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INSTITUCIÓN EDUCATIVA CACAOTAL
TEXTO GUÍA DE CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL Docente orientador: Esp. Luis Eduardo Olmos Vergara
Grado: Séptimo
Estudiante: _____________________________
Dirección: ______________________________
Presentación
El módulo de Ciencias Naturales y Educación Ambiental nace de un esfuerzo por tratar de sembrar en los estudiantes de la IE Cacaotal el espíritu científico y tecnológico del mundo globalizado en el cual nos encontramos inmersos.
Resulta agradable orientar al estudiante con ayudas didácticas como estas cartillas que además de contener los temas que deben ser tratados en el grado séptimo de Educación Básica Secundaria, muestran mediante gráficos y tablas información de carácter relevante para el aprendizaje de esta área de enseñanza obligatoria según Estándares propuestos por el Ministerio de Educación Nacional.
Espero que el aporte como Docente orientador y formador en el área de Ciencias Naturales contribuya en usted joven estudiante al mejoramiento académico y a ser competente en estos momentos de grandes exigencias en el mundo.
Cordialmente,
Esp. Luis Eduardo Olmos Vergara
Tabla de contenidos
EL NÚCLEO CELULAR ........................................................................................................................................................................... 1
LA REPRODUCCIÓN CELULAR .......................................................................................................................................................... 4
LA GAMETOGÉNESIS ............................................................................................................................................................................ 8
EL SISTEMA DIGESTIVO .................................................................................................................................................................... 11
EL SISTEMA EXCRETOR HUMANO ................................................................................................................................................ 18
EL SISTEMA CIRCULATORIO ........................................................................................................................................................... 21
EL SISTEMA RESPIRATORIO............................................................................................................................................................ 26
NIVELES TRÓFICOS EN LOS ECOSISTEMAS ............................................................................................................................... 30
EL ÁTOMO Y SUS PARTÍCULAS ....................................................................................................................................................... 34
FUERZA ................................................................................................................................................................................................... 39
ONDAS ..................................................................................................................................................................................................... 42
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UNIDAD Nº 1 EL NÚCLEO CELULAR
El componente más notorio y evidente cuando se observa la célula al microscopio es el núcleo. Es el centro de control celular y encierra la información genética que le otorga a cada célula las características morfológicas, fisiológicas y bioquímicas que le son propias.
Descubierto por Robert Brown (1833). Elemento distintivo de las células eucariotas, está constituido por una envoltura nuclear que rodea el material genético de la célula. El interior del núcleo recibe el nombre de nucleoplasma.
En él se encuentran condensadas las fibras de ADN, que reciben el nombre de cromatina, y el nucléolo, corpúsculo muy rico en ARNr. La estructura del núcleo varía según el estado de la célula.
La forma del núcleo puede ser regular o irregular Regular: Coincidiendo con la forma de la célula. Es decir que la forma del núcleo coincide
generalmente con la de la célula. Irregular: Es la que le da aspecto irregular al núcleo.
La posición del núcleo varía según el tipo de célula considerada y según la materia acumulada en la célula. Cada célula tiene el núcleo en una posición característica en casi todas las células animales es céntrico, en algunas como las adiposas y las de las fibras musculares estriadas esqueléticas es excéntrico.
COMPONENTES DEL NÚCLEO CELULAR
Las células pueden tener núcleo o no, se llaman procariotas las células sin núcleo, por lo que los ácidos nucleicos que componen el ADN no se encuentran rodeados por una membrana, sino que están libres en el citoplasma. Las células que sí tienen núcleo se llaman eucariotas.
En el cuerpo humano existen en la sangre unas células sin núcleo, que sirven para transportar oxígeno a las células mediante la hemoglobina que contienen.
El núcleo celular contiene el material hereditario, formado por los ácidos nucleicos que son la base del programa de instrucciones que permite el
funcionamiento de cada célula, en el núcleo está el ácido desoxirribonucleico (ADN) y, que puede estar sin forma especial lo que se llama cromatina (ADN y proteínas) o formando los cromosomas.
El núcleo está separado del citoplasma por una membrana o envoltura membranosa, pero se comunica con el citoplasma por medio de unos orificios llamados poros nucleares.
La estructura del núcleo eucariótico cambia a lo largo de la vida de una célula. Los cambios de la estructura del núcleo son regulares y constantes, y se producen con la división celular. Cuando la célula entra en reproducción, desaparecen la membrana nuclear y el nucléolo y se ven los cromosomas.
FUNCIONES DEL NÚCLEO CELULAR El núcleo tiene el depósito de casi toda la
información genética de la célula mediante el ADN, con el que se controla la actividad celular.
En el núcleo tienen lugar procesos tan importantes como la autoduplicación del ADN o replicación, antes de comenzar la división celular, y la transcripción o producción de los distintos tipos de ácidos ribonucleicos (ARNs).
Transporta los genes a través de los poros nucleares.
Produce ribosomas en el nucléolo.
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COMPONENTES DEL NÚCLEO
MEMBRANA NUCLEAR: Es una envoltura nuclear que lo limita y separa del citoplasma, está formada por dos membranas concéntricas perforadas por poros nucleares. A través de los poros se produce el transporte de moléculas entre el núcleo y el citoplasma.
La membrana interior está asociada a una red de filamentos proteicos, llamados lámina fibrosa o nuclear. Su función es organizar la cromatina y regular el crecimiento de la envoltura nuclear después de la mitosis.
La membrana exterior puede tener ribosomas, ya que es la continuación de las membranas que forman el retículo endoplasmático.
Poros nucleares
Son los lugares donde la membrana interior y exterior del núcleo se une. Estos poros nucleares permiten el intercambio de pequeños elementos entre el núcleo y el citoplasma, como por ejemplo iones, moléculas polares y macromoléculas como (proteínas y ARN).
NUCLEOPLASMA: También llamado carioplasma o nucleosol, es el medio interno del núcleo donde se encuentran suspendidos el resto de los componentes nucleares, como la cromatina y los nucléolos.
Nucléolo
El nucléolo es una región especial en la que se sintetizan partículas que contienen ARN y proteína que pasan al citoplasma a través de los poros nucleares y a continuación se modifican para transformarse en ribosomas.
Solamente es visible al microscopio óptico durante la interfase y al principio de la profase, más tarde, vuelve a aparecer al final de la telofase.
Cromatina
Está formada por ADN y proteínas, y poca cantidad de ARN (ácido ribonucleico). La cromatina se ve durante la interfase; pues cuando la célula entra en división la cromatina se organiza en estructuras individuales que son los cromosomas.
Durante la división celular, la cromatina se condensa para formar cromosomas. Al terminar la división celular, la cromatina vuelve a su forma habitual resultando.
Tomado de http://www.colegiomaravillas.com/BIO/BACH/downloads/nucleocelular.pdf
En los cromosomas podemos observar las siguientes estructuras:
Cromátidas: son los "brazos" del cromosoma. Telómero: es el extremo de la cromátida. Centrómero: o constricción primaria. Es el punto de unión entre las cromátidas, donde éstas se comban dando lugar a la característica forma de X de los cromosomas dobles. Constricciones secundarias: no siempre aparecen. Satélite: se produce cuando el telómero forma una "península", y se une al resto del brazo por un pequeño "istmo" formado por una constricción secundaria. Existen tipos de cromosomas. Metacéntricos: Es un cromosoma cuyo
centrómero se encuentra en la mitad del cromosoma, dando lugar a brazos de igual longitud.
Submetacéntricos: Es un cromosoma en el cual el centrómero se ubica de tal manera que un brazo en ligeramente más corto que el otro.
Acrocéntricos: Es aquel cromosoma en el que el centrómero se encuentra más cercano a uno de los telómeros, dando como resultado un brazo muy corto (p) y el otro largo (q).
Telocéntricos: Es un cromosoma en el que el centrómero está localizado en un extremo del mismo.
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Tomado de http://biologyfaceq.blogspot.com/2008/06/genes-y-cromosomas.html
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UNIDAD Nº 2 LA REPRODUCCIÓN CELULAR
Todos los organismos vivos utilizan la división celular, bien como mecanismo de reproducción, o como mecanismo de crecimiento del individuo. Lo seres unicelulares utilizan la división celular para la reproducción y perpetuación de la especie, una célula se divide en dos células hijas genéticamente idénticas entre sí e idénticas a la original, manteniendo el número cromosómico y la identidad genética de la especie. En organismos pluricelulares la división celular se convierte en un proceso cíclico destinado a la producción de múltiples células, todas idénticas entre sí, pero que posteriormente pueden derivar en una especialización y diferenciación dentro del individuo.
Para un organismo pluricelular, la división celular es un mecanismo cíclico el cual le permite el aumento del número de células, y a partir de esas células lograr una especialización y una funcionalidad concreta.
Tomado de http://www.ucm.es/info/genetica/grupod/mitosis/mitosis.htm
La célula cuando se reproduce da lugar a nuevas células. Tal y como ya sabemos existe organismos unicelulares y pluricelulares, estos últimos forman parte de los diferentes tejidos que tienen la función de sustituir a una célula muerta o ayudarla a crecer. Para la reproducción celular se necesita dos procesos:
División del núcleo(cariocinesis) División de citoplasma(citocinesis)
EL CICLO CELULAR Es una secuencia de sucesos que conducen primeramente al crecimiento de la célula y posteriormente a la división en células hijas.
La interfase es el período comprendido entre divisiones celulares. Es la fase más larga del ciclo celular, ocupando casi el 95 por ciento del ciclo, trascurre entre dos mitosis y como ya vinos se divide en tres subetapas: G1, S y G2. El estado o etapa G1, (Intervalo 1), es la primera fase del ciclo celular, en la que existe crecimiento celular con síntesis de proteínas y de ARN. Tiene una duración de entre 6 y 12 horas, y durante este tiempo la célula duplica su tamaño y masa debido a la continua síntesis de todos sus componentes. El estado o etapa S representa "Síntesis". Es la segunda fase del ciclo, en la que se produce la
replicación o síntesis del ADN, como resultado cada cromosoma se duplica y queda formado por dos cromátidas idénticas. Con la duplicación del ADN, el núcleo contiene el doble de proteínas nucleares y de ADN que al principio. Tiene una duración de unos 6-8 horas. El estado o etapa G2 (Intervalo 2), es el tiempo que transcurre entre la fase S y el inicio de la mitosis (la célula se prepara para mitosis). Tiene una duración entre 3 y 4 horas. Termina cuando la cromatina empieza a condensarse al inicio de la mitosis. Dependiendo de los distintos tipos de células podemos diferenciar dos clases de reproducciones:
Mitosis: es la que se produce en todos los organismos menos los sexuales, también llamadas células somáticas.
Meiosis: se reproduce en las células sexuales o también llamados gametos.
LA MITOSIS La división mitótica de una célula da lugar a dos células hijas, cada una de las cuales es idéntica genéticamente a la célula madre.
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El mecanismo de replicación celular en todas las células, excepto en las germinales masculinas y femeninas se conoce como mitosis. La mitosis es un proceso continuo que se divide en varias fases, y que requiere de la presencia de un aparato mitótico, formado por un huso de microtúbulos dispuestos longitudinalmente y dispuestos entre un par de centriolos. Durante la mitosis, la célula se divide. En esta etapa, el material genético se condensa, formando los cromosomas y éstos, que previamente se habían duplicado en la interfase, se reparten entre las dos células hijas.
Cuando el material hereditario se duplica, en cada cromosoma ambas copias se denominan cromátides hermanas. Durante la mitosis se separan las cromátides hermanas de cada cromosoma de modo que el resultado final consiste en la formación de dos células hijas genéticamente idénticas, a partir de una célula original. Aunque la mitosis es un proceso dinámico, se han establecido diferentes etapas o fases que permiten estudiar más fácilmente los eventos que ocurren en cada una de ellas. Interfase: En ella, ocurre la duplicación del número de cromosomas (es decir, del ADN). Así, cada hebra de ADN forma una copia idéntica a la inicial. Las hebras de ADN duplicadas se mantienen unidas por el centrómero.
La finalidad de esta duplicación es entregar a cada célula nueva formada la misma cantidad de material genético que posee la célula original. Además, también se duplican otros organelos celulares como, por ejemplo, los centríolos que participan directamente en la mitosis.
Profase: (pro: primero, antes).
Condensación de la cromatina y aparición de los cromosomas como estructuras visibles. La apariencia de cada cromosoma es la de un
filamento formado por dos mitades individuales (cromátides hermanas) unidas entre sí por una región cromosómica llamada centrómero o constricción primaria. Fragmentación y desaparición de la membrana nuclear: el nucleoplasma y el citoplasma se hacen uno. Desaparición de los nucléolos.
Comienzan a separarse los centriolos y se ubican en los extremos opuestos de la célula. Entre ellos se forma el uso mitótico.
Metafase: (meta: después, entre).
Los cromosomas se desplazan y se sitúan en la región ecuatorial de la célula. Los cromosomas se asocian a las fibras del huso a través de los centrómeros.
Anafase: (ana: arriba, ascendente).
Las cromátides hermanas de cada cromosoma se separan y se desplazan hacia los polos de la célula. El desplazamiento de cada una de las cromátides se lleva a cabo a través de las fibras del huso, al que están unidas por el centrómero que se ha dividido también. De esta forma se produce una división exacta del material genético. Hacia el final de esta fase se forman dos grupos cromosomas idénticos (lo que antes eran las cromátides) en los polos opuestos de la célula.
Telofase: (telos: fin).
