SEGUNDO DE SEC SEMANA 20 CyT Aprendo en casa
|
Título de la Sesión |
Propósito |
Evidencia |
Competencia |
|
Los
mecanismos de la respiración celular de la célula eucariota durante el
ejercicio físico y la respuesta metabólica del organismo ante
ella. |
Explicando los mecanismos de la respiración celular
durante el ejercicio físico y cómo nos benefician estos Ejercicios o pueden
convertirse en un problema de salud . |
Explicar la relación entre el ejercicio físico, y
los mecanismos de la respiración de la célula eucariota y los
beneficios de los ejercicios físicos y sus posibles aspectos
negativos.en u8n triptico |
Explica
el mundo físico basándose en conocimientos sobre los seres vivos, materia y
energía, biodiversidad, Tierra y universo |
|
Actividad: Analizamos sobre los mecanismos de la respiración celular de la célula eucariota durante el ejercicio físico (día 3) |
Actividad: Explicamos la
respuesta metabólica del organismo durante el ejercicio físico (día 5) |
|
SABERES PREVIOS |
||
|
¿Cómo influyen en los seres vivos las células de sus órganos cuando efectúan respiración celular? |
¿Cuál es la función principal de las mitocondrias en la respiración celular? |
¿Cuáles serán los beneficios de los ejercicios físicos para el cuerpo
humano? |
Actividad: Analizamos sobre los mecanismos de la respiración celular de la célula eucariota durante el ejercicio físico (día 3)
Recurso 1:
|
LECTURA: La célula y la respiración celular
durante los ejercicios físicos |
|
La genómica da la razón a Lynn Margulis El núcleo de nuestras células adquirió sus genes bacterianos por simbiosis. La historia de la vida en la Tierra se divide en dos mitades: hasta hace 2000 millones de años, cuando solo hubo bacterias y arqueas (similares a las bacterias, aunque a menudo adaptadas a condiciones extremas); solo entonces surgió la célula compleja (eucariota, en la jerga científica), de la que todos los animales y plantas estamos hechos. Fue Lynn Margulis quien explicó esa discontinuidad desconcertante: la célula compleja no evolucionó gradualmente desde una bacteria o una arquea, sino sumando ambas en un suceso brusco de simbiosis. La genómica le da hoy la razón.1 Cuando Genix termina de leer, el profesor le hace las siguientes preguntas: ¿Por qué se piensa que todos los seres vivos tienen un origen común? ¿Cuál es el planteamiento de Lynn sobre las células? |
|
El descubrimiento del microscopio |
|
En la Tierra existen millones de seres de formas y tamaños diferentes, pero todos comparten una característica en común: la célula. Para estudiarla, los científicos han desarrollado el microscopio. El microscopio ha sido una de las herramientas esenciales para el estudio de las ciencias de la vida. Abrió el ojo humano hacia una nueva dimensión. En el siglo XIX se dio un mayor desarrollo de la microscopía, y apareció el microscopio compuesto. A mediados del siglo XX se inventó un nuevo tipo de microscopio, conocido como “microscopio electrónico”, capaz de conseguir aumentos hasta en 100 mil veces y gracias al cual es posible observar estructuras aún más pequeñas, incluso, observar la estructura interior de los organelos como las mitocondrias. |
|
La teoría celular La biología actual explica la constitución de los seres vivos tomando como base las células. Sus principios básicos son los siguientes2 : |
||
|
• La célula es la unidad anatómica de todo ser vivo. Estos
están formados por una o más células. |
• La célula es la unidad fisiológica de todo ser vivo
porque es la parte más pequeña con vida propia y realiza todas las funciones
vitales: nutrición, relación y reproducción. |
• Toda célula procede de otra célula, y el material
hereditario pasa de madres a hijas. |
|
La célula La célula, por tanto, es la base de la vida. Así como encontramos diversidad de organismos, también existe diversidad de células. Existen principalmente dos tipos de células: procariotas y eucariotas. |
|
|
Tipos de células Procariota Eucariota |
