| Fundamental | Suplemento |
|---|---|
| 1 Describir las características de las superficies de intercambio de gases en los seres humanos, limitándose a: gran área superficial, superficie fina, buen suministro sanguíneo y buena ventilación con aire | |
| 2 Identificar en diagramas e imágenes las siguientes partes del sistema respiratorio: pulmones, diafragma, costillas, músculos intercostales, laringe, tráquea, bronquios, bronquiolos, alvéolos y capilares asociados | 6 Identificar en diagramas e imágenes los músculos intercostales internos y externos |
| 7 Explicar la función del cartílago en la tráquea | |
| 8 Explicar el papel de las costillas, los músculos intercostales internos y externos y el diafragma en la producción de cambios de volumen y presión en el tórax que conducen a la ventilación pulmonar | |
| 3 Investigar las diferencias en la composición entre el aire inspirado y espirado utilizando agua de cal como prueba para el dióxido de carbono | 9 Explicar las diferencias en la composición entre el aire inspirado y espirado |
| 4 Describir las diferencias en la composición entre el aire inspirado y espirado, limitándose a: oxígeno, dióxido de carbono y vapor de agua | |
| 5 Investigar y describir los efectos de la actividad física sobre la frecuencia y profundidad de la respiración | 10 Explicar la relación entre la actividad física y la frecuencia y profundidad de la respiración en términos de: un aumento de la concentración de dióxido de carbono en la sangre, lo cual es detectado por el cerebro, lo que conduce a una mayor frecuencia y profundidad de respiración |
| 11 Explicar el papel de las células caliciformes, el moco y las células ciliadas en la protección del sistema respiratorio contra patógenos y partículas |
Intercambio gaseoso en humanos
IGCSE Biología · Tema 11
5:54
Intercambio gaseoso en humanos
Tus pulmones cubrirían media cancha de tenis si se extendieran planos. No son una bolsa grande — son millones de sacos diminutos, y ese es el punto principal.…
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11.1
Superficies de intercambio gaseoso
Syllabus
Fuente: Plan de estudios Cambridge International
El intercambio gaseoso es el proceso mediante el cual el oxígeno entra en la sangre y el dióxido de carbono sale, por medio de la difusión. Una buena superficie de intercambio gaseoso posee cuatro características:
- una gran área superficial — para que más gas pueda cruzar al mismo tiempo.
- una superficie delgada — para que los gases tengan una distancia corta que recorrer por difusión.
- un buen suministro sanguíneo — para mantener una diferencia de concentración pronunciada.
- una buena ventilación con aire — el aire fresco mantiene la diferencia de concentración pronunciada.
Explorar
Una buena superficie de intercambio gaseoso
Toca el alvéolo para ver las cuatro características que lo hacen ideal para el intercambio: una gran superficie, una pared delgada, un revestimiento húmedo y un buen suministro sanguíneo.
Vocabulario
Entrenar
| Inglés | Chino | Pinyin |
|---|---|---|
| gas exchange/ɡæs eksˈtʃeɪndʒ/ | 气体交换 | qì tǐ jiāo huàn |
| oxygen/ˈɒksɪdʒn/ | 氧气 | yǎng qì |
| carbon dioxide/ˈkɑːbən daɪˈɒksaɪd/ | 二氧化碳 | èr yǎng huà tàn |
| diffusion/dɪˈfjuːʒn/ | 扩散 | kuò sàn |
| surface area/ˈsɜːfɪs ˈeərɪə/ | 表面积 | biǎo miàn jī |
| ventilation/ˌventɪˈleɪʃn/ | 通气 | tōng qì |
| larynx/ˈlærɪŋks/ | 喉 | hóu |
| trachea/trəˈkɪə/ | 气管 | qì guǎn |
| bronchi/ˈbrɒŋkaɪ/ | 支气管 | zhī qì guǎn |
| bronchioles/ˈbrɒŋkɪəʊlz/ | 细支气管 | xì zhī qì guǎn |
| alveoli/ˈælvɪɒli/ | 肺泡 | fèi pào |
| capillaries/ˈkæpɪləriz/ | 毛细血管 | máo xì xuè guǎn |
| ribs/rɪbz/ | 肋骨 | lèi gǔ |
| diaphragm/ˈdaɪəfræm/ | 膈肌 | gé jī |
| intercostal muscles/ˌɪntəˈkɒstl ˈmʌslz/ | 肋间肌 | lē jiān jī |
| cartilage/ˈkɑːtɪlɪdʒ/ | 软骨 | ruǎn gǔ |
| pressure/ˈpreʃə/ | 压力 | yā lì |
| thorax/ˈθɔːræks/ | 胸腔 | xiōng qiāng |
| inhaling/ɪnˈheɪlɪŋ/ | 吸气 | xī qì |
| exhaling/eksˈheɪlɪŋ/ | 呼气 | hū qì |
| water vapour/ˈwɔːtə ˈveɪpə/ | 水蒸气 | shuǐ zhēng qì |
| limewater/ˈlaɪmwɔːtə/ | 石灰水 | shí huī shuǐ |
| concentration/ˌkɒnsənˈtreɪʃn/ | 浓度 | nóng dù |
| brain/breɪn/ | 大脑 | dà nǎo |
| rate/reɪt/ | 速率 | sù lǜ |
| goblet cells/ˈɡɒblət selz/ | 杯状细胞 | bēi zhuàng xì bāo |
| mucus/ˈmjuːkəs/ | 黏液 | nián yè |
| pathogens/ˈpæθədʒnz/ | 病原体 | bìng yuán tǐ |
| particles/ˈpɑːtɪklz/ | 粒子 | lì zi |
| ciliated cells/ˈsɪlɪeɪtɪd selz/ | 纤毛细胞 | xiān máo xì bāo |
11.1
El sistema respiratorio
El aire viaja hacia adentro y hacia afuera a través de estas partes:
| Parte | Función |
|---|---|
| laringe | la caja de la voz, en la parte superior de la tráquea |
| tráquea | la tráquea; transporta el aire hacia los pulmones |
| bronquios | dos tubos, uno que va a cada pulmón |
| bronquiolos | tubos ramificados más pequeños dentro de los pulmones |
| alvéolos | pequeñas sacas de aire donde ocurre el intercambio gaseoso; cada una está envuelta en capilares |
Los alvéolos constituyen excelentes superficies de intercambio gaseoso: hay millones de ellos (una enorme área superficial), cada uno tiene una pared de solo una capa celular (una distancia corta) y cada uno está rodeado de capilares (un buen suministro sanguíneo).
