Nombre Fecha Curso

Lección 3      ¿Qué sistemas intervienen en la nutrición celular?

El sistema respiratorio

◗ Antes  de  estudiar  esta  guía La respiración se realiza automáticamente. Nosotros no pensamos en cada aliento que tomamos. Mira tu celular, usa el cronómetro y cuenta cuántas respiraciones realizar en un minuto. Escribe ese número en las líneas de abajo. A continuación, escribe una frase que describa un momento en que pensaste en tu respiración, como por ejemplo, al detenerte y recuperar aliento después de correr.

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Unidad 1

◗ Estudia  para  aprender

Vías aéreas y pulmones

Tu sistema respiratorio está formado por un par de pulmones y una serie de vías aéreas. Las vías aéreas incluyen a las fosas nasales, faringe, laringe, tráquea y bronquios. Probablemente pienses en inhalar y exhalar cuando escuchas el término sistema respiratorio. Inhalar y exhalar es solo una de las funciones que ejecuta el sistema respiratorio. El intercambio de gases o respiración, es otra importante función ejecutada por el sistema respiratorio. La Respiración incluye a todos los pasos involucrados en la incorporación del oxígeno por las células de tu cuerpo y la el iminación de dióxido de carbono. Recuerda que la respiración celular también involucra la formación de ATP dentro de las células, principalmente el que se produce en las mitocondrias. El primer paso en el proceso de respiración involucra la incorporación de aire al interior de tu cuerpo, El aire entra a través de la nariz o a través de la boca. Fluye hacia la faringe y pasa por la glotis (la cual está tapada por la epiglotis) y se mueve a través de la laringe. El aire luego viaja por la tráquea, una vía aérea similar a un tubo, que conduce a otros dos tubos de menor calibre llamados bronquios, los cuales se bifurcan aún más en tubos de menor calibre- los bronquíolos- que conducen a los alvéolos. Cuando tragas alimento, la epiglotis cubre la entrada a la tráquea lo cual previene que los alimentos ingresen a las vías aéreas.

Identifica  ideas  principales:  a medida que leas esta lección, détente después de unos pocos párrafos y escribe lo que has leído usando tus propias palabras. Resalta la idea principal de cada párrafo.

1 Lección  3,  8º  básico,  Estudio  y  comprensión  de  la  naturaleza GAToledo,  Depto.  Cs.  SFC,  2015

Haz esto 1. Determina: Usa la ilustración de la página 2 para determinar la vía que siguen las moléculas de O2, comenzando en la nariz para terminar en los pulmones. Enumera las estructuras secuencialmente.

Técnica de estudio

Marca el texto

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Unidad      1 El  sistema  respiratorio,  continuación

¿Qué pasa si el aire no está limpio?

El aire que respiramos está lejos de estar limpio. Dependiendo de donde vivas, podrías respirar algo así como un millón de partículas de material extraño por día. Las cavidades nasales, la tráquea y los bronquios están revestidos con células que secretan moco. Estas células también tienen proyecciones, similares a diminutos pelos, llamados cilios. Los cilios constantemente se están moviendo en dirección a la garganta. Mueven material extraño hasta donde se pueda tragar o expulsar por la tos o por los estornudos. Estas células evitan que la mayor parte de la materia extraña llegue a los pulmones.

Faringe Cavidad  Nasal   Epiglotis Laringe Esófago Tráquea

Bronquio

Pulmón    derecho Bronquíolo

Diafragma

Medula oblonga

¿Dónde ocurre el intercambio de gases?            Como las ramas de un árbol, cada bronquio se ramifica en bronquíolos. Estos se ramifican aún más en muchos túbulos microscópicos los que finalmente se abren en finos sacos de paredes delgadas llamados alvéolos. Los Alvéolos son los sacos de los pulmones donde ocurre el intercambio gaseoso de los gases oxígeno y dióxido de carbono, entre el aire y la sangre. Los racimos de alvéolos están rodeados por una red de pequeños vasos sanguíneos o capilares. La sangre en esos vasos viene de las células del cuerpo y contiene desechos de la respiración celular. La Difusión de gases tiene lugar fácilmente ya que las paredes de cada alvéolo y la pared de cada capilar solo tiene una célula de espesor. La respiración externa involucra al intercambio de oxígeno que circula a través de las paredes de los alvéolos. http://www.curriculumenlineamineduc.cl/605/articles-25457_recurso_swf.swf

