Introducción.
1.
Conocimientos previos de los niños sobre el tema a
tratar
En el segundo ciclo de primaria los niños tienen
algunos conocimientos sobre la respiración, saben que los animales, en el caso
de los terrestres, respiran por la nariz y utilizan los pulmones, en el caso de
los peces utilizan las branquias.
De las plantas pueden decirnos que es la
fotosíntesis, que captan dióxido de carbono por el día y expulsan oxígeno y por
la noche ocurre el efecto contrario.
¨ Actividad: conocer los conocimientos previos
Para comprobar los conocimientos previos de los
alumnos les pasaremos una prueba tipo test.
Que no se calificara, solo servirá como guía para el docente, el cual
planteara la sesión a partir de estos conocimientos y comprobara la evolución
de sus alumnos.
Desarrollo del tema.
Este trabajo trata sobre la respiración animal y
vegetal.
¿Qué
es respirar?
Es un proceso de intercambio de gases entre las
células de los organismos y el medio externo en el que vive: se capta oxígeno,
y se elimina dióxido de carbono.
Este intercambio es necesario para la obtención de
energía mediante la oxidación de los nutrientes en las células. Por eso, la
respiración incluye dos procesos relacionados entre sí:
La respiración
celular:
es
un proceso mediante el cual los nutrientes se oxidan con la presencia del
oxígeno, liberando gradualmente la energía que contienen.
El término respiración se aplica a dos procesos
biológicos separados:
1) Al proceso químico de liberación de energía tras
el metabolismo de los compuestos orgánicos, proceso que se denomina respiración
interna o respiración celular.
2) A la respiración externa referida al proceso de
intercambio de gases entre el organismo y su medio externo.
2.
La célula, primera unidad de vida.
2.1.
Explicación del concepto célula.
Todos los seres vivos son pluricelulares, es decir,
están compuestos por multitud de células.
Una célula es la unidad de vida más pequeña, existen
dos tipos: las procariotas y las eucariotas, el primer tipo es más antiguo que
el segundo, aparece hace 3.760 millones de años aproximadamente, estas células,
al ser seres vivos tienen las funciones de nutrición, relación y reproducción,
por tanto para aislarse del mundo exterior tiene una membrana y en su interior
un gel llamado citoplasma lleno de ribosomas, vacuolas ( que son los estómagos
donde se hace la digestión en la célula) y el ADN, que es el material genético
necesario para crear otra célula procariota en la reproducción, este se
encuentra suelto por el interior de la célula. Para respirar, la procariota
realiza el intercambio de gases gracias a la membrana que la envuelve y para
moverse tiene un flagelo. Un tipo de célula procariota, es la llamada
mitocondria, que conseguía energía con el oxígeno, y otra es la llamada
cloroplasto, las cuales utilizan la luz del sol para producir oxígeno y así
conseguir energía.
¨ Actividad: ver la diferencia entre
procariota y eucariota.
Para observar las células, el docente puede llevar a
sus alumnos al laboratorio y observar por el microscopio células procariotas y
eucariotas, viendo la diferencia de tamaño y de organización del núcleo.
1.1.
Evolución de las células y su respiración.
Con el
tiempo, hace 2.100 años, parte de las células procariotas evolucionaron,
llamándose eucariotas, ahora la célula es más grande y su ADN lo tienen
envuelto en una membrana, separado así del citoplasma (gel interno), las
vacuolas siguen siendo las encargadas de digerir los alimentos y aun poseen un
flagelo para moverse.
La célula eucariota, más grande que la célula
primitiva (procariota), con necesidad de alimentarse decidió atrapar una
mitocondria para digerirla, pero esta sobrevivió en el interior de la célula
eucariota, ya que conseguía energía mediante el oxígeno, de tal forma que la
célula eucariota dejo de respirar mediante la membrana y encargo a la
mitocondria la tarea respiración y obtención de energía.