|
|
|
Procariota |
Eucariota |
|
Estructuras |
Simple, sin núcleo celular diferenciado; es decir, su ADN está
disperso en el citoplasma. |
Más compleja. Tiene su material hereditario fundamental cerrado en
una envoltura nuclear |
|
Número de células por ser vivo |
Es unicelular, es decir, posee una sola célula. |
En la mayoría de casos es pluricelular, es decir, posee más de una
célula. |
|
Origen |
Data de hace 3500 millones de años. Se considera que fue la primera
célula viva |
Data de hace 1500 millones de años. Se originó por los cambios que
realizó la célula procariota. |
|
Características |
• Puede sobrevivir a temperaturas extremas. • Puede ser autótrofa o
heterótrofa. |
• Tiene un citoesqueleto muy estructurado. • Puede tener pared celular o
recubrimiento externo de protoplasma. |
|
Estructura
de la célula eucariota |
||
|
La membrana celular |
El citoplasma |
El núcleo |
|
|
|
|
|
La respiración celular: El
intercambio gaseoso es el proceso por el cual los seres vivos, utilizando
estructuras especializadas, órganos o sistemas, capturan el oxígeno presente
en su medioambiente y lo dirigen hacia el interior de sus cuerpos (células)
para luego expulsar dióxido de carbono. Los organismos que dependen
directamente del oxígeno para respirar se denominan aeróbicos y aquellos cuya
respiración ocurre en su ausencia son llamados anaeróbicos. A partir de esta
información se define la respiración como el mecanismo mediante el cual las
células, en presencia de oxígeno, descomponen la glucosa para extraer la
energía química contenida en su interior, liberando dióxido de carbono. |
||
|
• La respiración celular toma la energía almacenada en la glucosa y
la transfiere al ATP.
|
• La respiración celular se da en tres etapas: la glucólisis, el
ciclo de Krebs y el transporte de electrones.
|
• Las membranas interna y externa de la mitocondria juegan un papel
importante en la respiración aeróbica.
|
|
Etapas de la respiración celular5 La respiración involucra muchas reacciones químicas. Estas se pueden resumir en esta ecuación: Las reacciones de la respiración celular se pueden agrupar en tres
etapas: |
||
|
Etapa
1 |
Etapa
2 |
Etapa
3 |
|
la glucólisis (etapa 1), |
El ciclo de Krebs, también llamado el ciclo del ácido cítrico (etapa
2), |
el transporte de electrones (etapa 3). |
|
|
|
|
|
Estructura de la mitocondria: clave para la respiración aeróbica |
|
La estructura de la mitocondria es la clave para el proceso de la
respiración celular aeróbica (en presencia de oxígeno), especialmente para el
ciclo de Krebs y el transporte de electrones. Una mitocondria posee una
membrana interna y una externa. El espacio entre la membrana interna y
externa se llama espacio intermembranal, y el espacio encerrado por la
membrana interna se llama matriz. La segunda etapa de la respiración celular,
el ciclo de Krebs, se lleva a cabo en la matriz. La tercera etapa, el
transporte de electrones, tiene lugar en la membrana interna.
|
|
Mitocondrias y ejercicio:
función principal de las mitocondrias6 |
|
La función más importante de las mitocondrias es la de producción de
energía, principalmente ATP. Con ello, vemos claramente la relación entre
mitocondrias y ejercicio físico. Como se mencionó anteriormente, el ATP es el
“combustible” para que se lleve a cabo la mayor parte de los procesos celulares.
Sin él, nuestros músculos no podrían contraerse porque nos faltaría energía
mecánica. Estas organelas, entonces, oxidan diferentes productos para generar
energía que el organismo utiliza para múltiples fines que permiten sostener
la homeostasis celular. Entre estos productos metabólicos que llegan a las
crestas mitocondriales, los ácidos grasos son los principales responsables en
garantizar la beta-oxidación. También se ha considerado a las mitocondrias
como un potencial almacén de calcio. Estas tienen un papel importante en la
apoptosis, el cáncer, el envejecimiento y otras problemáticas metabólicas.