Las cromátides, ahora cromosomas hijos, se hallan en ambos polos celulares. El uso mitótico ha desaparecido. Se forma la membrana nuclear alrededor del material genético. Los cromosomas se condensan y forman la cromatina. Reaparecen los nucléolos. A medida que va ocurriendo la telofase, el citoplasma comienza a separarse en la región de la línea ecuatorial en dos porciones iguales hasta que forma dos células idénticas entre sí, esto se conoce con el nombre de citocinesis.
La mitosis representa la forma de reproducción para los organismos unicelulares. A los organismos pluricelulares, este proceso les permite reemplazar células muertas o desgastadas, el crecimiento, la cicatrización, la formación de nuevos tejidos, etcétera. Tomado de http://www.oni.escuelas.edu.ar/2002/santiago_del_estero/adn/fgrfmito.htm
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LA MEIOSIS Las células de la mayoría de los organismos eucariotas poseen dos copias de cada cromosoma, uno heredado del padre y otro de la madre. El número básico de cromosomas constituye el set haploide y, al conjunto de parejas cromosómicas se lo denomina set diploide. Cada pareja cromosómica es llamada par homólogo y ambos miembros del par poseen, en general, la misma morfología.
Ambos cromosomas de cada par de homólogos llevan el mismo tipo de información genética, es decir determinan los mismos caracteres (por ejemplo, la formación de un pigmento). Sin embargo, cada carácter puede presentar más de una variante (pigmento gris, marrón o verde) y ambos miembros de cada par de homólogos puede poseer la misma o diferente variante.
Las células diploides (que simbólicamente se representan como 2n) son aquellas que poseen dos juegos de cromosomas (los dos cromosomas de cada par de homólogos) y las células haploides (que se representan como n) poseen sólo un juego de cromosomas (uno de cada par de homólogos). En la mayoría de los eucariotas las células somáticas son diploides y se multiplican por sucesivas divisiones mitóticas. Sólo una población de células, generalmente los gametos son haploides y se forman por meiosis.
Al igual que la mitosis, la meiosis está precedida por un período de duplicación del ADN. La división meiótica está constituida por dos etapas, la meiosis I y la meiosis II; en cada etapa pueden distinguirse las 4 fases (profase, metafase, anafase y telofase).
Tomado de http://www.oni.escuelas.edu.ar/2002/santiago_del_estero/adn/fgrfmeio.htm
La meiosis, entonces, consiste en dos divisiones sucesivas de una célula diploide (primera y segunda
división meiótica), acompañadas por una sola división de sus cromosomas.
Cada división meiótica se divide formalmente en los estados de: Profase, Metafase, Anafase y Telofase.
MEIOSIS I Durante la Interfase previa a la meiosis, los cromosomas se duplican, de modo que al comienzo de la meiosis cada cromosoma consiste en dos cromátidas hermanas idénticas que se mantienen unidas por el centrómero. Al comienzo de la meiosis en la profase I, la cromatina se condensa y los cromosomas se hacen visibles. En ese momento ha ocurrido un hecho cuyo mecanismo todavía se desconoce: los cromosomas homólogos se aparean. Una vez establecido el punto de contacto los cromosomas inmediatamente se cierran y comienza a darse un evento de importancia en el proceso de meiosis: los homólogos intercambian segmentos de cromosomas. A medida que avanza la profase, los homólogos comienzan a separarse unos de otros, excepto en las zonas donde hubo intercambio. Al final de la profase I, los homólogos continúan apareados. En la metafase I, los pares homólogos se alinean en el plano ecuatorial, sin signo de apareamiento. Los homólogos, se separan, pero las cromátidas no se separan como en la mitosis. En la Anafase I, las fibras del huso tironean a las cromátidas hacia los extremos de la célula. En la telofase I, los homólogos se han movido definitivamente hacia los extremos. Sin embargo la meiosis no termina aquí. Hasta ahora se han formado dos núcleos con el doble de la cantidad haploide de cromosomas. La primera división meiótica es una división reduccional: el número de cromosomas en cada célula hija se reduce a la mitad, o sea de diploide (2n) a haploide (n).
MEIOSIS II La meiosis II se parece a la mitosis, excepto que no está precedida por la duplicación de material cromosómico. Puede haber una interfase corta, pero muchas veces de la telofase I se pasa directamente a la profase II, durante la cual las envolturas nucleares se desintegran y comienzan a aparecer nuevas fibras de huso. En la metafase II, los pares de cromátidas se alinean en el plano ecuatorial.
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En la anafase II las cromátidas se separan, cada segmento es un cromosoma distinto que se comienza a mover a los polos. En la telofase II se forma una envoltura nuclear alrededor de cada conjunto de cromosomas. Ahora hay cuatro núcleos en total, cada uno de los cuales tiene el número haploide de cromosomas. Ocurre
entonces la división del citoplasma del mismo modo que después de la mitosis. Se forman las membranas celulares y de esta forma resultan cuatro células con el número de cromosomas reducido a la mitad y con información genética intercambiada.
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UNIDAD Nº 3 LA GAMETOGÉNESIS
La gametogénesis es el proceso de formación de gametos (células haploides) a partir de células germinativas (diploides), mediante procesos meióticos que se llevan a cabo en las gónadas. La gametogénesis masculina o espermatogénesis tienen lugar en los testículos y origina los espermatozoides o gametos masculinos. La gametogénesis femenina u ovogénesis se lleva a cabo en los ovarios y da lugar a los óvulos o gametos femeninos. La gametogénesis humana se inicia en la etapa de pubertad, que en el hombre se alcanza aproximadamente entre los 10 y 14 años de edad y se le denomina espermatogénesis. En la mujer, la producción de gametos u ovogénesis se inicia al tercer mes del desarrollo fetal y se suspende en profase I de leptoteno, esta meiosis se reinicia entre los 10 y 12 años de edad, que es cuando presentan primer ciclo menstrual.
Tomado de http://perso.wanadoo.es/sergioram1/gametogenesis_humana.htm
Las etapas del desarrollo del óvulo, gameto femenino, se conocen con el nombre de ovogénesis, y las de los espermatozoides o gametos masculinos como espermatogénesis.
ESPERMATOGÉNESIS Es el proceso de producción de los espermatozoides.
Los espermatozoides Los espermatozoides son células muy diferenciadas. Su característica más llamativa es el gran flagelo que emplean para desplazarse. Son mucho más pequeños que el óvulo y constan de tres partes:
Cabeza: Alberga el núcleo y una vacuola, llamada acrosoma, que contiene enzimas. Sirven para que el espermatozoide pueda penetrar dentro del óvulo.
Cuello: Contiene numerosas mitocondrias, que proporcionan energía a la célula.
Cola: Es el flagelo que impulsa al espermatozoide.
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FASES DE LA ESPERMATOGÉNESIS FASE DE MULTIPLICACIÓN En los testículos se hallan las células precursoras de los gametos masculinos, llamadas células germinales (diploides). Estas células, cuando llega la pubertad, se comienzan a dividir por mitosis y dan lugar a las espermatogonias (diploides). FASE DE CRECIMIENTO Las espermatogonias aumentan de tamaño y dan lugar a espermatocitos de primer orden (diploides). FASE DE MADURACIÓN Los espermatocitos de primer orden (que en humanos tienen 46 cromosomas) sufren la primera división meiótica y producen dos espermatocitos de segundo orden (haploides), que tienen 23 cromosomas con dos cromátidas. Estos sufren la segunda meiosis y producen cuatro espermátidas, que poseen 23 cromosomas con una sola cromátida. FASE DE DIFERENCIACIÓN Las espermátidas dan lugar a espermatozoides mediante un proceso de diferenciación celular, que implica la aparición de flagelo.
Tomado de http://www.kalipedia.com/ciencias-vida/tema/funcion-reproduccion/produccion-espermatozoides espermatogenesis.html?x=20070417klpcnavid_223.Kes OVOGÉNESIS La producción de los óvulos es un proceso complejo. Su resultado es que cada 28 días, aproximadamente, la mujer produce un óvulo listo para ser fecundado.
El ovulo El óvulo es una célula de gran tamaño, esférica e inmóvil. En él se pueden distinguir varias partes:
Envolturas secundarias: Tienen como misión proteger al óvulo. En primer lugar está la membrana plasmática, que delimita el citoplasma. Por encima de ella está la capa pelúcida, con función protectora. Sobre ella la corona radiada, formada por células foliculares acompañantes.
Citoplasma: Acumula gran cantidad de sustancias de reserva cuyo conjunto se denominada vitelo. En la periferia se encuentran los gránulos corticales que forman la membrana de fecundación.
Núcleo: Se localiza en un polo celular. El nucléolo presenta un tono oscuro y se denomina mancha germinativa.
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FASES DE LA OVOGÉNESIS FASE DE MULTIPLICACIÓN Las células germinales, que se encuentran en el ovario, se dividen por mitosis y dan lugar a las ovogonias. Esta fase ocurre antes del nacimiento. FASE DE CRECIMIENTO Las ovogonias crecen debido a la acumulación de sustancias de reserva. Se transforman así en ovocitos de primer orden, que están alojados en una especie de vesículas rodeadas por unas células llamadas foliculares. El conjunto del ovocito y su cubierta de células constituye al folículo de Graaf. Los ovocitos que contienen han comenzado la primera división meiótica, pero se encuentran detenidos en la profase. Por tanto, también se detiene la gametogénesis. Esta fase también ocurre durante la fase fetal. FASE DE MADURACIÓN Con el inicio de la pubertad, se reanuda la gametogénesis. Varios ovocitos de primer orden comienzan a aumentar de tamaño y terminan la primera división meiótica. Se origina, por tanto, un ovocito de segundo orden (con 23 cromosomas formados por dos cromátidas) y un corpúsculo polar que degenera. Para que continúe el proceso debe producirse la fecundación. Esto hace que tenga lugar la segunda división meiótica y se forme el óvulo, que tiene 23 cromosomas, cada uno de ellos con una cromátida. También se desarrolla un segundo corpúsculo polar. Puesto que ya se ha producido la fecundación, en el interior del óvulo se encuentra, además de su núcleo, el del espermatozoide.
Tomado de http://www.kalipedia.com/ciencias-vida/tema/funcion-reproduccion/fases-ovogenesis.html?x1=20070417klpcnavid_224.Kes&x=20070417klpcnavid_225.Kes
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UNIDAD Nº 4 EL SISTEMA DIGESTIVO
La función principal del aparato digestivo es recibir los alimentos desde el exterior, procesarlos a partir de la MASTICACIÓN en la boca y separar los elementos que sean nutritivos para el organismo humano.
El hombre es un animal heterótrofo porque no posee la capacidad de sintetizar los nutrientes que necesita. Esta modalidad de nutrición requiere una organización estructural y funcional que permita la incorporación, degradación y asimilación de las sustancias nutritivas: el sistema digestivo.
El sistema digestivo es un conjunto de estructuras que hacen posible la de gradación de los alimentos en sustancias más simples que pueden ser transportadas, incorporadas y utilizadas por las células.
ESTRUCTURAS DEL SISTEMA DIGESTIVO El sistema digestivo está formado por: LA BOCA
Situada en la parte inferior de la cara, tiene la forma de una cavidad hueca por donde se ingieren los alimentos. Las partes principales de la boca son los dientes, la lengua y las glándulas salivales. A través de ella ingresan los alimentos, es decir, se
realiza la ingestión. Los dientes son las piezas que realizan la masticación. Hay tres clases de dientes: los incisivos cuya corona es cortante y la raíz pequeña; los caninos, de corona punzante y de raíz larga; los molares, de corona plana, algunos
con raíz sencilla, otros con raíz ramificada. El hombre cuatro incisivos, dos caninos y diez molares en cada mandíbula. El niño no tiene sin embargo, los 32 dientes que comprenden las mandíbulas del adulto; su dentición comprende, primero los dientes de leche, que caen hacia los 7 años, empujados por los dientes nuevos y definitivos. Pero los cuarto molares últimos no aparecen sino mucho más tarde, rara vez antes de la edad de 20 años; son las muelas del juicio.
Un diente se compone de dos partes: la raíz la
corona, separadas por el cuello. La sección de un diente presenta, en el centro de la corona, la pulpa dentaria; en la
periferia, el marfil cubierto cubierto de esmalte. Alrededor del marfil que constituye la raíz se encuentra el cemento. La pulpa dentaria consta de un tejido conjuntivo blando, en cuya superficie hay gruesas células (odontoblastos) rodeadas de fibras de la dentina, que arrancan de los odontoblastos. Se compone de oseína y de sales minerales. El esmalte cubre el marfil; es una sustancia muy dura, de un milímetro de espesor aproximadamente y que contiene una gran proporción de sales minerales.
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El cemento es una sustancia ósea cuya capa es espesa en la cúspide de la raíz; cerca del cuello, la capa de cemento es muy delgada. La masticación consiste en romper y triturar los alimentos con los dientes, los cuales pueden ser de tres clases incisivos que se encargan de cortar los alimentos y que tienen una forma afilada parecida a los bordes de una tijera; los caninos que sirven para desgarrar los alimentos; y los molares, cuya forma aplanada y su gran potencia permiten triturar los alimentos.
Las glándulas salivales son estructuras encargadas de fabricar la saliva, los alimentos deben mezclarse con suficiente cantidad de saliva de manera que éstos puedan empaparse bien y así facilitar la
digestión. La lengua es un órgano musculoso dotado de una gran movilidad. Contribuye con sus movimientos activos a empapar o remojar los alimentos con la saliva; éstos, ya masticados y
remojados, forman el bolo alimenticio. El cual es empujado por la lengua hacia la faringe y posteriormente hacia el esófago, ayudado por los movimientos rítmicos de los músculos que forman la pared del esófago.