La diferenciación entre células animales y vegetales
aparece cuando algunas células eucariotas, con necesidad de alimentarse deciden
atrapar un cloroplasto para digerirlo, pero este sobrevivió en el interior de
la eucariota, ya que conseguía crear oxigeno gracias a la luz solar y el
dióxido de carbono, este oxigeno es el que luego utilizaría la mitocondria para
respirar y crear energía, el problema aparecía por la noche, cuando no había
luz solar, entonces el cloroplasto no era capaz de crear oxígeno, por tanto
dejaba de funcionar, entonces la mitocondria atrapa el oxígeno del exterior
para crear energía.
Las células eucariotas que poseen solo mitocondrias
se unirán creando animales pluricelulares. Estas células se especificaran en
órganos formando animales simples como las esponjas de mar y con el tiempo
aparecerán animales más complejos como el ser humano.
Las células que poseían también cloroplastos
formaran vegetales pluricelulares, creando una dura membrana exterior. Estas
células se especificaran en órganos formando plantas simples como las que no
tienen flores y con el tiempo surgirán
los vegetales más complejos como los arboles con flor.
Actualmente coexisten células eucariotas,
procariotas, animales complejos, animales simples, vegetales complejos y
vegetales simples, en definitiva existe una gran variedad de seres vivos.
¨ Actividad: ver diferencia entre
células vegetales y animales.
Para poder analizar las células eucariotas se podría
utilizar un fino trozo de piel animal y una fina capa de un vegetal, de tal forma que se pueden
observar las células animales y vegetales. Así pueden analizar la estructura de cada tipo de célula y como
las dos pieles, tanto animal como vegetal, están compuestas por multitud de
células. Demostrando así como los animales y vegetales son pluricelulares.
1.
Respiración vegetal y animal.
Dejando a un lado la parte microscópica, es evidente
que las plantas y los animales son seres vivos, porque se nutren, crecen y se
reproducen.
En la nutrición no solo está presente el acto de
alimentarse, también lo está la respiración.
1.1.
Los vegetales.
Las plantas, las cuales son productores del oxígeno indispensable para la
vida animal, adoptan infinidad de formas y tamaños, sintetizan su propio alimento mediante la fotosíntesis y están adheridas al suelo, por tanto no se
pueden trasladar por ellas mismas.
1.1.1.
Respiración
vegetal.
·
Órganos y procesos que intervienen
en la respiración.
à La
fotosíntesis:
La fotosíntesis es el proceso de elaboración de los
alimentos por parte de las plantes, lo cual les permite crecer y desarrollarse.
Para realizar la fotosíntesis, las plantas necesitan
de la clorofila, que es una sustancia de color verde que tienen en
las hojas. Es la encargada de absorber la luz adecuada para realizar este
proceso. A su vez, la clorofila es responsable del característico color verde
de las plantas.
El proceso completo de la alimentación de las
plantas consiste básicamente en:
a)
Absorción: Las
raíces de las plantas crecen hacia donde hay agua. Las raíces absorben el agua
y los minerales de la tierra.
b) Circulación: Con
el agua y los minerales absorbidos por las raíces hasta las hojas a través del
tallo.
c)
Fotosíntesis: Se
realiza en las hojas, que se orientan hacia la luz. La clorofila de las hojas
atrapa la luz del Sol. A partir de la luz del Sol y el dióxido de carbono, se
transforma la savia bruta en savia elaborada, que constituye el alimento de la
planta. Además la planta produce oxígeno que es expulsado por las hojas.
Respiración: Las plantas, al igual
que los animales, tomando oxígeno y expulsando dióxido de carbono. El proceso
se produce sobre todo en las hojas y el los tallos verdes. La respiración la
hacen tanto de día como por la noche, en la que, ante la falta de luz, las
plantas realizan solamente la función de respiración.