|
Actividad: Explicamos la respuesta metabólica del organismo durante el ejercicio físico (día 5)
|
RECURSO 3 : Respuesta metabólica del organismo ante los ejercicios
físicos LECTURA |
|
Julio, un estudiante de Huancayo, escucha con atención la noticia sobre la atleta peruana Gladys Tejeda. Informan que fue la ganadora de la medalla de oro en los Juegos Panamericanos Lima 2019, con un tiempo de 2:30:55. Además, afirman que su trayectoria como maratonista comenzó a sus 11 años, al correr 7 km en su pueblo natal de Junín. La noticia anima a Julio a seguir con su rutina de entrenamiento para lograr ser un fondista que represente a su colegio en los juegos escolares, pero él se pregunta: |
|
¿Qué sucede con los órganos del cuerpo cuando hacemos ejercicios? |
|
Visión general del metabolismo1 |
|
Continuamente, las células están realizando miles de reacciones
químicas necesarias para mantenerse vivas y sanas, y así asegurar el buen
comportamiento de todo tu organismo. Estas reacciones químicas a menudo están
vinculadas en cadenas o vías del cuerpo. Todas las reacciones químicas que
suceden dentro de una célula se conocen en conjunto como el metabolismo de la
célula. Para entender la complejidad del metabolismo celular, examinemos el
diagrama metabólico a continuación. Este enredo de líneas parece un mapa de
un enorme sistema de trenes o una compleja placa de circuitos. De hecho, es
un diagrama de las vías metabólicas principales en una célula eucarionte,
como las células que conforman el cuerpo humano. Cada línea es una reacción y
cada círculo es un reactivo o producto. En la red metabólica de la célula,
algunas reacciones químicas liberan energía y pueden suceder espontáneamente
(sin aporte de energía); sin embargo, otras necesitan que se agregue energía
para poder llevarse a cabo. Así como necesitas alimentarte continuamente para
reponer lo que usa tu cuerpo, también las células necesitan una entrada
continua de energía para impulsar las reacciones químicas que la requieran.
De hecho, ¡los alimentos que consumes son la fuente de energía que utilizan
tus células! |
|
El metabolismo2 |
Las células intercambian materia y energía con su entorno
continuamente. La materia y la energía intercambiadas son transformadas en su
interior con el objeto de crear y mantener las estructuras celulares,
proporcionando la energía necesaria para las actividades vitales. El conjunto
de intercambios y transformaciones que tienen lugar en el interior de la
célula debido a procesos químicos catalizados por enzimas constituyen el
metabolismo celular. |
|
Objetivos del metabolismo |
-Obtener energía utilizable por la célula. Energía química
a partir de la energía solar o de la degradación de nutrientes. |
|
fases en el metabolismo: |
-El catabolismo o fase destructiva. En ella las moléculas
complejas (azúcares, ácidos grasos, o proteínas), que proceden del medio
externo o de reservas internas, son degradadas a moléculas sencillas (ácido
láctico, amoniaco, bióxido de carbono, agua, etc.). Esta degradación va
acompañada de una liberación de energía que se almacena en forma de ATP. |
|
Los procesos de anabolismo y catabolismo no se dan por
separado en el espacio o en el tiempo. |
Las células se encuentran siempre en un proceso constante de autodestrucción y autorregeneración. Hay que considerar el metabolismo celular como una unidad, aunque su complejidad nos obligue a estudiarlo de manera fragmentada en las denominadas rutas metabólicas. Una ruta metabólica es una secuencia de reacciones químicas que relacionan entre sí dos compuestos o metabolitos importantes (en la ruta de la glucólisis, la secuencia de reacciones relaciona a la glucosa con el ácido pirúvico). Las rutas metabólicas no son independientes entre sí, sino que poseen encrucijadas comunes. Un mismo metabolito, que es común a dos vías, podrá seguir una u otra, en función de las condiciones celulares. |
|
Rutas metabólicas |
|
|
Anabólicas: las moléculas pequeñas forman moléculas grandes. Requiere energía. |
Catabólica: las moléculas grandes se degradan a moléculas más pequeñas. Se libera energía. |
|
Respuestas
del organismo ante el ejercicio físico Las personas que
practican ejercicio físico permanentemente experimentan distintos cambios