EL ESÓFAGO Está ubicado a continuación de la cavidad bucal y su formar corresponde a un tubo alargado y hueco de paredes musculares. Cumple la función de conducir el alimento hacia
el estómago, lo que puede hacer gracias a que sus paredes musculares se mueven rítmicamente empujando el bolo alimenticio formado en la boca.
El movimiento de los alimentos en todo el sistema digestivo se realiza de igual forma que en el esófago y recibe el nombre de movimiento peristáltico.
ESTOMAGO Presenta dos orificios o válvulas de comunicación el cardias que lo comunica con el esófago, y el píloro que lo comunica con el intestino delgado. El cardias da paso al bolo alimenticio desde el esófago al estómago y se cierra para impedir que retroceda. El píloro se abre para permitir el paso de la masa alimenticia del estómago al intestino delgado y se cierra para impedir su retroceso.
Los músculos del estómago son muy potentes y producen un movimiento ondulatorio que hace que los alimentos se mezclen con los jugos gástricos; así los alimentos que antes eran sólidos se transforman lentamente en una masa líquida y espesa llamada quimo. No todos los alimentos, son digeridos en el estómago al mismo al mismo tiempo algunos alimentos tardan más que otros. Los jugos gástricos secretados por el estómago y ayudados por los movimientos estomacales, desmenuzan los alimentos y los separan en sus elementos más simples, es decir, en azúcares, proteínas, grasas y vitaminas.
Poco a poco se va formando en el estómago el quimo, el cual está formado por
una disolución
acuosa de azúcares y
proteínas junto con las grasas que aún no han sido digeridas del todo. Los alimentos transformados en
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quimo, deben pasar luego al intestino delgado a través del píloro.
LAS GLÁNDULAS ANEXAS El hígado y el páncreas son glándulas anexas al tubo digestivo. Se trata de dos vísceras cuya función digestiva principal es fabricar una serie de jugos que contribuyen a que la digestión se realice en forma eficiente.
El páncreas es un órgano complejo. Mide unos 15 cm de longitud, 4 de ancho y unos 2 cm de espesor. Sus funciones exocrinas son producir enzimas y bicarbonato de sodio. Las enzimas producidas en los acinos pancreáticos facilitan la digestión de los nutrientes de naturaleza proteica, lipídica o de hidratos de carbono en el duodeno. El bicarbonato neutraliza el pH ácido del quimo estomacal y ofrece el ambiente químico adecuado para la acción enzimática. La función endocrina se realiza en un grupo de células llamadas Alfa y Beta, las cuales producen glucagón e insulina, respectivamente.
El hígado es uno de los órganos más voluminosos.
Se ubica en el costado superior derecho de la
cavidad abdominal, cubriendo
parcialmente al estómago. Es uno de los órganos que cumple más
funciones en el organismo, algunas de las cuales son:
• Producir y secretar la bilis, sustancia que hace soluble las grasas, facilitando la digestión. Este proceso se conoce con el nombre de emulsión de grasas.
• Almacenar glucosa, en la forma de glucógeno, un hidrato de carbono más complejo.
• Almacenar hierro y vitaminas. • Sintetizar muchas proteínas presentes en
la sangre, como por ejemplo las albúminas. • Detoxificar medicamentos y venenos que
ingresan al cuerpo. • Eliminar glóbulos rojos viejos (seniles). • Participar en el metabolismo de grasas,
hidratos de carbono y proteínas. Las células hepáticas secretan continuamente bilis en pequeñas cantidades, la que es conducida hasta el duodeno a través de conductos específicos: el conducto hepático común y el colédoco. En el hombre, hay un pequeño saco membranoso encargado de almacenar parte de la bilis producida por el hígado: la vesícula biliar. En este lugar la bilis se concentra y puede ser liberada al intestino delgado a través del conducto cístico, y luego por el conducto hepático común.
Las secreciones hepáticas no contienen enzimas digestivas, a diferencia de la saliva y los jugos gástricos. Sin embargo, la bilis desempeña la importante función de emulsionar los lípidos presentes en los alimentos y, de esta forma, facilitar la digestión intestinal.
INTESTINO DELGADO Situado en la cavidad abdominal, un tubo alargado y hueco con paredes más delgadas que las del estómago. Mide unos 7m de longitud. Es la estructura más larga del sistema digestivo.
Tú puedes reconocer su ubicación en tu cuerpo con sólo pasar tu mano alrededor del ombligo. Se divide en tres
partes: duodeno, yeyuno e íleon. El duodeno es la parte más cercana al estómago; el yeyuno, la porción media, y el íleon es el tramo final, el que está más cerca del intestino grueso. Al igual que el estómago, el intestino delgado tiene unos músculos muy potentes que al moverse hacen que los alimentos vayan avanzando. La mucosa del intestino delgado, es decir, su pared interior, no es lisa, sino que presenta: una gran cantidad de pequeños "pelitos" llamados vellosidades intestinales.
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Las vellosidades intestinales están regadas internamente por pequeños vasos sanguíneos, tanto arteriales como venosos. El hígado y el páncreas vierten los líquidos que fabrican en el intestino delgado. La bilis contribuye a disolver las grasas, lo que facilita su asimilación.
Por su parte, los líquidos fabricados por el páncreas completan la digestión de las proteínas y de los azúcares que había comenzado en el estómago. Así pues, con la colaboración indispensable de la bilis y del jugo pancreático se completa en el intestino delgado la digestión de los alimentos, los cuales quedan de ese modo preparados para ser absorbidos.
Una vez digeridos los alimentos, sus componentes deben pasar a la sangre para ser distribuidos a todos los órganos del cuerpo. El paso de los alimentos a la sangre a través de las vellosidades intestinales se llama absorción. La absorción de los azúcares y las proteínas es bastante sencilla. Sin embargo, las grasas mezcladas con la bilis pasan primero a los vasos linfáticos para entrar luego al torrente sanguíneo, las grasas mezcladas con la bilis y disueltas parcialmente en agua forman un líquido blanco y espeso llamado quilo.
INTESTINO GRUESO Se ubica en la cavidad abdominal. Comienza el costado inferior derecho de nuestro cuerpo, hasta cerca de las costillas, cruza al costado izquierdo y luego baja hasta llegar al punto de salida que es el ano. Tiene aproximadamente un metro de largo y sus distintos tramos reciben el nombre de, ciego, colon y recto.
Al inicio de él se encuentra el apéndice con forma de tubo hueco más ancho, más corto y de paredes más gruesas que el que el intestino delgado. El ciego es una parte del intestino grueso que tiene forma de saco y que se prolonga en el colon, que es parte más larga del intestino grueso.
Finalmente, el recto comunica con el exterior a través del ano. Respecto de la eliminación de desechos, no todas las sustancias que forman los alimentos son utilizados o aprovechados; algunas de ellas, llamadas nutrientes, son absorbidas por el torrente sanguíneo a nivel del intestino delgado.
El resto de lo consumido pasa al intestino grueso, conocido también como colon, lugar donde se produce la absorción del agua que ingresa al sistema: circulatorio. Al perder esa masa semi líquida el agua que llegó al intestino grueso se transforma en una más sólida. En todo el proceso digestivo se han ido agregando líquidos que han permitido la transformación de los alimentos; este nuevo paso del agua al sistema circulatorio es beneficioso para el organismo, porque así se evita que sea eliminada totalmente como desecho fecales y se produzca la deshidratación.
MECANISMOS DE LA DIGESTIÓN Ingestión. Corresponde a la entrada de los alimentos en nuestro cuerpo. Los alimentos se mastican en la boca y pasan por el esófago hasta el estómago.
Digestión. Es la transformación de los alimentos en sustancias nutritivas simples. Esta transformación se realiza en el estómago y en el comienzo del intestino delgado. En ella participan los jugos que producen el estómago, el hígado y el páncreas.
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Absorción Es el paso de las sustancias nutritivas a la sangre y se produce en el intestino delgado.
Defecación. Corresponde a la expulsión de los residuos alimenticios al exterior. La parte de los alimentos que no se aprovecha pasa al intestino grueso y de allí se expulsa al exterior.
1. LA DIGESTIÓN EN LA BOCA. En la boca se
producen dos tipos de digestión:
Una digestión mecánica denominada "masticación", que es realizada por los dientes, y
Una digestión química que es realizada por la saliva al ponerse en contacto con el alimento, proceso que se denomina "insalivación".
2. GLÁNDULAS SALIVALES. Hay tres pares de glándulas denominadas: parótidas, submaxilares y sublinguales. La saliva contiene:
Agua (un 98%) Mucina (una sustancia mucosa que facilita
el paso de los alimentos). La enzima digestiva ptialina (enzima que
degrada el glúcido almidón hasta llegar a moléculas de maltosa)
La enzima digestiva maltasa (enzima que degrada la maltosa en dos moléculas de glucosa)
3. LA DEGLUCIÓN. La deglución es el paso del alimento de la boca al esófago. Se realiza en tres etapas: Impulso del bolo alimentario hacia el fondo
de la boca gracias al movimiento de la lengua.
Entrada del bolo en la faringe. Paso del bolo alimentario de la faringe al
esófago.
4. LAS ONDAS PERISTÀLTIQUES EN EL ESÓFAGO. Son contracciones y relajaciones musculares anulares que facilitan el avance del bolo alimentario.
5. LA DIGESTIÓN QUÍMICA ESTOMACAL. El estómago presenta una capa interior denominada mucosa gástrica que contiene varios tipos de glándulas especializadas en segregar las distintas sustancias del jugo gástrico. Estas son: a) Ácido clorhídrico (HCl). Degrada los
tejidos duros de los alimentos, mata
muchas bacterias y transforma el pepsinógeno en pepsina
b) Pepsinógeno. Sustancia que se transforma en la enzima pepsina que degrada las proteínas en aminoácidos.
c) Factor de Castle. Sustancia que permite que la vitamina B12 pueda ser absorbida en el intestino.
d) Mucina. Sustancia que favorece el paso del alimento.
e) Bicarbonato sódico. Sustancia que neutraliza el ácido clorhídrico antes de pasar al duodeno.
En el estómago se producen olas peristálticas para mover los alimentos.
6. La ACCIÓN DE LA BILIS EN LA DIGESTIÓN. La bilis está producida por las células del hígado. Si la persona está en ayunas la bilis se acumula en la vesícula biliar, pero si en el duodeno hay alimento, la bilis es liberada sobre él. Cada día se segregan unos 600ml. La bilis además de agua contiene ácidos biliares, colesterol y lecitina, que son sustancias emulsionantes de las grasas. Es decir que realizan la misma función que los detergentes, que dispersan las grasas en el agua. Así facilitan su posterior digestión química y su absorción. La bilis también contiene bilirrubina (una sustancia amarillenta) y biliverdina (una sustancia verdosa) procedentes de la degradación de la hemoglobina. Son las responsables de la coloración de las defecaciones.
7. LA DIGESTIÓN DEBIDA AL JUGO PANCREÁTICO Las proteasas pancreáticas (tripsina y
quimiotripsina) degradan las proteínas. La lipasa pancreática degrada los lípidos La amilasa pancreática degrada el glúcido
almidón.
8. FORMACIÓN DEL QUILO. La masa pastosa que sale del estómago se denomina quimo. Posteriormente, tras experimentar la digestión intestinal en el duodeno, se transforma en una masa más fina denominada quilo.
9. LA DIGESTIÓN DEBIDA AL JUGO INTESTINAL Las péptidasas intestinales degradan
las proteínas a aminoácidos. La lipasa intestinal degrada los lípidos. Las disacaridasas intestinales
degradan los disacáridos en glucosas y otros glúcidos pequeños.
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10. LA ABSORCIÓN INTESTINAL. En el yeyuno las pequeñas moléculas obtenidas son absorbidas a través de las vellosidades intestinales. Las pequeñas moléculas absorbidas de
naturaleza glucídica o proteica, como la glucosa y los aminoácidos respectivamente, pasan a los capilares venosos.
Las pequeñas moléculas absorbidas de naturaleza lipídica como los ácidos grasos pasan a los vasos linfáticos.
11. LA FORMACIÓN DE LAS HECES FECALES. El quilo que pasa al intestino grueso contiene un 80% de agua, las sustancias que no se han podido digerir y los restos de los jugos digestivos. En el intestino grueso se reabsorbe gran parte de esta agua y, debido a la flora bacteriana, se consigue digerir muchas de las sustancias resistentes. El resto forma la denominada materia fecal que sale por el ano.
LOS ALIMENTOS Y LA NUTRICIÓN La salud y el buen funcionamiento del organismo dependen de los alimentos que se consuman. Los nutrientes presentes en los alimentos son indispensables para el crecimiento y funcionamiento de las células. Estos nutrientes son los carbohidratos, los lípidos o grasas, las proteínas, el agua, las vitaminas y las sales minerales. CLASIFICACIÓN DE LOS ALIMENTOS De acuerdo con las funciones que desempeñan las sustancias nutritivas o nutrientes, los alimentos se clasifican en tres grupos: Alimentos constructores. Son alimentos ricos en proteínas. Estas sustancias permiten el crecimiento y la reproducción de nuestros tejidos. A ellos se debe la formación de los músculos, la sangre, la piel, el cabello y otras partes del cuerpo. Se encuentran principalmente en las carnes, los huevos, las legumbres (lenteja, fríjol o soya) y en la leche y sus derivados (queso, yogur o mantequilla). Alimentos reguladores. Son alimentos ricos en vitaminas y minerales. Estas sustancias regulan el buen funcionamiento del organismo y evitan las enfermedades. Por ejemplo, la vitamina B1 regula el funcionamiento del sistema muscular y el sistema nervioso; el calcio fortalece los dientes, los huesos y favorece la coagulación y la actividad muscular y nerviosa. Los alimentos reguladores se encuentran especialmente en las hortalizas (espinacas, tallos, acelgas o zanahorias) y en las frutas. Alimentos energéticos. Son alimentos ricos en carbohidratos y grasas, sustancias que nos proporcionan la energía necesaria para el
desarrollo de nuestras actividades. Son alimentos energéticos los cereales (arroz, trigo, cebada y sus derivados, como el pan y las galletas) y las papas; los azúcares, los almidones (presentes en la papa, el plátano o la yuca) y las grasas (aceite y mantequilla).
