLa multicelularidadDe células a sistemas de órganosMulticelularidad y niveles de organizaciónTejidos: muchas células y diferentes célulasCómo funciona el cuerpo humanoTipos de tejidosLa multicelularidadLes presentamos a los tejidosFisiología humanaLos sistemas circulatorio y excretorLa circulaciónLos componentes de la sangreLa nutrición: circulaciónEl sistema respiratorioLa respiración en los seres vivosLa nutrición: respiraciónVariaciones sobre un mismo temaFisiología HumanaLa revolución fisiológica de W. HarveyLos sistemas circulatorio y excretorEl sistema circulatorio en los vertebrados y en el ser humanoLa nutrición: circulaciónVariaciones sobre un mismo tema

ACTIVIDADES

6 y 7

46


ACTIVIDAD 3

ACTIVIDADES

8 y 9

ACTIVIDAD 12

ACTIVIDADES

14 y 15

ACTIVIDAD 17

ACTIVIDAD 18

ACTIVIDAD 21

ACTIVIDAD 22

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