biológicos de manera sistemática. Estos cambios se dan a distintos niveles funcionales
del organismo humano; por ejemplo, están los cambios morfo-fisiológicos,
bioquímicos y psíquicos. Cabe aclarar que estos no ocurren de forma inmediata
en el organismo. El sistema muscular es el que efectúa las órdenes motoras
generadas en el sistema nervioso central, siendo fundamental la participación
de otros sistemas (como el cardiovascular, pulmonar, endocrino, renal y
otros) para el apoyo energético hacia el tejido muscular, y así mantener la
actividad motora.4 A continuación mencionaremos algunas reacciones en los
sistemas del cuerpo humano: |
|
|
Captación de aire La nariz y la boca se encargan de captar
el aire del exterior. La frecuencia respiratoria aumenta con el ejercicio. |
Aporte de O2 celular Los capilares constituyen las últimas
ramificaciones de las arterias periféricas. Sus paredes están formadas por
una única capa de células, lo que permite el intercambio de sustancias entre
la sangre y las células. El oxígeno pasa a las células, y el dióxido de
carbono y otros residuos metabólicos pasan al interior del capilar. |
|
. Intercambio gaseoso Una vez que el oxígeno llega a los
pulmones, los alveolos se encargan de realizar el intercambio gaseoso: el
oxígeno pasa a la sangre y se expulsa el dióxido de carbono. Con el
ejercicio, este intercambio gaseoso mejora la eficiencia en la difusión
alveolocapilar. |
Obtención de energía El oxígeno pasa a las células, donde,
junto a los diferentes sustratos energéticos (glucosa y ácidos grasos), se
obtiene energía química, agua y dióxido de carbono. La energía química se
transforma en energía mecánica, y se produce la contracción muscular,
necesaria para el movimiento. |
|
Bombeo del corazón La sangre enriquecida en oxígeno llega
al corazón y es enviada a todo el sistema por el ventrículo izquierdo. El
músculo cardiaco se adapta al ejercicio, lo que lo convierte en un músculo
más grande, fuerte y potente. Esto, a su vez, mejora el sistema de bombeo
sanguíneo. |
Expulsión de agua (sudor) El agua producida en la
obtención de energía se expulsa en forma de sudor, tomando la función de
reguladora de temperatura, como si fuera el radiador del cuerpo. |
|
Transporte de O2 El oxígeno es transportado por la sangre
a través de la hemoglobina, y llega a los diferentes órganos y músculos que
demandan el oxígeno. En personas con entrenamiento cardiovascular, la
cantidad de hemoglobina en la sangre es más elevada. |
Retorno venoso con CO2 El CO2 se transporta a través del
retorno venoso que, ayudado por las contracciones musculares, asciende de
nuevo hasta el corazón para ser bombeado a los pulmones y, finalmente, ser
expulsado al exterior |
|
El sistema cardiovascular y circulatorio5 |
• Aumenta el tamaño físico del corazón. Se amplía y fortalece el miocardio, lo que le permite funcionar de forma más eficiente y con menor frecuencia, bombeando más sangre a los tejidos. • Aumenta el número de capilares en funcionamiento. • Aumenta la elasticidad sanguínea, permitiendo que la sangre circule con más facilidad. • Aumenta el número de glóbulos rojos y la hemoglobina (16-17 Mg/cm3 ). • Se aminora la presencia de grasas y sustancias lipoides en la sangre. • Mejora la perfusión sanguínea a nivel capilar. |
|
Sistema nervioso central6 |
El entrenamiento sistemático mejora la velocidad y eficacia del sistema nervioso central a la hora de recibir las percepciones y proyectar actividad motora. |
|
Sistema muscular-articular7 |
• Mejora la alimentación de la fibra muscular, por lo que aumenta el grosor y la masa muscular. • Se fortalecen tendones, ligamentos y membranas musculares. • Aumenta la cantidad de fosfato de creatina, glucógeno, calcio (Ca), potasio (K), magnesio (Mg), y se dan modificaciones en la cronaxia (excitabilidad) debido al aumento de la masa muscular. |
|
REFLEXIONA Y RESPONDE |
|
|
• ¿Qué órganos del cuerpo intervienen cuando las personas hacen ejercicios físicos? |
• ¿Qué ocurre en el proceso metabólico celular durante la descomposición de moléculas grandes en otras más pequeñas? |
|
• ¿Cómo funciona el metabolismo durante el ejercicio
físico? |
• ¿Cómo es la respuesta del cuerpo humano al hacer ejercicios físicos? |
No hay comentarios:
Publicar un comentario