VITAMINAS Y MINERALES Las vitaminas aseguran el correcto funcionamiento celular e intervienen en la mayoría de los procesos que se realizan al interior de la célula. Están presentes de manera natural en los tejidos anima-les y vegetales; sin embargo, estas sustancias no se elaboran en el organismo, sino que ingresan a él con los alimentos. La carencia absoluta de una o varias vitaminas, se denomina avitaminosis; si la ingestión de vitaminas es pobre, se produce la hipovitaminosis. Los minerales son sustancias reguladoras que intervienen en diferentes procesos celulares. Se encuentran formando parte de los alimentos y representan el 5% de la masa corporal. Se clasifican en macronutrientes, como el calcio, cuando el organismo los requiere en niveles superiores a 100 gramos diarios y micronutrientes, como el sodio, si son necesarios pocos miligramos diarios de ellos. El agua también es un elemento indispensable para la vida y es el más abundante en todos los alimentos; se absorbe en el intestino grueso, para luego ser transportada por la sangre a todos los demás órganos. El agua participa en el transporte de nutrientes y productos residuales y regula la temperatura corporal. Se estima que un adulto requiere 35 ml de agua por kilogramo de masa y un niño, entre 50 y 60 ml por kilogramo. ENFERMEDADES DEL SISTEMA DIGESTIVO El sistema digestivo humano se ve afectado por diferentes enfermedades, que influyen directamente en la salud del individuo. Se manifiestan con signos como dolores abdominales,
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pérdida del apetito, agrieras, náuseas, vómitos, diarreas y estreñimiento. La caries dental. Es la destrucción gradual del esmalte y la dentina debido a la placa bacteriana acumulada alrededor de los dientes. Se origina básicamente por falta de higiene bucal. La gingivitis. Es la inflamación de las encías, ocasionada por residuos de alimentos, acción de bacterias, humo de cigarrillo, falta de vitaminas y en general por falta de aseo. La gastritis o inflamación de la mucosa gástrica, es causada generalmente por irregularidad en el horario de comidas y por excesos en ciertos alimentos y medicamentos, como el café, el alcohol y la aspirina. Si estas causas no se controlan, la gastritis degenera en úlceras o lesiones de la mucosa, que de no ser atendidas, perforan el estómago, causando la muerte por hemorragias severas. La enteritis y la colitis son inflamaciones del intestino delgado y del colon, respectivamente. Estas inflamaciones pueden ser causadas por dietas inadecuadas, por infecciones o por parásitos intestinales, como sucede con la ameba Histolítica, que causa la disentería amebiana y puede producir la muerte. La apendicitis es una inflamación del apéndice. En este caso, la única solución es la extracción quirúrgica del apéndice, pues de lo contrario éste se perfora y causa la peritonitis. Esta complicación puede causar la muerte. Otras parasitosis son producidas por lombrices intestinales, como los áscaris y la uncinaria, y por los gusanos y oxiuros. La hepatitis es una afección del hígado. Es ocasionada por una infección viral; produce la ictericia o coloración amarilla de la piel. Otra enfermedad del hígado es la cirrosis o degeneración de las células hepáticas, causada por tóxicos como el alcohol y por una nutrición deficiente. Hemorroides. Dilatación de las venas que rodean el ano. Dificultan el poderse sentar. Cálculos biliares. Depósitos de colesterol precipitado en la vesícula biliar. Obesidad. Aumento excesivo de la capa de tejido adiposo que se encuentra en la piel en determinadas zonas. Puede deberse a un exceso de alimentos o a un trastorno del metabolismo. Anorexia nerviosa. Alteración psíquica consistente en no querer comer por verse obeso pese a que en realidad se esté muy delgado. Puede provocar la muerte por desnutrición. Bulimia. Alteración psíquica consistente en una sensación de hambre intensa que comporta grandes ingestas de alimento seguidas de vómito debido a sentimiento de culpabilidad.
HIGIENE DE LA DIGESTION HUMANA Algunas de las recomendaciones que se deben tener en cuenta para mantener una digestión sana son:
Lavar las manos antes de cada comida. Comer a horas fijas, sin prisa y sin exceso. Evitar consumir alimentos irritantes o muy
condimentados. Evitar el consumo de alcohol y de
cigarrillo. Mantener una buena higiene bucal,
cepillando con correctamente los dientes después de cada comida.
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UNIDAD Nº 5 EL SISTEMA EXCRETOR HUMANO
El sistema o aparato excretor es el encargado de eliminar las sustancias tóxicas y los desechos de nuestro organismo. El sistema excretor está formado por el aparato urinario, los pulmones y la piel. Al sistema excretor debe añadirse el intestino grueso o colon, que acumula desechos en forma de heces para ser excretadas por el ano.
LA PIEL Es el órgano en forma de membrana gruesa, resistente y flexible, que recubre todo el cuerpo y que a nivel de los orificios naturales, se continúa con las mucosas.
Está compuesta por dos capas superpuestas, epidermis y dermis, separadas entre sí por una membrana basal y de los tejidos más profundos, por el tejido celular o conjuntivo subcutáneo. En la dermis se encuentran los vasos sanguíneos, nervios y terminaciones nerviosas, las glándulas sudoríparas y sebáceas, así como los folículos pilosos. Cuando hace mucho calor, sudamos para enfriar el cuerpo y eliminar las sustancias tóxicas. La cantidad de sudor que excretamos en un día es variable, aunque normalmente la cantidad aproximada es de medio litro. El sudor es un líquido claro, de gusto salado, compuesto por agua y sales minerales. La cantidad y composición del sudor no siempre es la misma ya que está regulado por el sistema nervioso. El sudor se produce en las glándulas sudoríparas, que están situadas en la piel de todo el cuerpo, especialmente en la frente, en la palma de las manos, en la planta de los pies, en las axilas... Luego, sale al exterior a través de unos orificios de la piel llamados poros.
LOS PULMONES Su función es poner el oxigeno aspirado, a través de la nariz, en contacto con la sangre y a través de ella con los tejidos. El dióxido de carbono producido, como desecho metabólico, se elimina de la sangre en los pulmones y sale al exterior a través de las fosas nasales o la boca.
EL HÍGADO El hígado participa del sistema excretor ya que sus células hepáticas representan sistemas químicos complejos que ayudan a la función de todo el organismo, como la síntesis de proteínas, modificación de la composición de las grasas, transformación de las proteínas y grasas en carbohidratos y de productos de desecho nitrogenados como la urea.
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EL PROCESO DE EXCRECIÓN EN EL HOMBRE La excreción es la expulsión al exterior de los productos perjudiciales o inútiles que hay en la sangre y en plasma intercelular. Los principales productos de excreción son la urea, las sales minerales y las sustancias que no pueden ser degradadas por nuestras células, como por ejemplo determinados medicamentos y aditivos alimentarios. La mayor parte de estas sustancias es eliminada por el aparato urinario (orina), y el resto es eliminado por la piel (sudor) y por los ojos (lágrimas).
Existe otra sustancia a la sangre que es muy perjudicial, que es el dióxido de carbono que se produce en las mitocondrias durante la respiración celular. Su exceso es eliminado por los pulmones durante la respiración corporal o ventilación.
ÓRGANOS IMPLICADOS EN LA EXCRECIÓN EN LOS VERTEBRADOS
Productos de desecho Origen del producto Órgano productor Órgano de
excreción Medio excretor
Urea Por la degradación de aminoácidos Hígado Riñones Orina
Ácido úrico Por la degradación de purinas Hígado Hígado Orina
Pigmentos biliares
Por la degradación de hemoglobina Hígado A. digestivo Heces
Agua Respiración celular Conjunto de células del organismo
Riñones Piel Pulmones
Orina Sudor Vapor de agua
CO2 Respiración celular Conjunto de células del organismo Pulmones Aire espirado
EL APARATO URINARIO Es el conjunto de órganos que producen y excretan orina, el principal líquido de desecho del organismo. Esta pasa por los uréteres hasta la vejiga, donde se almacena hasta la micción (orinar). Después de almacenarse en la vejiga la orina pasa por un conducto denominado uretra hasta el exterior del organismo. La salida de la orina se produce por la relajación
involuntaria de un músculo:
el esfínter vesical que se localiza entre la vejiga y la uretra, y también por la apertura voluntaria de un esfínter en la uretra.
COMPONENTES DEL SISTEMA URINARIO Los riñones son dos órganos con forma de frijol, de color café, situados a ambos lados del cuerpo por debajo de la cintura.
La sangre sale del riñón mediante la vena renal. Ya no contiene urea ni ácido úrico, pero todavía tiene
dióxido de carbono. Por ello pasa a la vena cava y de ahí al corazón para dirigirse finalmente a los pulmones. A través de la arteria renal, llega a los riñones la sangre cargada de sustancias tóxicas. Dentro de los riñones, la sangre recorre una extensa red de pequeños capilares que funcionan como filtros. De esta forma, los desechos que transporta la sangre quedan retenidos en el riñón y se forma la orina.
El riñón de los mamíferos está constituido por más de un millón de nefronas, y en él se distinguen las siguientes capas:
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La zona cortical: tiene un aspecto granuloso debido a los corpúsculos de Malpighi. Forma una cubierta continua bajo la cápsula renal con prolongaciones hacia el interior: las columnas renales.
La zona medular: tiene aspecto estriado debido a su división en sectores por las columnas renales. Estos sectores se llaman pirámides renales.
La pelvis renal: zona tubular que recoge la orina.
El meato uretral se halla por detrás del clítoris, entre éste y la vagina, y es el orificio de la micción. Su cercanía con la vagina y el trayecto corto de la uretra femenina, favorecen el desarrollo de infecciones urinarias bajas comúnmente llamadas cistitis.
LAS VÍAS URINARIAS Las vías urinarias están formadas por los uréteres, la vejiga y la uretra. Los uréteres son dos tubos que salen uno de cada riñón y van a parar a la vejiga urinaria. Por ellos circula la orina formada en los riñones. La vejiga urinaria es una bolsa de paredes elásticas que almacena la orina hasta el momento de la expulsión. Para que la orina no salga continuamente, existe un músculo llamado esfínter, que cierra la vejiga. La orina es un líquido amarillento compuesto por agua, sales minerales y sustancias tóxicas para el organismo como la urea y el ácido úrico. LA NEFRONA Una nefrona está formada por el glomérulo renal, constituido por capilares sanguíneos, que está rodeado por la cápsula de Bowman, con función filtradora.
La presión de la sangre impulsa el agua y las sustancias disueltas, a excepción de las proteínas plasmáticas, a través de las paredes semipermeables del capilar y hacia la cápsula de Bowman, mediante un proceso de ultracentrifugación.
De esta manera se extraen del sistema circulatorio, no sólo productos tóxicos del metabolismo, sino también compuestos útiles, como glucosa y aminoácidos.
El túbulo renal, consta de varias partes:
Tubo contorneado proximal Asa de Henle
Tubo contorneado distal Tubo colector
FUNCIONAMIENTO DE LOS RIÑONES Tanto para los animales y humanos, es muy importante mantener constante la concentración de las sustancias disueltas en los líquidos corporales. Los riñones se encargan de eliminar las sustancias que rebasan en ciertos límites su concentración y que pueden ser tóxicos para el organismo. En el riñón se realizan tres procesos: filtración, reabsorción y secreción, estos hacen que el riñón pueda eliminar los desechos sin excluir componentes útiles de la sangre. La filtración se realiza en la cápsula de Bowman del nefrón, gracias a ella, la sangre se filtra al pasar a través del capilar, de modo que el agua, sales, azúcar, urea y otras sustancias se pueden transformar en el filtrado glomerular. La intensidad de la filtración es proporcional a la presión arterial.
La reabsorción es la que permite al organismo recuperar la mayor parte de los líquidos del primer filtrado, el transporte que supone esta reabsorción se puede hacer por difusión, osmosis y transporte activo. La osmosis es la difusión de agua o cualquier otro solvente a través de una membrana semipermeable que separa a dos soluciones de distinta concentración.
La secreción La orina que viene por todos los tubitos de los nefrones de cada riñón se recolecta, y sale de este órgano mediante un conducto llamado uréter para caer en la vejiga, allí puede acumularse y eventualmente puede expulsarse al exterior por la uretra.
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UNIDAD Nº 6 EL SISTEMA CIRCULATORIO
El aparato circulatorio tiene varias funciones: sirve para llevar los alimentos y el oxígeno a las células, y para recoger los desechos metabólicos que se han de eliminar después por los riñones, en la orina, y por el aire
exalado en los pulmones, rico en dióxido de carbono (CO2).
De toda esta labor se encarga la sangre, que está circulando constantemente. Además, el aparato circulatorio tiene otras destacadas funciones: interviene en las defensas del organismo, regula la temperatura corporal, transporta hormonas, etc.