à las
hojas:
Las hojas son una de las partes más importantes de
los vegetales, puesto que es la parte de la planta encargada de realizar la
fotosíntesis, la respiración y la transpiración vegetal.
Hay muchos tipos de hojas que permiten distinguir
entre unas plantas y otras. Pero mayoritariamente todas las plantas tienen las
mismas partes:
El limbo que es la parte más ancha de la hoja, es a
lo que la mayoría llaman “hoja”. Dentro del limbo se encuentra:
El haz, que es la parte superior de la hoja, el
envés que es la parte inferior, los nervios que son los canales que recorren el
limbo de la hoja, el contorno que constituye el extremo o contorno del limbo y
el peciolo, que es la parte que une el limbo a la rama, tiene forma de rabito.
Estomas: son los pequeños poros
de las plantas localizadas en la superficie de sus hojas. Constan de dos
grandes células de guarda u oclusivas rodeadas de células acompañantes. La
separación que se produce entre las dos células de guarda (que se pueden
separar por el centro manteniéndose unidas por los extremos) denominada
"ostiolo", regula el tamaño total del poro y, por tanto, la capacidad
de intercambio de gases y de pérdida de agua de la planta.
Los
estomas son los principales protagonistas de
la fotosíntesis, ya que por ellas transcurre el intercambio gaseoso
mecánico, es decir que en este lugar sale el oxígeno (O2) y entra dióxido de
carbono (CO2)
·
Respiración.
La mayoría de las plantas son verdes, como ya hemos
explicado anteriormente, porque tienen dentro unos pigmentos que se llama
clorofila que es de color verde, y les sirve para “respirar” y alimentarse.
Las plantas respiran por
todas sus partes verdes, las cuales suelen encontrarse en las hojas, donde
están las estomas, los cuales regulan el intercambio de gases entre las plantas
y la atmósfera. Estos, absorben dióxido de carbono y desprende oxígeno para respirar durante la fotosíntesis, es decir, durante el
día, sin embargo, por la noche absorben oxígeno y expulsan dióxido de carbono.
Además, cada poro está controlado por celdas de protección que abren o cierran
el poro para expulsar o retener agua
La retención o expulsión de agua es la llamada
transpiración que se produce en la fotosíntesis y que le proporciona una temperatura óptima y
capacidad para recoger agua y minerales del suelo que luego utilizara para su
alimentación.
Las llamadas caducifolias, al llegar el otoño y
con este la bajada de temperatura y el descenso del número de horas de sol, pierden las hojas
para ahorrar energía, y ralentizan su metabolismo entrando en un periodo
llamado “parada invernal”, de esta forma se protegen del frio. También hay
otros árboles que no se les caen las hojas en otoño sino que las mantienen
durante todo el año, son árboles de hoja perenne.
¨ Actividad: Comprobar la
transpiración.
Para llevar a cabo esta actividad el docente
necesitara que cada niño lleve una planta en una maceta a clase.
El primer paso será tapar cada una de las plantas
con una bolsa de plástico transparente, dejándolas en un sitio donde no de
directamente ni de forma abundante la luz del sol.
Después de una semana se quitara la bolsa de las
plantas y se comprobara que esta mojada por dentro, esto es debido a la
transpiración que se produce junto con la fotosíntesis. Además, la planta no ha
muerto porque utiliza dióxido de carbono por el día y expulsa oxígeno,
quedándose este encerado en la bolsa y luego por la noche lo reutilizara
expulsando dióxido de carbono, el cual utilizara al día siguiente y así
sucesivamente.
1.1.
Los animales
1.1.1.
Respiración
animal.
La respiración es el intercambio de gases: la
llegada de oxígeno (O2) y la eliminación de dióxido de carbono (CO2).
Este proceso ocurre desde los animales unicelulares hasta aquellos más
especializados, como el hombre. Mientras más complejo es el animal, su sistema
respiratorio debe cumplir mayores exigencias, por lo cual este sistema debe adaptarse
a cada especie.