Los pulmones se encuentran en el tórax, protegidos por las costillas. Debajo de ellos hay una lámina muscular, el diafragma. Entre las costillas están los músculos intercostales. (Suplemento) La tráquea se mantiene abierta gracias a anillos de cartílago, para que no colapse cuando inhala.
11.1
Cómo respira usted (Suplemento)
La respiración cambia el volumen y la presión dentro del tórax (la caja torácica).
Inspiración (inspirar):
- los músculos intercostales externos se contraen, elevando y abriendo las costillas.
- el diafragma se contrae y se aplaniza (se mueve hacia abajo).
- la caja torácica se hace más grande, por lo que la presión interna cae por debajo de la presión del aire exterior.
- el aire es empujado hacia adentro.
Espiración (espirar) es lo contrario: los músculos se relajan (y pueden contraerse los músculos intercostales internos), la caja torácica se hace más pequeña, la presión aumenta y el aire es empujado hacia afuera.
Explorar
Inhalación y exhalación
La respiración cambia el volumen del tórax, lo que altera la presión y provoca el flujo de aire hacia adentro o hacia afuera.
Explorar
Mecanismo de respiración
Observa una respiración: el diafragma se aplanan y las costillas se elevan, el tórax crece, la presión disminuye y entra aire. Al relajarse, el aire es expulsado nuevamente.
11.1
Aire inspirado y espirado
| Gas | Aire inspirado (que se inhala) | Aire espirado (que se exhala) |
|---|---|---|
| oxígeno | aproximadamente 21% | aproximadamente 16% (menos) |
| dióxido de carbono | aproximadamente 0,04% | aproximadamente 4% (más) |
| vapor de agua | algo | mucho (más) |
Puede detectar el dióxido de carbono usando agua de cal, que se vuelve turbia. El aire espirado torna el agua de cal turbia mucho más rápido que el aire inspirado, demostrando que contiene más dióxido de carbono.
11.1
Respiración y ejercicio
Durante el ejercicio, sus músculos respiran más rápido y producen más dióxido de carbono. Esto eleva la concentración de dióxido de carbono en la sangre. (Suplemento) Su cerebro detecta el aumento y le hace respirar a una velocidad mayor y con mayor profundidad. Esto permite la entrada de más oxígeno y la eliminación rápida del exceso de dióxido de carbono.
Ejemplo resuelto. En reposo, una persona da 12 respiraciones por minuto, moviendo 500 cm³ de aire por respiración. Durante el ejercicio, esto pasa a ser 20 respiraciones por minuto a 900 cm³ por respiración. ¿Cuánto aire pasa a través de los pulmones cada minuto en cada caso? Multiplique la velocidad por la profundidad. En reposo: 12 × 500 = 6000 cm³ por minuto. Durante el ejercicio: 20 × 900 = 18 000 cm³ por minuto, tres veces más. El ejercicio eleva ambas cosas: la velocidad y la profundidad de la respiración; una respuesta que cambia solo la velocidad perdería la mitad de los puntos.
11.1
Mantener limpias las vías respiratorias (Suplemento)
Las vías respiratorias están revestidas con dos tipos de células que atrapan y eliminan la suciedad:
- las células caliciformes producen moco, que atrapa patógenos y partículas de polvo.
- las células ciliadas tienen pelos diminutos que barrer el moco, junto con la suciedad atrapada, hacia la garganta, donde se traga.
11.1
Consejos para el examen
- Una superficie de intercambio gaseoso es grande, delgada, con buen suministro sanguíneo y buena ventilación.
- Ruta del aire: laringe → tráquea → bronquios → bronquiolos → alvéolos.
- Inspiración: se contraen los músculos intercostales externos y el diafragma → la caja torácica se hace más grande → la presión baja → entra aire. Espiración es lo contrario.
- El aire espirado tiene menos oxígeno, más dióxido de carbono y más vapor de agua. El agua de cal sirve para detectar el dióxido de carbono.
- Ejercicio → más dióxido de carbono en la sangre → cerebro → respiración más rápida y profunda.
Lecciones interactivas sobre este tema
Trátalo paso a paso, con ejercicios de verificación instantánea.