LA SANGRE La sangre es el fluido que circula por todo el organismo a través del sistema circulatorio, formado por el corazón y un sistema de tubos o vasos, los vasos sanguíneos. La sangre describe dos circuitos complementarios llamados circulación mayor o general y menor o pulmonar. La sangre es un tejido líquido, compuesto por agua y sustancias orgánicas e
inorgánicas (sales minerales) disueltas, que forman el plasma sanguíneo y tres tipos de elementos formes o células sanguíneas: glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas. Una gota de sangre contiene aproximadamente unos 5 millones de glóbulos rojos, de 5.000 a 10.000 glóbulos blancos y alrededor de 250.000 plaquetas.
El plasma sanguíneo es la parte líquida de la sangre. Es salado, de color amarillento y en él flotan los demás componentes de la sangre, también lleva los alimentos y las sustancias de desecho recogidas de las células. El plasma cuando se coagula la sangre, origina el suero sanguíneo. Los glóbulos rojos, también denominados eritrocitos o hematíes, se encargan de la distribución del oxígeno
molecular (O2). Tienen forma de disco bicóncavo y son tan pequeños que en cada milímetro cúbico hay cuatro a cinco millones, midiendo unas siete micras de diámetro. No tienen núcleo, por lo que se consideran células muertas. Los hematíes tienen un pigmento rojizo llamado hemoglobina que les sirve para transportar el oxígeno desde los pulmones a las células. Una insuficiente fabricación de hemoglobina o de glóbulos rojos por parte del organismo, da lugar a una anemia.
Los glóbulos blancos o leucocitos tienen una destacada función en el Sistema Inmunológico al efectuar trabajos de limpieza (fagocitos) y defensa (linfocitos). Son mayores que los hematíes, pero menos numerosos (unos siete mil por milímetro cúbico), son células vivas que se trasladan, se salen de los capilares y se dedican a destruir los microbios y las células muertas que encuentran por el organismo. También producen anticuerpos que neutralizan los microbios que producen las enfermedades infecciosas. Las plaquetas son fragmentos de células muy pequeños, sirven para taponar las heridas y evitar hemorragias.
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EL CORAZÓN
El corazón es un órgano hueco, del tamaño del puño, encerrado en la cavidad torácica, en el centro del pecho, entre los pulmones, sobre el diafragma, dando nombre a la "entrada" del estómago o cardias. Histológicamente en el corazón se distinguen tres capas de diferentes tejidos que, del interior al exterior se denominan endocardio, miocardio y pericardio. El endocardio está formado por un tejido epitelial de revestimiento que se continúa con el endotelio del interior de los vasos sanguíneos. El miocardio es la capa más voluminosa, estando constituido por tejido muscular de un tipo especial llamado tejido muscular cardíaco. El pericardio envuelve al corazón completamente. El corazón está dividido en dos mitades que no se comunican entre sí: una derecha y otra izquierda, La mitad derecha siempre contiene sangre pobre en oxígeno, procedente de las venas cava superior e inferior, mientras que la mitad izquierda del corazón siempre posee sangre rica en oxígeno y que, procedente
de las venas pulmonares, será distribuida para oxigenar los tejidos del organismo a partir de las ramificaciones de la gran arteria aorta.
Cada mitad del corazón presenta una cavidad superior, la aurícula, y otra inferior o ventrículo, de paredes musculares muy desarrolladas. Existen, pues, dos aurículas: derecha e izquierda, y dos ventrículos: derecho e izquierdo. Entre la aurícula y el ventrículo de la misma mitad cardiaca existen unas válvulas llamadas válvulas aurículoventriculares (tricúspide y mitral, en la mitad derecha e izquierda respectivamente) que se abren y cierran continuamente, permitiendo o impidiendo el flujo sanguíneo desde el ventrículo a su correspondiente aurícula.
Cuando las gruesas paredes musculares de un ventrículo se contraen (sístole ventricular), la válvula auriculoventricular correspondiente se cierra, impidiendo el paso de sangre hacia la aurícula, con lo que la sangre fluye con fuerza hacia las arterias. Cuando un ventrículo se relaja, al mismo tiempo la aurícula se contrae, fluyendo la sangre por esta sístole auricular y por la abertura de la válvula auriculoventricular. Como una bomba, el corazón impulsa la sangre por todo el organismo, realizando su trabajo en fases sucesivas. Primero se llenan las cámaras superiores o aurículas, luego se contraen, se abren las válvulas y la sangre entra en las cavidades inferiores o ventrículos. Cuando están llenos, los ventrículos se contraen e impulsan la sangre hacia las arterias. El corazón late unas
setenta veces por minuto gracias a su marcapasos natural y bombea todos los días unos 10.000 litros de sangre.
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LOS VASOS SANGUÍNEOS
Los vasos sanguíneos (arterias, capilares y venas) son conductos musculares elásticos que distribuyen y recogen la sangre de todos los rincones del cuerpo.
Se denominan arterias a aquellos vasos sanguíneos que llevan la sangre, ya sea rica o pobre en oxígeno, desde el corazón hasta los órganos corporales. Las grandes arterias que salen desde los ventrículos del corazón van ramificándose y haciéndose más finas hasta que por fin se convierten en capilares, vasos tan finos que a través de ellos se realiza el intercambio gaseoso y de sustancias entre la sangre y los tejidos. Una vez que este intercambio sangre-tejidos a través de la red capilar, los capilares van reuniéndose en vénulas y venas por donde la sangre regresa a las aurículas del corazón.
Las arterias
Son vasos gruesos y elásticos que nacen en los Ventrículos aportan sangre a los órganos del cuerpo por ellas circula la sangre a presión debido a la elasticidad de las paredes. Del corazón salen dos Arterias : Arteria Pulmonar que sale del Ventrículo derecho y lleva la sangre a los pulmones. Arteria Aorta sale del Ventrículo izquierdo y se ramifica, de esta última arteria salen otras principales entre las que se encuentran:
Las carótidas: Aportan sangre oxigenada a la cabeza. Subclavias: Aportan sangre oxigenada a los brazos. Hepática: Aporta sangre oxigenada al hígado. Esplénica: Aporta sangre oxigenada al bazo. Mesentéricas: Aportan sangre oxigenada al intestino. Renales: Aportan sangre oxigenada a los riñones. Ilíacas: Aportan sangre oxigenada a las piernas.
Los Capilares
Son vasos sumamente delgados en que se dividen las arterias y que penetran por todos los órganos del cuerpo, al unirse de nuevo forman las venas. Las Venas Son vasos de paredes delgadas y poco elásticas que recogen la sangre y la devuelven al corazón, desembocan en las Aurículas. En la Aurícula derecha desembocan:
La Cava superior formada por las yugulares que vienen de la cabeza y las subclavias (venas) que proceden de los miembros superiores.
La Cava inferior a la que van las Ilíacas que vienen de las piernas, las renales de los riñones, y la suprahepática del hígado.
La Coronaria que rodea el corazón. En la Aurícula izquierda desembocan las cuatro venas pulmonares que traen sangre desde los pulmones y que curiosamente es sangre arterial.
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A la izquierda puedes ver una buena imagen que te dará una visión global del Aparato Circulatorio, con las arterias y venas más importantes y el sentido de la circulación sanguínea. Recuerda que, por definición, las arterias "salen del corazón" y las venas "llegan al corazón", independientemente de que lleven sangre rica en oxígeno (color rojo) o pobre en oxígeno (color azul). Así, por ejemplo, la gran arteria aorta y sus ramificaciones llevan sangre rica en oxígeno (color rojo), mientras que la arteria pulmonar lleva sangre pobre en oxígeno (color azul). Tomado de http://www.juntadeandalucia.es/averroes/~29701428/salud/circu.htm
TIPOS DE CIRCULACION El conjunto de todos los vasos sanguíneos constituyen un aparato circulatorio doble y completo. Se llama doble porque compran dos circuitos, que son el pulmonar y el general. Se llama completo porqué en el corazón no hay mezcla de sangre oxigenada y no oxigenada, concretamente la sangre oxigenada pasa por la parte izquierda del corazón y la no oxigenada pasa por la parte derecha.
La sangre describe dos circuitos complementarios llamados circulación mayor o general y menor o pulmonar. La circulación de la sangre ocurre así:
1. La sangre recoge oxígeno en los pulmones y llega al corazón a través de las venas. 2. El corazón impulsa la sangre con oxígeno que llega a todos los órganos del cuerpo a través de las
arterias. 3. La sangre con dióxido de carbono vuelve al corazón a través de las venas. 4. El corazón impulsa la sangre con dióxido de carbono hasta los pulmones a través de la arteria
pulmonar. La sangre recoge el oxígeno y se repite el ciclo. La circulación que realiza la sangre entre el corazón y los pulmones recibe el nombre de circulación menor: y el recorrido que realiza la sangre entre el corazón y el resto del cuerpo recibe el nombre de circulación mayor.
En la circulación pulmonar o circulación menor la sangre va del corazón a los pulmones, donde se carga de oxígeno y descarga el dióxido de carbono, regresando al corazón -cargada de oxígeno- a través de la vena pulmonar.
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ENFERMEDADES DEL SISTEMA CIRCULATORIO Las enfermedades del aparato circulatorio humano. Las principales son:
Aterosclerosis. Consiste en el depósito de placas de colesterol en el interior de las arterias. Arteriosclerosis. Es el endurecimiento de las paredes de las arterias debido a la edad. Trombosis. Es la obstrucción de un vaso debido generalmente a un coágulo de sangre que se ha
formado al romperse las plaquetas al frotar con los depósitos de colesterol que hay en el interior de las arterias.
Angina de pecho. Dolor en el pecho motivado por una fuerte contracción del corazón al no recibir suficiente oxígeno, generalmente debido a la obstrucción de la arteria coronaria.
Infarto de miocardio. Esta enfermedad presenta los mismos síntomas y causas que la angina de pecho pero al tratarse de una obstrucción mayor dura más horas y, por ello, provoca la destrucción de una parte del corazón. Si afecta a todo el corazón comporta la muerte del individuo.
Soplo cardíaco. Insuficiencia cardíaca debida a un vaciado inadecuado del corazón. Taquicardia. Frecuencia cardíaca superior a los 100 latidos por minuto. Hipertensión. Es un aumento crónico de la presión arterial. Leucemia o cáncer de sangre. Es una proliferación anormal de los glóbulos blancos.
EL SISTEMA LINFÁTICO Está constituido por los vasos linfáticos y por los ganglios linfáticos. El líquido que contiene se denomina linfa. Los vasos linfáticos son ciegos, es decir no tienen salida. Por sus paredes absorben parte del líquido intersticial y lo conducen hasta los vasos sanguíneos. El sistema linfático realiza tres funciones:
Devolver a la sangre una gran parte del plasma que, debido a la presión, ha salido de los capilares sanguíneos.
Transportar las grasas absorbidas en el intestino evitando que la sangre no llegue con demasiadas grasas al corazón.
Producir anticuerpos. En los ganglios linfáticos se generan linfocitos, los cuales producen anticuerpos. Los principales ganglios linfáticos se encuentran en el cuello, las axilas y en las ingles. Su inflamación es síntoma de padecer una infección.
GANGLIOS LINFÁTICOS Los ganglios linfáticos son más numerosos en las partes menos periféricas del organismo. Su presencia se pone de manifiesto fácilmente en partes accesibles al examen físico directo en zonas como axilas, ingle, cuello, cara, huecos supraclaviculares y huecos poplíteo. Los conductos linfáticos y los nódulos linfoideos se disponen muchas veces rodeando a los grandes troncos arteriales y venosos aorta, vena cava, vasos ilíacos, subclavios, axilares, etc. Son pequeñas bolsas que se encuentran entre los vasos linfáticos en estos se forman los glóbulos blancos. Más concretamente los linfocitos.
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UNIDAD Nº7 EL SISTEMA RESPIRATORIO
Está constituido por el conjunto de órganos de nuestro cuerpo que llevan el aire (oxígeno) que inspiramos hacia el interior de nuestras células para hacer posible el crecimiento y la actividad metabólica de las mismas.
La importancia del proceso respiratorio radica en que los tejidos corporales obtienen la energía necesaria mediante la oxidación de sustancias orgánicas, fundamentalmente la glucosa, mediante el proceso de respiración celular o interna.
La respiración es un proceso involuntario y automático, en que se extrae el oxígeno del aire inspirado y se expulsan los gases de desecho con el aire espirado. Consiste en tomar oxígeno (O2) del aire y desprender el dióxido de carbono (CO2) que se produce en las células.
EL PROCESO RESPIRATORIO Para que el intercambio gaseoso ocurra se produce la mecánica respiratoria. El aire atmosférico entra en los pulmones y el aire utilizado por las células debe salir de ellos mediante los movimientos respiratorios que se realizan en dos fases:
Inspiración: Ocurre cuando, inhalamos contrayendo el diafragma (músculo respiratorio) y los músculos intercostales (“entre las costillas”), lo que genera que la cavidad torácica se alargue y aplane empujando hacia arriba y afuera las costillas. Esto agranda la cavidad, disminuye la presión interna de la caja torácica y el aire ingresa a los pulmones. Espiración: El aire es arrojado al exterior ya que los pulmones se comprimen al disminuir de tamaño la caja torácica, pues el diafragma y las costillas vuelven a su posición inicial debido a la relajación de los músculos intervinientes.