·
Respiración por difusión directa. Animales sencillos.
En animales sencillos como protozoos, esponjas y celentéreos, el O2 (oxigeno) disuelto
en el agua pasa por difusión a las células y estas expulsan de la
misma forma el CO2 (dióxido de carbono) difundiéndolo en
el agua.
¨ Actividad:
·
Respiración cutánea. anélidos y
anfibios.
Esta respiración se da en animales que viven en
ambientes húmedos o acuáticos debido a que
la respiración cutánea, es decir, aquella que ocurre a través de la
piel, necesita ese ambiente para lograr su efectividad.
Para conseguir captar el oxígeno tiene situado cerca
de la piel numerosos vasos sanguíneos,
los cuales no solo captan el gas necesario para la vida, sino que además eliminan
el dióxido de carbono. Este tipo de respiración requiere una piel fina y permeable
a los gases, que ha de estar constantemente humedecida.
La estructura
respiratoria es el tegumento corporal
·
Respiración
traqueal. Artrópodos.
Estos animales no tienen pulmones, tienen tráqueas,
que son tubos que se internan en el cuerpo, los cuales están llenos de líquido
(hemolinfa) que es la sangre de los insectos.
Las tráqueas están por todo el cuerpo de los insectos
incluso en las alas.
El saltamontes ilustra el sistema respiratorio
de los insectos. En éstos el aire es llevado desde el exterior hasta las
células del organismo por las tráqueas, de forma que el intercambio de gases
ocurre directamente entre las células y el ambiente.
Cada segmento corporal del insecto tiene un par de
estos sistemas de conductos aéreos, los cuales, después de ramificarse
múltiples veces, llegan lo suficientemente cerca de cada célula para que ocurra
el intercambio de gases. Los gases entran y salen de este sistema de tubos
impulsados por los movimientos corporales. En la desembocadura de cada tubo con
el exterior existe un músculo especial que la abre y cierra. Es un sistema
respiratorio eficiente para pequeños organismos, que sería inadecuado para los
mayores por que el aire no llegaría rápidamente a grandes profundidades.
·
Respiración
branquial.
Se
trata de un tipo de respiración que
utilizan los animales acuáticos para poder realizar la entrada de O2 y salida
de CO2. Esta respiración está muy relacionada con el sistema circulatorio, ya
que es este el que transporta los gases a las células.
El
agua que baña las branquias debe circular y renovarse continuamente. Las
condiciones que deben cumplir las branquias para ser efectivas en el
intercambio de gases son: poseer una amplia superficie, una epidermis fina y
estar muy vascularizadas.
Existen
2 tipos de branquias, aquellas que pueden ser proyectadas fuera del animal
(branquias externas) o estar alojadas en una cavidad comunicada con el exterior
(branquias internas).
a) Branquias
externas.
Son evolutivamente las más
primitivas, y tienen la ventaja de que su simple movimiento moviliza el agua,
aunque pueden ser fácilmente dañadas por los agentes externos.
a) Branquias
internas.
Son
las más evolucionadas y se encuentran situadas en una cavidad protectora por lo
que es necesario un sistema de ventilación de la superficie de
intercambio.
La
forma de conseguir dicho sistema de ventilación en los distintos grupos
zoológicos es muy variado: cilios, sifones, apéndices variados, movimientos
contracorriente, etc.
En
los peces, cuyas branquias son siempre internas, se da una asociación entre
éstas y una serie de hendiduras, las hendiduras branquiales.
En
los peces más evolucionados, que son los peces óseos, las branquias están
formadas por unas laminillas muy vascularizadas que se insertan en el arco
branquial y están tapadas por el opérculo.
·
Respiración
pulmonar.
Los
pulmones son invaginaciones de las superficies respiratorias rodeadas de
capilares sanguíneos. Son bolsas de finas paredes, que sirven para realizar el
intercambio gaseoso, para lo que se conectan con el exterior mediante una serie
de conductos.