Una vez que el oxígeno difunde hacia los vasos sanguíneos que rodean a los alvéolos la sangre sale del pulmón y se mueve mediante la vena pulmonar hacia el corazón. Éste órgano bombea la sangre oxigenada hacia todas las células del cuerpo. Ese oxígeno se utiliza para la respiración celular. Recuerde que la respiración celular es el proceso mediante el cual las células utilizan el oxígeno para descomponer la glucosa y liberar energía en la forma de ATP. El dióxido de Carbono es un desecho producto de este proceso. El dióxido de carbono difunde hacia la sangre, la cual lo transporta de vuelta hacia los pulmones. .

Pulmón  izquierdo

2.  ¿Cómo  son  expulsadas  las  partículas  de  materia  extraña  por  el  sistema  respiratorio? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3.  ¿Por  qué  es  posible  la  difusión  de  gases  entre  la  pared  de  un  capilar  y  la  pared  del  alvéolo? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

GAToledo,  Depto.  Cs.  SFC,  2015 Lección  3,  8º  básico,  Estudio  y  comprensión  de  la  naturaleza 2

¿Comprendiste?

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Unidad

     1 El  sistema  respiratorio,  continuación

     Eso significa que la sangre que llega a los alvéolos desde las células del cuerpo es alta en dióxido de carbono y pobre en oxígeno. Este dióxido de Carbono difunde desde la sangre hacia los espacios situados en el interior de los alvéolos. Durante la exhalación, el dióxido de carbono se elimina del cuerpo. Al mismo tiempo, el oxígeno difunde desde los alvéolos pulmonares hacia la sangre dejando a los eritrocitos ricos en O2. Estas células llevarán al O2 hasta los tejidos.

4.  ¿Cuándo  es  removido  el  CO2  desde  el  cuerpo?

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Alveolo La  mecánica  respiratoria      Las acciones de tu diafragma y de los músculos que tienes entre las costillas te permiten inhalar y exhalar. Cuando inhalas, los músculos entre tus costillas se contraen y sube tu caja torácica. Al mismo tiempo, el músculo diafragma se contrae. Se aplana y se mueve más abajo de la cavidad torácica. Esto crea más espacio en la cavidad torácica, produciéndose un ligero vacío. El aire ingresa a los pulmones porque la presión del aire fuera de tu cuerpo es mayor que la presión del aire dentro de los pulmones. Cuando exhalas, tus músculos intercostales se relajan y las costillas se mueven hacia adentro creando un espacio más pequeño en la cavidad torácica. Tu diafragma se relaja, retornando a su posición de reposo. Esto fuerza al aire a salir de los alvéolos. En los pulmones sanos, los alvéolos son elásticos. Se extienden a medida que inhalas y vuelven a su tamaño original al exhalar. Incluso después de exhalar, los alvéolos contienen una pequeña cantidad de aire.

Posición  de  las costillas  cuando  inhalas

Sangre  rica  en  O2 Red  capilar

Alveolo Sangre  rica  en  CO2  

Posición  de  las costillas  cuando  exhalas Pulmón  cuando  

exhalas Pulmón  cuando  inhalas

Posición  del  diafragma  cuando  exhalas

A  Cuando  el  diafragma  se  relaja,  toma  una  forma  de  domo  debajo  de  tus  pulmones,  disminuyendo  el  volumen  de  la  cavidad  torácica  y  forzando  al  aire  a  salir  de  los  pulmones.

Posición  del  diafragma  cuando  inhalas

B    Cuando  el  diafragma  se  contrae,  se  aplana,  esto  permite  se  amplíe  la  cavidad  torácica,  lo  que  permite  la  entrada  de  aire  a  los  pulmones.

3 Lección  3,  8º  básico,  Estudio  y  comprensión  de  la  naturaleza GAToledo,  Depto.  Cs.  SFC,  2015

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Unidad 1 El  sistema  respiratorio,  continuación

¿Cómo la célula sintetiza ATP? Probablemente sepas que necesitamos inspirar aire con O2, el que es necesario para vivir; pero ¿cómo usa tu cuerpo este gas?.... El O2 ayuda a tu cuerpo a liberar la energía química que está almacenada en los hidratos de Carbono y en otras moléculas con C. La energía es liberada para producir ATP. Este proceso de usar oxígeno para generar ATP descomponiendo moléculas orgánicas, es llamado respiración celular, la cual sintetiza la mayor parte del ATP que las células usan para realizar actividad celular. La respiración celular ocurre en la mitocondria y es un proceso Aeróbico, lo cual significa que requiere O2. Este organelo no hace ATP directamente de los alimentos, sino que a través de muchas reacciones químicas intra-celulares.