El número de inspiraciones y espiraciones que realiza una persona por minuto (frecuencia respiratoria) depende del ejercicio, de la edad, etc. La frecuencia respiratoria normal de una persona adulta en reposo es de
17 veces por minuto. Un ser humano adulto, en reposo, realiza 26,000 secuencias respiratorias al día, mientras que un recién nacido realiza 51,000 respiraciones al día en las mismas condiciones. El aire que entra y sale de los pulmones en cada respiración normal en reposo se denomina volumen corriente y es de 500 ml, La capacidad pulmonar total de una persona adulta es de cinco litros. Podemos deducir que en cada acto respiratorio normal se remueve aproximadamente un 10% del volumen pulmonar total. Y en el caso de una respiración profunda puede llegar a removerse hasta un 80% del aire total. En el proceso de respiración el aire ingresa por las fosas nasales, pasa por las vías respiratorias (faringe, laringe, tráquea, bronquios,) hasta llegar a los pulmones. Dentro de los pulmones los bronquios.
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PARTES DEL SISTEMA RESPIRATORIO Las vías respiratorias pueden clasificarse en: Las vías respiratorias altas o superiores: Cavidad nasal y faringe (la última también forma parte del sistema
digestivo). Estas vías se encargan de controlar el ingreso del aire y la limpieza y calentamiento del mismo. CAVIDAD NASAL Presenta dos orificios nasales (fosas) anteriores, llamados nares y dos orificios nasales (fosas) posteriores, llamadas coanas, las que conectan con la faringe. Estas fosas están divididas por el tabique nasal (fina estructura ósea, expuesta a fracturas). Toda la cavidad nasal se halla recubierta por mucosa pituitaria, la cual es altamente vascularizada (que tiene venitas), con el fin de calentar el aire que entra durante la inspiración.
FARINGE Es un tubo musculomembranoso situado a nivel de las seis primeras vértebras cervicales. En su parte alta se comunica con las fosas nasales (nasofaringe), en el centro con la boca (bucofaringe) y en la parte baja con la laringe (laringofaringe). Mide, en su totalidad, unos 14 cm de longitud.
Las vías respiratorias bajas o inferiores: La laringe, la tráquea, los bronquios. Estas vías se encargan de conducir el aire hacia los pulmones y desde los pulmones hacia el exterior. LARINGE Es un órgano impar situado por delante de la faringe a nivel de las últimas vértebras cervicales. De estructura cartilaginosa y muscular presenta 30 mm de diámetro en su dimensión anteroposterior en el varón y más pequeño en la mujer. Contiene las cuerdas vocales, las cuales nos permiten hablar y cantar. También se observa la epiglotis que es un cartílago que cierra la glotis (parte superior de la laringe). El cierre de la epiglotis sumado a la elevación de la laringe evitan que el alimento ingrese a la tráquea durante la deglución. TRÁQUEA Vía respiratoria de 11 cm de longitud. Tiene una forma
semicircular y está constituida por unos 15 a 20 anillos cartilaginosos, incompletos en su parte posterior, que le dan rigidez, evitando que este órgano colapse durante la respiración. En su parte inferior se divide en los bronquios derecho e izquierdo, los cuales no son exactamente iguales. BRONQUIOS Tenemos dos bronquios principales, uno para cada pulmón. Cada uno de ellos es un cilindro hueco, ligeramente aplanado de delante hacia atrás. Ambos bronquios difieren entre sí, el derecho mide 20-26 mm de largo y el izquierdo alcanza 40-50 mm y sus calibres son 15 mm y 10 mm respectivamente. Los bronquios principales entran al pulmón, a nivel del hilio pulmonar, y se dividen de nuevo, una y otra vez, en bronquios secundarios, terciarios y, finalmente, en unos 250.000 bronquiolos, conocidos como tubos bronquiales. Los bronquios se dividen en conductos de menor calibre llamados bronquíolos los cuales se van haciendo cada vez más pequeños y ramificados. La porción final de cada vía se denomina conducto alveolar y termina en unos pequeños sacos de aire denominados alvéolos.
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ALVÉOLOS Son unas formaciones en forma de saco que se forman en la terminación de los tubos bronquiales. Cada alvéolo se compone de una pared delgada, transparente, reforzada con fibras elásticas; y un epitelio formado por una sola fila de células aplanadas que cubren la red capilar, En estas estructuras se produce la hematosis. En los pulmones humanos se calculan unos 300 millones de alvéolos. Las moléculas de dióxido de carbono que se encuentran en las células, son recogidas, por los glóbulos rojos y transportadas por las venas hasta el corazón y desde allí son llevadas a los pulmones, mediante la arteria pulmonar, para ser conducidas al exterior. Paso 1.- El oxígeno tomado en los alvéolos pulmonares es llevado por los glóbulos rojos de la sangre hasta el corazón. Paso 2.- Después es distribuido por las arterias y capilares arteriales a todas las células del cuerpo, fundamentalmente a
aquellas que están efectuando el mayor desgaste de oxígeno. PULMONES Están situados en la caja toráxica y separados por un conjunto de órganos que constituyen el mediastino. Tienen un peso aproximado de 1,300 gr. en el adulto. El pulmón derecho es más grande y se divide en tres lóbulos mientras que el izquierdo se divide en dos. Los pulmones miden 30 cm de largo y los alvéolos que los constituyen brindan una superficie de intercambio gaseoso de 70 m2, que es, casi, 40 veces la superficie total de nuestro cuerpo. Cuando están sanos son rosados y de consistencia esponjosa. Siempre están rodeados de las pleuras. Las pleuras son dos membranas que recubren a los pulmones. La pleuraparietal adherida a la cavidad toráxica y la pleura visceral adherida a los pulmones. Ambas pleuras están separadas por un espacio virtual
en el que se ubica un líquido lubricante. DIAFRAGMA Un músculo que separa la cavidad toráxica de la cavidad abdominal y que al contraerse ayuda a la entrada de aire a los pulmones. Es el músculo más plano de todo el organismo, en forma de bóveda que cierra por arriba (donde es convexo) la cavidad abdominal y limita por abajo (donde es cóncavo) la cavidad toráxica. El diafragma junto con los músculos intercostales intervienen en la mecánica respiratoria. Enfermedades del sistema respiratorio Tomado de http://argentina.aula365.com/editorContenidos/Infografias/Contenido/INFO09_00.swf
ENFERMEDADES DEL APARATO RESPIRATORIO. El aire está poblado por millones de microorganismos, bacterias, virus y hongos que pueden entrar en los pulmones durante la respiración, y producir infecciones respiratorias bastante comunes. Entre las cuales
están: Amigdalitis: Inflamación de las amígdalas producida por una infección bacteriana. Faringitis y laringitis Inflamaciones de la faringe y la laringe. Resfriado o catarro Infección producida por un virus. Sinusitis Inflamación de las mucosas que tapizan los senos paranasales con producción de sustancias mucosas.
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Asma: Trastorno inflamatorio de las vías respiratorias que causa ataques de sibilancia (sonido silbante y agudo durante la respiración), dificultad para respirar, opresión en el pecho y tos. Traqueítis y traqueobronquitis: Inflamaciones de las paredes del árbol bronquial producidas por bacterias. Suelen acompañar a las gripes mal curadas que, al debilitar las defensas, permiten la infección bacteriana.
Pulmonía Infección bacteriana, generalmente producida por neumococos o diplococos. Cáncer de pulmón Multiplicación desenfrenada de las células, que destruyen el resto de los tejidos. A partir de cierta fase, algunas células cancerosas emigran a otros puntos, reproduciendo el cáncer en ellos (metástasis). En muchos casos está asociado al tabaquismo: es más frecuente entre los fumadores. Bronquitis: es la inflamación del tejido que recubre los conductos bronquiales, los cuales conectan a la tráquea con los pulmones.
Enfisema: Es un tipo de enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) que implica lesiones en las bolsitas de aire de los pulmones (alvéolos). Como consecuencia, el cuerpo no recibe el oxígeno que necesita. El enfisema hace difícil tomar aire. También puede ocurrir tos crónica y dificultades para respirar durante el ejercicio.
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UNIDAD Nº8 NIVELES TRÓFICOS EN LOS ECOSISTEMAS
La energía y los nutrientes pasan por varios niveles alimenticios. Cada uno de esos niveles se llama en Ecología "Nivel Trófico". La suma de todos los niveles tróficos de un ecosistema se llama cadena alimenticia. Las relaciones alimenticias en un ecosistema en conjunto se llaman "Red Alimenticia".
Los productores o autótrofos son los organismos vivos que fabrican su propio
alimento orgánico, es decir los vegetales verdes con clorofila, que realizan fotosíntesis. Por medio de este proceso, las sustancias minerales se transforman en compuestos orgánicos, aprovechables por todas las formas vivas.
Otros productores, como los quimiosintetizadores entre los que se cuentan ciertas bacterias, elaboran sus compuestos orgánicos a partir de sustancias inorgánicas que hallan en el exterior, sin necesidad
de luz solar.
Los consumidores, también llamados heterótrofos, son organismos que no pueden sintetizar compuestos orgánicos, y por esa razón se alimentan de otros seres vivos.
Según los nutrientes que utilizan y el lugar que ocupan dentro de la cadena, los consumidores se clasifican en cuatro grupos: consumidores primarios o herbívoros, secundarios o carnívoros, terciarios o supercarnívoros y descomponedores.
Los herbívoros se alimentan directamente de vegetales. Los consumidores secundarios o carnívoros aprovechan la materia orgánica producida por su presa.
Los consumidores terciarios o supercarnívoros se hallan los necrófagos o carroñeros, que se alimentan de cadáveres.
Los descomponedores son las bacterias y hongos encargados de consumir los últimos restos orgánicos de productores y consumidores muertos. Su función
es esencial, pues convierten la materia muerta en moléculas inorgánicas simples. Ese material será absorbido otra vez por los productores, y reciclado en la producción de materia orgánica. De esa forma
se reanuda el ciclo cerrado de la materia, estrechamente vinculado con el flujo de energía. Esta organización de los ecosistemas es válida tanto para los ambientes terrestres como para los acuáticos. En ambos se encuentran productores y consumidores. LA FOTOSINTESIS Y EL FLUJO DE ENERGIA
La energía entra a las comunidades por la vía de la fotosíntesis. Esta energía alimenta los procesos del ecosistema. La tasa o intensidad a la cual las plantas (productores de un ecosistema) capturan y almacenan una cantidad dada de energía se denomina productividad primaria bruta, la que está determinada por la cantidad de agua y temperatura
disponibles. La producción primaria neta es la que queda luego de restar la energía que las plantas usan para su
mantenimiento (como
respiración, construcción de tejidos y reproducción). Parte de esta energía (la que forma los tejidos vegetales) es consumida por animales herbívoros o usada por otros organismos cuando la planta muere. Las plantas contienen mucha menos energía que la que asimilaron debido a la gran cantidad que consumen para su mantenimiento, solo la energía
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que las plantas no usan para mantenerse está disponible para ser almacenada por los animales. PIRÁMIDES ECOLÓGICAS
Son representaciones gráficas de algunos parámetros tróficos en forma de barras horizontales superpuestas.
En las pirámides ecológicas, cada nivel trófico equivale a una barra cuya anchura es proporcional al valor del parámetro que queremos representar. En la base se indican los productores; sobre ellos, los consumidores primarios; a continuación, los secundarios, y así sucesivamente. Como, normalmente, el valor del parámetro va disminuyendo desde los productores hasta los distintos consumidores, adopta forma de pirámide.
LOS PARÁMETROS TRÓFICOS
Los parámetros tróficos permiten evaluar la acumulación y transferencia de energía o materia que se produce en un ecosistema. Los parámetros tróficos utilizados son la energía, la biomasa y el número de individuos, que dan lugar a tres tipos de pirámides ecológicas.
TIPOS DE PIRÁMIDE ECOLÓGICA
PIRÁMIDES DE ENERGÍA
En estas pirámides se representa la producción neta de cada nivel trófico; es decir, la energía que queda disponible para el nivel trófico superior.
La energía disponible varía mucho de unos niveles a otros. En general, la energía de cada nivel supone, aproximadamente, un 10 % de la del nivel inferior, del cual la toman. Por ello, las cadenas alimentarias no pueden ser muy largas, pues la energía disponible se agota con mucha rapidez.
PIRÁMIDES DE NÚMEROS
Lo que se representa en este tipo de pirámides es el número de individuos de cada nivel trófico. No aportan demasiada información, porque no tienen en cuenta el tamaño de cada individuo, sino solo su número. Así, una encina contaría igual que una amapola.
Estas pirámides pueden adoptar una forma invertida, como en un bosque, donde los productores son los árboles; pocos, pero con una gran biomasa.
PIRÁMIDES DE BIOMASA
En ellas se representa la biomasa de cada nivel trófico en un momento dado o en un corto período de tiempo. Nos aportan información muy interesante sobre la estructura del ecosistema y sobre su funcionamiento.
En general, su forma es similar a la de las pirámides de energía, aunque hay casos en los que la pirámide se puede invertir. Por ejemplo, esto sucede en algunas cadenas marinas.
A veces, la biomasa del zooplancton es mayor que la del fitoplancton. Esto ocurre porque el fitoplancton se puede reproducir a gran velocidad y reponer rápidamente la biomasa perdida.
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RELACIONES ENTRE LOS SERES DE UN ECOSISTEMA En un ecosistema, los seres vivos se relacionan unos con otros. Al estudiar los ecosistemas interesa más el conocimiento de las relaciones entre los elementos, que el cómo son estos elementos. Los seres vivos concretos le interesan al ecólogo por la función que cumplen en el ecosistema, no en sí mismos como le pueden interesar al zoólogo o al botánico. Para el estudio del ecosistema es indiferente, en cierta forma, que el depredador sea un león o un tiburón. La función que cumplen en el flujo de energía y en el ciclo de los materiales son similares y es lo que interesa en ecología. Como sistema complejo que es, cualquier variación en un componente del sistema repercutirá en todos los demás componentes. Por eso son tan importantes las relaciones que se establecen, entre estas tenemos: RELACIONES INTRAESPECÍFICAS Las relaciones intraespecíficas son las que ocurren
entre organismos de la misma especie. Dominación Social: Es la estratificación de grupos sociales, de acuerdo con la influencia que ejercen sobre el resto de los
grupos de una población. Por ejemplo, en una población de hormigas, existen castas distinguidas en reinas, soldados, obreras y machos fértiles.