Según se asciende en la escala animal, los pulmones van incrementando su superficie interna.
Según se asciende en la escala animal, los pulmones van incrementando su superficie interna.
Anfibios:
Tienen
una capacidad pulmonar básica, sus pulmones son sacos sin ninguna tabicación,
por lo que complementan esta respiración con la cutánea.
Los anfibios, al tener los pulmones pequeños y poco desarrollados hacen
circular el aire de una manera peculiar. Para inspirar abren las ventanas
nasales y descienden el piso de la boca con lo cual penetra el aire que llena
esta cavidad. Entonces, cierran los orificios nasales y suben el piso de la
boca comprimiendo el aire y forzándolo a entrar en los pulmones. Para respirar
comprimen la cavidad con los orificios nasales abiertos.
Como ya hemos mencionado anteriormente, los
anfibios, además de respirar por medio de los pulmones, obtienen la otra mitad
de su oxígeno a través de la piel húmeda, y si se sumerge en el agua fría, la
piel le suministra todo el oxígeno necesario.
à Reptiles,
aves y mamíferos.
Tienen
un sistema respiratorio muy evolucionado y complejo, sus pulmones son los más
desarrollados debido a los sacos aéreos de las aves y a los alvéolos en
mamíferos.
Estos
mecanismos permiten a estos grupos de vertebrados un considerable aumento de la superficie
respiratoria.
Reptiles.
Respiran exclusivamente por medio de pulmones, su
piel seca y gruesa no permite intercambio de gases. Sus pulmones están un poco
más desarrollados que los de los anfibios. En los reptiles, como la iguana, el
aire entra y sale de los pulmones mediante movimiento musculares corporales.
Los músculos del tórax dilatan la cavidad torácica y dentro de ella disminuye
la presión. De esta forma el aire pasa desde la atmósfera, dónde hay mayor
presión, a la cavidad torácica, donde la presión es menor...
Aves.
Mamíferos.
Tienen
un sistema de pulmones muy complejo, formado por los finos conductos que
desembocan en pequeños sacos aéreos, los alvéolos, donde se realiza el
intercambio de gases. Este sistema permite que el pulmón tenga una gran
superficie de intercambio. El aire entra y sale mediante la contracción de
músculos especiales, el diafragma, los intercostales y otros. La ballena es un
mamífero que respira aire. Sus pulmones son capaces de mantener una gran
cantidad de oxígeno lo que le permite sumergirse por media hora o más sin salir
a respirar. La ballena muere si queda varada en la playa porque no puede
realizar los movimientos respiratorios por su enorme peso que la aplasta
Respiración
en el ser humano.
El aire entre a nuestro organismo recorriendo las
fosas nasales (nariz), recorre la
faringe, la laringe y la tráquea, para luego repartirse en los bronquios y las
ramificaciones bronquiales. Este trasporte de aire a los pulmones se hace por
un proceso llamado inspiración, en el cual el pulmón es ayudado por movimientos
del diafragma y otros músculos del organismo.
Cuando el aire llega a los alvéolos (ramitas más
delgadas del "árbol bronquial"), el oxígeno pasa a la sangre
difundiéndose a través de las paredes alveolares en la red capilar que los
rodea.
La sangre "oxigenada" es distribuida a
todas las partes del cuerpo a través de la circulación sistemática y con la
ayuda del bombeo de la parte izquierda del corazón.
En los capilares corporales se produce el
intercambio en el cual las células del organismo se oxigenan de la sangre y a
la vez desechan el anhídrido carbónico en la misma.
La sangre pobre en
oxígeno es bombeada hacia los pulmones por el lado derecho del corazón. Al
llegar a la red capilar de los alvéolos, se produce nuevamente un intercambio de
gases, en donde el anhídrido carbónico es desechado hacia exterior por las vías
respiratorias con la ayuda del proceso de espiración.
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