Faringe Cavidad  Nasal   Epiglotis Laringe Esófago Tráquea

Bronquio

Pulmón    derecho Bronquíolo

Diafragma

Medula oblonga

¿Dónde ocurren las reacciones químicas que convierten a la glucosa en ATP?      Antes de ocurrir la respiración celular, los alimentos deben ser divididos por el sistema digestivo en moléculas más pequeñas hasta alcanzar el tamaño adecuado para su absorción. Ya en la sangre, los monómeros de las biomoléculas orgánicas, como la glucosa, deben ser trasportados hacia las células. Veamos de una manera muy simple lo que le ocurre a una sola molécula de glucosa, de las innumerables que ingresan a la célula. Ya en el citoplasma, la glucosa sufre la primera descomposición, por un proceso anaeróbico llamado glucólisis. Recuerda que la glucosa es un azúcar de seis carbonos. La glucólisis rompe la glucosa en dos moléculas de piruvato, que tienen cada uno, tres carbonos.

Glucosa Dos piruvato + NADH

Cerca de 29 moléculas de ATP se forman de la descomposición gradual de una molécula de glucosa; la glicólisis solo nos aporta dos. La ecuación de la respiración celular se muestra más abajo. Hay muchas flechas entre los reactantes y productos. Estas flechas nos sugiere que hay muchos pasos en el proceso, incluida a la glicolisis. También, muchas enzimas juegan un rol importante en la producción de ATP. Las dos etapas aeróbicas se exponen en la próxima página.

+29 ATP

Pulmón  izquierdo

5. ¿Por qué la respiración celular es considerado un proceso aeróbico? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. ¿En qué parte de la célula ocurre la glucólisis y cuántas moléculas de ATP produce por cada molécula de glucosa? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________    

4

La célPlantas, animales, hongos y prtistas tienen mitocondriasas animalCes

Las células de Animales, Plantas, Protistas y de Hongos poseen mitocondrias. Aquí se muestran las de dos reinos.

¿Comprendiste?

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7. Sigue los pasos de la respiración celular resumida en la mitocondria dibujada en la próxima página. Haz un círculo rojo alrededor de los productos de la respiración celular.

Haz esto

VISIÓN  GENERAL  DE  LA  RESPIRACIÓN  CELULAR

ESTADO  1:  Ciclo  de  Krebs

   1 Dos  moléculas  de  3  C  (el  Piruvato)  provenientes  de  la  glucolisis  entran  a  la  mitocondria  donde  sufren  el  proceso  de  respiración  celular.

           mitocondria Matriz  mitocondrial  (área  cuyo    límite  es  la  membrana  interna)  2  ATP

y 6CO2

   2      energía

Dos  Moléculas  (NADH  y  FADH2)  que  transportan  energía  contenida  en  electrones  transfieren  energía  al  estado  2.

ESTADO  2:  Cadena  de  Transporte  de  Electrones    3  Moléculas  (NADH)  que  transportan  energía  originada  en  la  glicólisis  entran  al  estado  2  de  la  

respiración  celular. Membrana  Interna  (cresta)

25  ATP

                             y

G A T o l e do, Depto. de Cs. SFC 2015

energía  de  la  glucolisis                                      (NADH)

y 6  O2 6  H2O

   4 Se  producen  moléculas  de  ATP.  También  se  libera  calor  y,  el  agua,    es  un  producto  de  desecho.

Etapa 1: Las moléculas de piruvato pasan por una serie de reacciones durante un proceso llamado ciclo de Krebs, el cual produce 2 ATP y otras moléculas –NADH y FADH2; estas últimas, son transportadoras de electrones de alta energía que llevan esa energía al siguiente estado de la respiración celular. En el ciclo de Krebs se libera un desecho, el CO2, que lo eliminas cuando exhalas. Estado 2. La energía transportada por los electrones se mueve a través de una cadena de proteínas, llamada cadena de transporte de electrones, produciéndose una gran cantidad de moléculas de ATP (25) por la proteína ATP sintetasa. Es en este proceso donde usamos el Oxígeno que inspiramos del ambiente, siendo necesario para recibir los electrones al final de la cadena. El O2, los electrones y algunos átomos de Hidrógeno presentes en la mitocondria, reaccionan para formar moléculas de agua, las cuales son productos de desecho de la respiración celular.