Jerarquía Social: Es la estratificación de los individuos de acuerdo con la dominación que ejercen sobre el resto de los
individuos de una población. Por ejemplo, en un gallinero, el Gallo macho adulto más fuerte ejerce un dominio absoluto sobre el resto de los miembros de la población (gallinero). A este gallo se le denomina macho Alfa.
Territorialidad: Es la delimitación y defensa de una área definida por un individuo o por un grupo de individuos.
El ejemplo más común es el de los perros, quienes marcan un territorio a la redonda con respecto al lugar donde habitan mediante descargas de orina, las cuales emiten un olor distinguible por otros canes.
RELACIONES INTERESPECÍFICAS Las relaciones interespecíficas son aquellas que acontecen entre miembros de diferentes especies.
Las relaciones interespecíficas pueden ser positivas, neutrales o negativas: Las relaciones positivas son en las que, cuando menos, una de las especies obtiene un beneficio de otra sin causarle daño o alterar el curso de su vida.
Comensalismo: Es cuando un individuo obtiene un beneficio de otro individuo de otra especie sin causarle daño.
Mutualismo: Ocurre cuando un individuo de una especie obtiene un beneficio de otro individuo de diferente especie, y este a su vez obtiene un beneficio del primero. La relación mutualista no es obligada, lo cual la hace diferenciarse de la simbiosis.
Simbiosis: Se dice que dos organismos son simbiontes cuando ambos pertenecen a diferentes especies y se
benefician mutuamente en una relación
obligada. Si uno de los simbiontes perece, el otro también perecerá al perder el recurso del que se ve beneficiado. El caso más conocido de simbiosis corresponde a los líquenes. Las relaciones interespecíficas negativas son aquéllas en las cuales una de las especies obtiene un beneficio en detrimento de otras especies. Las relaciones interespecíficas negativas son las siguientes:
Depredación: Es cuando un individuo perteneciente a una especie mata apresuradamente a otra para alimentarse de ella. El individuo que mata o
caza a otros para comérselos se llama predador o depredador. El individuo que es cazado se llama presa.
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Parasitismo: Ocurre cuando una especie obtiene un beneficio de otra provocándole un daño paulatino que no provoca la muerte inmediata a la víctima. La especie que obtiene un beneficio causando daño paulatino se llama huésped o parásito;
mientras que la especie que es dañada se llama anfitrión u hospedero. Las relaciones interespecíficas neutrales son aquéllas en las cuales no existe un daño o beneficio directo hacia o desde una especie. El daño o beneficio se obtienen solo de manera indirecta. Solo existe una relación interespecífica neutral:
Competencia: Ocurre cuando dos miembros de diferentes especies pertenecientes a una comunidad tienen las mismas necesidades
por uno o más factores del entorno. Los individuos de la especie que posee ventajas para obtener ese factor del medio ambiente será la que prevalezca. La lucha no es física, sino selectiva. Pueden ocurrir encuentros casuales entre dos individuos de una y otra población, pero no es una regla general. El mejor ejemplo sobre competencia interespecífica es la de dos especies carnívoras que merodean en la misma área y se alimentan de las mismas especies.
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UNIDAD # 9 EL ÁTOMO Y SUS PARTÍCULAS
Desde la Antigüedad, el ser humano se ha cuestionado de qué estaba hecha la materia. Unos 400 años antes de Cristo, el filósofo griego Demócrito consideró que la materia estaba constituida por pequeñísimas partículas que no podían ser divididas en otras más pequeñas.
Por ello, llamó a estas partículas átomos, que en griego quiere decir "indivisible". Demócrito atribuyó a los átomos las cualidades de ser eternos, inmutables e indivisibles. Sin embargo las ideas de Demócrito sobre la materia no fueron aceptadas por los filósofos de su época y hubieron de transcurrir cerca de 2200 años para que la idea de los átomos fuera tomada de nuevo en consideración.
EL ÁTOMO En el átomo distinguimos dos partes: el núcleo y la corteza.
El núcleo es la parte central del átomo y contiene partículas con carga positiva, los protones, y partículas que no poseen carga eléctrica, es decir son neutras, los neutrones. La masa de un protón es aproximadamente igual a la de un neutrón. Todos los átomos de un elemento químico tienen en el núcleo el mismo número de protones. Este número, que caracteriza a cada elemento y lo distingue de los demás, es el número atómico y se representa con la letra Z. La corteza es la parte exterior del átomo. En ella se encuentran los electrones, con carga negativa. Éstos, ordenados en distintos niveles, giran alrededor del núcleo. La masa de
un electrón es unas 2000 veces menor que la de un protón. Los átomos son eléctricamente neutros, debido a que tienen igual número de protones que de electrones. Así, el número atómico también coincide con el número de electrones.
Modelo atómico de Dalton En 1808, Dalton publicó sus ideas sobre el modelo atómico de la materia las cuales han servido de base a la química moderna. Los principios fundamentales de esta teoría son:
1. La materia está formada por minúsculas partículas indivisibles llamadas átomos. Hay distintas clases de átomos que se distinguen por su masa y sus propiedades.
2. Todos los átomos de un elemento poseen las mismas propiedades químicas. Los átomos de elementos distintos tienen propiedades diferentes.
3. Los compuestos se forman al combinarse los átomos de dos o más elementos en proporciones fijas y sencillas. De modo que en un compuesto los átomos de cada tipo están en una relación de números enteros o fracciones sencillas.
4. En las reacciones químicas, los átomos se intercambian de una a otra sustancia, pero ningún átomo de un elemento desaparece ni se transforma en un átomo de otro elemento.
Modelo atómico de Thompson
La identificación por J.J. Thompson de unas partículas subatómicas cargadas negativamente, los electrones le llevaron a proponer un modelo de átomo que explicara dichos resultados experimentales. Se trata del modelo conocido informalmente como el pudín de ciruelas, según el cual los electrones eran como 'ciruelas' negativas incrustadas en un 'pudín' de materia positiva.
Modelo atómico de Rutherford El átomo está formado por dos partes: núcleo y corteza. El núcleo es la parte central, de tamaño muy pequeño, donde se encuentra toda la carga positiva y, prácticamente, toda la masa del átomo. Esta carga positiva del núcleo, en la experiencia de la lámina de oro, es la responsable de la desviación de las partículas alfa (también con carga positiva). La corteza es casi un espacio vacío, inmenso en relación con las dimensiones del núcleo. Como
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en un diminuto sistema solar, los electrones giran alrededor del núcleo, igual que los planetas alrededor del Sol. Los electrones están ligados al núcleo por la atracción eléctrica entre cargas de signo contrario. Modelo atómico de Bohr En 1913 Bohr supuso que el átomo solo puede tener ciertos niveles de energía definidos.
Bohr establece así, que los electrones solo pueden girar en ciertas órbitas de radios determinados.
Año Científico Descubrimientos experimentales Modelo atómico
1808
John Dalton
Durante el siglo XVIII y principios del XIX algunos científicos habían investigado distintos aspectos de las reacciones químicas, obteniendo las llamadas leyes clásicas de la Química.
La imagen del átomo expuesta por Dalton en su teoría atómica, para explicar estas leyes, es la de minúsculas partículas esféricas, indivisibles e inmutables, iguales entre sí en cada elemento químico.
1897
J.J. Thomson
Demostró que dentro de los átomos hay unas partículas diminutas, con carga eléctrica negativa, a las que se llamó electrones.
De este descubrimiento dedujo que el átomo debía de ser una esfera de materia cargada positivamente, en cuyo interiorestaban incrustados los electrones. (Modelo atómico de Thompson.)
1911
E. Rutherford
Demostró que los átomos no eran macizos, como se creía, sino que están vacíos en su mayor parte y en su centro hay un diminuto núcleo.
Dedujo que el átomo debía estar formado por una corteza con los electrones girando alrededor de un núcleo central cargado positivamente. (Modelo atómico de Rutherford.)
1913
Niels Bohr
Espectros atómicos discontinuos originados por la radiación emitida por los átomos excitados de los elementos en estado gaseoso.
Propuso un nuevo modelo atómico, según el cual los electrones giran alrededor del núcleo en unos niveles bien definidos. (Modelo atómico de Bohr.)
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ISÓTOPOS Cada elemento químico se caracteriza por el número de protones de su núcleo, que se denomina número atómico (Z). Así, el hidrógeno ( 1H) tiene un protón, el carbono ( 6C) tiene 6 protones y el oxígeno ( 8O) tiene 8 protones en el núcleo.
El número de neutrones del núcleo puede variar. Casi siempre hay tantos o más neutrones que protones. La masa atómica (A) se obtiene sumando el número de protones y de neutrones de un núcleo determinado.
Un mismo elemento químico puede estar constituido por átomos diferentes, es decir, sus números atómicos son iguales, pero el número de neutrones es distinto. Estos átomos se denominan isótopos del elemento en cuestión.
Isótopos significa "mismo lugar", es decir, que como todos los isótopos de un elemento tienen el mismo número atómico, ocupan el mismo lugar en la Tabla Periódica.
Para representar un isótopo, hay que indicar el número másico (A) propio del isótopo y el número atómico (Z), colocados como índice y subíndice, respectivamente, a la izquierda del símbolo del elemento. Por tanto:
Si a un átomo se le añade un protón, se convierte en un nuevo elemento químico
Si a un átomo se le añade un neutrón, se convierte en un isótopo de ese elemento químico
Se conocen 3 isótopos del elemento hidrógeno: 11H es el hidrógeno ligero, el más abundante, con un protón y cero neutrones. El 21H es el deuterio (D), cuyo núcleo alberga un protón y un neutrón y el 31H es el tritio (T), cuyo núcleo contiene un protón y dos neutrones.
Los isótopos del carbono son 116C (6 protones y cinco neutrones), 126C (6 protones y seis neutrones), 136C (6 protones y siete neutrones) y 146C (6 protones y ocho neutrones).
CLASIFICACIONES PERIÓDICAS INICIALES A medida que el número de elementos químicos conocidos aumentaba, se hacía más necesario estructurar este conocimiento de una manera racional. Desde comienzos del siglo XIX, los científicos fueron proponiendo diferentes sistemas para agruparlos de una forma sistemática que facilitara su estudio. Estos son algunos de los científicos que consolidaron la actual ley periódica:
BERZELIUS El primer esquema de clasificación de los elementos lo realizó el sueco Berzelius (1779-1848) en 1813. Dividió los elementos naturales en
dos grandes grupos: metales y no metales. Los elementos metálicos eran los que tenían cierto brillo característico, eran maleables y dúctiles, y conducían el calor o la electricidad. Los no metales eran los que tenían diversos aspectos físicos y no conducían el calor ni la electricidad.
JOHANN W. DÖBEREINER Esta clasificación fue realizada por Johann Wolfang Döbereiner, un químico alemán. Las Triadas de Döbereiner, fue uno de los primeros intentos de clasificación de los elementos
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químicos, según la similitud de las propiedades, relacionando sus pesos atómicos. Döbereiner, en 1817, declaró la similitud entre las propiedades de algunos grupos de elementos, que variaban progresivamente desde el primero al último. Veinte años después, en 1827, destacó la existencia de otras agrupaciones de tres elementos, que seguían una análoga relación entre sí. Estos grupos eran: Cloro, bromo y yodo Azufre, selenio y telurio Litio, sodio y potasio A estos grupos de elementos, agrupados de tres en tres, se le conoció con el nombre de triadas. De estos grupos de tres se continuaron encontrando, hasta que en 1850 ya se tenía conocimiento en torno a 20 triadas.
JEAN BAPTISTE DUMAS En el período 1830-1860, el químico francés Jean Baptiste Dumas, clasificó a los elementos en metales y metaloides, estableciendo cinco familias: H, F, O, N y C.
ALEXANDER B. DE CHANCOURTOIS En 1862, el francés Alexander B. de Chancourtois (1820-1886) construyó su «anillo telúrico», en el que los elementos estaban situados por orden creciente de peso atómico en una
hélice, cuyos puntos diferían en 16 unidades. Chancourtois dispuso, tal y como están en el dibujo, los elementos litio (Li), sodio (Na) y potasio (K), cuyas propiedades son muy similares. Lo mismo hizo con los elementos berilio (Be), magnesio (Mg) y calcio (Ca).
JOHN NEWLANDS En 1865, el químico inglés John Alexander Reina Newlands, intentó solucionar el problema del comportamiento periódico de los elementos, colocando los elementos
más ligeros en orden creciente según sus pesos atómicos de la siguiente manera: Newlands se dio cuenta que el octavo elemento se asemejaba al primero, así como el noveno era similar al segundo, etc. A esta observación se le llama, “Ley de las octavas de Newlands”, en honor al químico inglés.
LOTHAR MEYER En 1869, Meyer, químico alemán, pone en evidencia una cierta periodicidad en el volumen atómico. Los elementos similares tienen un volumen atómico similar en relación
con los otros elementos. Los metales alcalinos
tienen por ejemplo un volumen atómico importante.
DIMITRI IVANOVICH MENDELEIEV En 1869, Mendeleiév, químico ruso, presenta una primera versión de su tabla periódica en 1869. Esta tabla fue la primera presentación coherente de las semejanzas de los elementos.