Lección 3, 8º básico, Estudio y comprensión de la naturaleza 5

¿Dónde se produce el Estado uno y dos de la respiración celular?

8. ¿Cuáles son las dos moléculas que transportan electrones de alta energía provenientes de la glicólisis y del ciclo de Krebs? De la Glicólis:____________ Del Ciclo de Krebs: ________ y __________. 9. Googlea: Usa esta animación http://www.sumanasinc.com/webcontent/animations/content/cellularrespiration.html (solo “the big picture” y resumen para qué necesitamos ATP. _____________ ________________________________________________________________________________________________________________

Nombre Fecha Curso

Unidad 1 Revisión El sistema respiratorio, continuación

GAToledo,  Depto.  Cs.  SFC,  2015 Lección  3,  8º  básico,  Estudio  y  comprensión  de  la  naturaleza 4

1. ________________________________ 2. ________________________________ 3. ________________________________ 4. ________________________________

◗ Después de estudiar Mini Glosario Alveolos : sacos en los pulmones donde el oxígeno difunde hacia la sangre y el dióxido de carbono difunde hacia el interior del alvéolo. Difusión : proceso por el cual se produce un flujo neto de moléculas a través de una membrana permeable sin que exista un aporte externo de energía. Glicólisis : proceso que transforma la glucosa en ácido pirúvico, produciendo dos ATP a partir de ADP y fosfato. Además, transfiere algunos electrones (e-) y sus protones acompañantes (H+) a moléculas de NAD aceptoras de electrones. Ciclo de Krebs: Sucesión de reacciones químicas de la respiración celular que ocurre en las mitocondrias de eucariotas. Genera 2 ATP y dos tipos de moléculas que transportan electrones a la cadena de transporte de electrones. Cadena de transporte de electrones: Proceso de 2 pasos que ocurre en la mitocondria de eucariotas y en la membrana de procariotas: crea un gradiente de protones de H+ en el espacio intermembrana, producido por la cadena de transporte de electrones y forma ATP por la ATP-sintasa, que aprovecha dicho gradiente.

1. Lee cada término y su definición en el Mini Glosario de arriba. En las líneas siguiente escribe una oración que incluya los dos términos. _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2. Pon la lista de las siguientes estructuras respiratorias en el orden que debiese pasar una molécula de oxígeno, a medida que se mueve desde el exterior hacia los vasos sanguíneos.

bronquíolo bronquio

faringe tráquea

nariz/boca laringe

capilares alveolos

5. ________________________________ 6. ________________________________ 7. ________________________________ 8. ________________________________

3. Describe: Redacta la forma en que el oxígeno llega hasta las células de tu cuerpo. Parte desde la nariz.  __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Incluye al menos estos conceptos en tu redacción: alvéolos, pulmones, difusión, vías aéreas superiores, intercambio gaseoso, célula. 4. Infiere: ¿Qué sucedería si las paredes de los alvéolos se cubren de alquitrán, como consecuencia del consumo de tabaco? ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. ¿En cual organelo de células eucariotas ocurre la respiración celular?__________________________________ 6. ¿Cuáles son los productos y los reactantes de la respiración celular? Reactantes: ___________________________________ ; Productos: _____________________________________ 7. ¿En cuál parte de la célula ocurre la mayor parte de la síntesis de ATP durante la respiración celular? _____________________________________________________   8. ¿Cuál proceso anaeróbico, productor de 2 ATP, debe ocurrir en el citoplasma de eucariotas previo a las dos etapas aeróbicas que ocurren en la mitocondria? __________________________________

Descubre  otras  guía  que  he  subido  a  slideshare  que  tienen  relación  con  estos  contenidos  y  con  otros  que  ocurren  tanto  en  Eucariotas  como  en  procariotas.  ¿Algún  comentario?:  srgustavotol@gmail.com    http://www.slideshare.net/gustavotoledo

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