Él se dio cuenta de que clasificando los elementos según sus masas atómicas se veía aparecer una periodicidad en lo que concierne a ciertas propiedades de los elementos. La primera tabla contenía 63 elementos. TABLA PERIÓDICA MODERNA La tabla de Mendeleiév condujo a la tabla periódica actualmente utilizada. En 1913 Henry Mosley basándose en experimentos con rayos x determinó los números atómicos de los elementos y con estos creó una nueva organización para los elementos. Ley periódica: "Las propiedades químicas de los elementos son función periódica de sus números atómicos” Lo que significa que cuando se ordenan los elementos por sus números atómicos en forma ascendente, aparecen grupos de ellos con propiedades químicas similares y propiedades físicas que varían periódicamente. ORGANIZACIÓN PERIÓDICA QUÍMICA Los elementos están distribuidos en filas
(horizontales) denominadas períodos y se enumeran del 1 al 7 con números arábigos. Los elementos de propiedades similares están reunidos en
columnas (verticales), que se denominan grupos o familias; los cuales están identificados con números romanos y distinguidos como grupos A y grupos B.
Los elementos de los grupos A se conocen como
elementos representativos y los de los grupos B como elementos
de transición. Los elementos de transición interna o tierras raras se colocan aparte en la tabla periódica en dos grupos de 14 elementos, llamadas series lantánida y actínida. La tabla periódica permite clasificar a los elementos en metales, no metales y gases nobles.
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Una línea diagonal quebrada ubica al lado izquierdo a los metales y al lado derecho a los no metales.
Metales: Son buenos conductores del calor y la electricidad, son maleables y dúctiles, tienen brillo característico. No Metales: Pobres conductores del calor y la electricidad, no poseen brillo, no son maleables ni dúctiles y son frágiles en estado sólido. Metaloides: Poseen propiedades intermedias entre Metales y No Metales. Son aquellos elementos que se encuentran cerca de la diagonal. UBICACIÓN DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS Las coordenadas de un elemento en la tabla se obtienen por su distribución electrónica: el último nivel de energía localiza el periodo y los electrones de valencia el grupo. Elementos químicos representativos Están repartidos en ocho grupos. Algunos grupos representativos reciben los siguientes nombres:
Grupo IA: Alcalinos Grupo IIA: Alcalinotérreos Grupo VIIA: Halógenos Grupo VIIIA: Gases nobles Elementos de tierras raras Están repartidos en 14 grupos y se encuentran por fuera de la tabla periódica. Está formado por la serie lantánida que pertenece al periodo 6 y la actínida al periodo 7 de la tabla periódica. Elementos de transición Están repartidos en 10 grupos y son los elementos cuya distribución electrónica se encuentran en la parte central de la tabla periódica.
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UNIDAD Nº 10 FUERZA
Lo primero que tienes que tener muy claro es que la fuerza es una acción en la cual interactúan dos cuerpos, un cuerpo que ejecuta la fuerza llamado agente y otro cuerpo que recibe la fuerza llamado receptor. Esta acción implica necesariamente un contacto entre ambos cuerpos, contacto que puede ser:
Directo, es decir, los dos cuerpos que realizan la acción están en contacto A distancia, es decir, sin que exista contacto entre ellos
Fuerza por contacto directo: cuando un forzudo levanta una pesa. El agente es el forzudo, el receptor es la pesa.
Fuerza por contacto a distancia: cuando un imán atrae un metal. El agente es el imán, el receptor es el metal atraído.
FUERZA Y ENERGÍA Ojalá no seas de aquellos que piensan que energía es sinónimo de fuerza, porque eso no es verdad. La fuerza es la acción mediante la cual un cuerpo puede comunicar energía a otro. La fuerza sólo existe mientras los cuerpos interactúan.
La fuerza solo puede ser medida de manera indirecta, es decir, a partir de los efectos que produce en los cuerpos. Así por ejemplo con un dinamómetro se puede medir la deformación de un resorte cuando se le aplica una fuerza.
La fuerza no está en las cosas ¿Quién tiene más fuerza, un levantador de pesas o una señora que carga una bolsa de compras? Seguramente que tu respuesta será que el levantador de pesas. Sin embargo, lo que ocurre es que
el levantador de pesas tiene una gran capacidad para ejercer fuerza, pero no es correcto decir que él tiene fuerza, pues la fuerza no está en las cosas, ni en las personas sino que se presenta cuando un cuerpo realiza una acción sobre otro. Antes de seguir hay que aclarar algo: Cuando hablamos de cuerpo en física, no nos referimos al cuerpo humano. En la física, un cuerpo es cualquier tipo de cuerpo, ya sea sólido, líquido o gaseoso. Es común pensar que aplicar una fuerza es una atribución exclusiva de los seres vivos y que las
cosas inanimadas no pueden ejercerla. Pero esto no es así, la fuerza es una interacción entre dos
cuerpos independiente de si estos poseen vida o no. Fuerza ejercida por seres vivos: un caballo tirando de una carreta.
Fuerza ejercida por un agente inanimado: un velero impulsado por el viento.
¿CÓMO SE REPRESENTAN LAS FUERZAS? Las fuerzas no se pueden ver, solo podemos ver sus efectos, como por ejemplo cuando estiras un elástico o cuando modelas una figura en plastilina. Solamente podemos representarlas gráficamente por medios de flechas a las que se le dominan en este caso como vectores.
Los vectores nos permiten saber: la magnitud, dirección y sentido de la fuerza. La magnitud o módulo es la cantidad de fuerza que se está
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aplicando sobre el receptor y se presenta por la longitud de la flecha.
El sentido: se representa a través de la punta o extremo de la flecha. La dirección: corresponde al ángulo formado por la línea recta que contiene al vector y a la horizontal. Por convicción, la fuerza se dibujará mediante un vector cuyo origen se encuentra al centro del cuerpo receptor de la fuerza, mientras que su dirección y sentido serán los mismos en que se aplica la fuerza, y su magnitud indicará la cantidad de fuerza aplicada.
Muchas veces se confunde la dirección y el sentido de un vector, sin embargo, son conceptos que indican cosas distintas: La dirección puede ser vertical u horizontal, de norte a sur, de sur a norte, de este a oeste, de oeste a este. El sentido puede ser: hacia la izquierda, hacia la derecha, hacia abajo o hacia arriba.
¿CÓMO SE MIDE LA INTENSIDAD DE LA FUERZA? Para medir la intensidad de una fuerza que se aplica a un cuerpo, se usa un instrumento llamado DINAMÓMETRO. Este instrumento se vale de la elasticidad de un resorte cuando una fuerza actúa sobre él para estirarlo. Cuando una fuerza tira del resorte de un dinamómetro,
este se estira y el indicador se desplaza sobre una escala graduada que indica el módulo de dicha fuerza. La unidad de medida de esta fuerza se denomina Newton (N), en honor al físico inglés Isaac Newton. 1kilógramo es igual a 10 N. FUERZA DE EMPUJE Cuando se sumerge un cuerpo en un líquido parece
que pesara menos. Lo podemos sentir cuando nos sumergimos en una piscina, o cuando tomamos algo por debajo del agua, los objetos parecieran que pesan menos. Esto es debido a que, todo cuerpo sumergido recibe una fuerza de abajo hacia arriba.
Cuando en un vaso lleno de agua sumergimos un objeto, podemos ver que el nivel del líquido sube y se derrama cierta cantidad de líquido. Se puede decir que un cuerpo que flota desplaza parte del agua.
Arquímedes, quien era un notable matemático y científico griego, se percató de estas conclusiones mientras se bañaba en una tina, al comprobar cómo el agua se desbordaba y se derramaba, y postuló la siguiente ley que lleva
su nombre:
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PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES Todo cuerpo sumergido en un líquido recibe un empuje, de abajo hacia arriba, igual al peso del líquido desalojado. Sobre un cuerpo sumergido actúan dos fuerzas; su peso, que es vertical y hacia abajo y el empuje que es vertical pero hacia arriba. Si queremos saber si un cuerpo flota es necesario conocer su peso específico, que es igual a su peso dividido por su volumen. Entonces, se pueden producir tres casos:
Si el peso es mayor que el empuje (P > E), el cuerpo se hunde. Es decir, el peso específico del cuerpo es mayor al del líquido.
Si el peso es igual que el empuje (P = E), el cuerpo no se hunde ni emerge. El peso específico del cuerpo es igual al del líquido.
Si el peso es menor que el empuje (P < E), el cuerpo flota. El peso específico del cuerpo es menor al del líquido.
TEMPERATURA Y EQUILIBRIO TÉRMICO Temperatura es una medida de la energía cinética de los átomos o moléculas que constituyen un objeto material cualquiera. Su medida se realiza a través de los cambios que experimentan algunas
magnitudes físicas, cuando los cuerpos son sometidos a intercambios de energía térmica. Ejemplos de estas magnitudes son: el volumen, la presión, la resistencia eléctrica, y muchas otras que han dado lugar a diferentes formas de medir la temperatura.
¿Qué mide un termómetro? Un termómetro mide la temperatura, alcanzando el equilibrio térmico con el cuerpo al que se le quiere medir la temperatura.
ESCALAS DE TEMPERATURA. En él en año 1714, un fabricante de instrumentos holandés de nombre Daniel Fahrenheit, construyó un termómetro de mercurio que indicaba 32° para la temperatura de congelación del agua y 212° para la temperatura de ebullición.
Más tarde, en 1741, un astrónomo sueco de nombre Andrés Celsius diseño una nueva escala, llamada escala Celsius en la cual 100° correspondía al punto de congelamiento del agua y 0° al de ebullición. Al cabo de unos años esto fue invertido y al punto de ebullición le fue asignado el valor de 100°. Estas dos escalas se llamadas hoy día, Fahrenheit y Celsius respectivamente.
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UNIDAD Nº 11 ONDAS
Una onda es una perturbación que avanza o que se propaga en un medio material o incluso en el vacío. Cuando estas ondas necesitan de un medio material, se llaman ondas mecánicas. Las únicas ondas que pueden propagarse en el vacío son las ondas electromagnéticas.
El sonido es un tipo de onda mecánica que se propaga únicamente en presencia de un medio material. Un cuerpo al vibrar imprime un movimiento de vaivén (oscilación) a las moléculas de aire que lo rodean, haciendo que la presión del aire se eleve y descienda alternativamente. Estos cambios de presión se trasmiten por colisión entre las moléculas de aire y la onda sonora es capaz de desplazarse hasta nuestros oídos. Las partes de la onda en que la presión aumenta (las moléculas se juntan) se llaman compresiones y aquellas en que la presión disminuye (las moléculas se alejan) se
llaman enrarecimientos.
Según la dirección de propagación, clasificamos las ondas en dos tipos:
ONDAS LONGITUDINALES: Es cuando la vibración de la onda es paralela a la dirección de propagación de la propia onda. Estas ondas se deben a las sucesivas compresiones y enrarecimientos del medio, de este tipo son las ondas sonoras. Un resorte que se comprime y estira también da lugar a una onda longitudinal.
El sonido se trasmite en el aire mediante ondas longitudinales.
ONDAS TRANSVERSALES: Donde la vibración es perpendicular a la dirección de la onda. Las ondas transversales se caracterizan por tener montes y valles. Por ejemplo, las ondas que se forman sobre la superficie del agua al arrojar una piedra o como en el caso de una onda que se propaga a lo largo de una cuerda tensa a la que se le sacude por uno de sus extremos.
CARACTERÍSTICAS GENERALES O ELEMENTOS DE LAS ONDAS Tren de ondas: Todas las ondas al moverse lo hacen una tras otra como si fuera un tren de donde se coloca un vagón tras otro.
Nodo: Es el punto donde la onda cruza la línea de equilibrio.
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Elongación: Es la distancia entre cualquier punto de onda y su posición de equilibrio.
Cresta, monte o pico: es el punto más alto de una onda
Valle: Es el punto más bajo de una onda.
Periodo: Tiempo que tarda en efectuarse una onda o vibración completa, se mide en segundos o s/ciclo se representa con una T mayúscula.
Notemos que el periodo (T) es igual al recíproco de la frecuencia (f) y viceversa.
Amplitud (A): Es la máxima separación de la onda o vibración desde su punto de equilibrio.
La longitud de onda (λ) es la distancia entre dos máximos o compresiones consecutivos de la onda. En las ondas transversales la longitud de onda corresponde a la distancia entre dos montes o valles, y en las ondas longitudinales a la distancia entre dos compresiones contiguas. También podemos decir que es la distancia que ocupa una onda completa, se indica con la letra griega lambda (Λ) y se mide en metros. A la parte superior de la onda se le llama cresta y a la inferior se le llama valle.
Tomaremos como ejemplo ilustrativo una onda transversal.
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Frecuencia: Es el número de ondas producidas por segundo. La frecuencia se indica con la letra f minúscula. Se mide en ciclos/ segundo o hertz (Hz). Coincide con el número de oscilaciones por segundo que realiza un punto al ser alcanzado por las ondas.
Las dos magnitudes anteriores, longitud y frecuencia, se relacionan entre sí para calcular la velocidad de propagación de una onda.
Velocidad de propagación: Es la relación que existe entre un espacio recorrido igual a una longitud de onda y el tiempo empleado en recorrerlo.
Se indica con la letra V y es igual al producto de la frecuencia (f) por la longitud de onda (λ).
Matemáticamente se expresa así:
Por lo tanto
Fórmula que nos indica que la longitud de onda λ y la frecuencia f son dos magnitudes inversamente proporcionales, es decir que cuanto mayor es un tanto menor es la otra.