Este documento presenta los resultados de una práctica de laboratorio sobre el funcionamiento del aparato respiratorio humano. Los estudiantes midieron la frecuencia cardiaca y respiratoria de varias personas antes y después de hacer ejercicio, y utilizaron un sensor de gas CO2 para determinar los cambios en la concentración de dióxido de carbono debidos a la respiración en reposo y después de hacer ejercicio. Los resultados mostraron un aumento en la frecuencia cardiaca y respiratoria con el ejercicio, así como mayores niveles de CO2 ex

1. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE
MÉXICO
Colegio de Ciencias y Humanidades
Plantel: Sur
Práctica #1 “Funcionamiento del aparato respiratorio
humano”
Grupo: 523
 Villalba Estrada Karina Beatriz
 León Jiménez Javier Eduardo
 Cisneros Pérez Jaqueline
 Vila Rodríguez Anya Ximena
 Castañón de la Cruz Joshua Issac
 Maya Mares Alejandro
 Martínez Romo Alberto
Preguntas generadoras:
1.- ¿Cuál es la función principal del aparato respiratorio humano?
R= La función del aparato respiratorio humano, es proveer de oxígeno a las células
del cuerpo, además, a través de óxido – reducción, se descomponen las
macromoléculas orgánicas, para que así las células se alimenten y llenen de energía y
sangre al resto del cuerpo a través del mecanismo de respiración pulmonar.

2. 2.- ¿Qué relación hay entre la frecuencia respiratoria y el ritmo cardiaco?
R= La relación entre la frecuencia respiratoria y cardiaca, es que ambas tienen el
propósito de proveer de oxígeno al cuerpo humano y hacerle expulsar dióxido de
carbono.
3.- ¿Qué relación existe entre el aparato respiratorio pulmonar del ser humano y
la respiración de las células?
R= La relación entre el aparato respiratorio pulmonar del ser humano y al respiración
de las células, es que ambos proveen al cuerpo oxígeno, sólo que uno lo hace a nivel
celular y otro a nivel intracelular.
4.- ¿De dónde proviene el C02 que se produce durante la respiración?
R= El dióxido de carbono que se produce durante la respiración proviene de las
macromoléculas de carbón y oxígeno que provienen de los alimentos.
Planteamiento de las hipótesis:
Inferimos que el aparato respiratorio tiene la función de llevar el oxígeno hacia los
pulmones que posteriormente será llevados al torrente sanguíneo (sangre) en la cual
sucederá degradación de glucosa que llevará a la formación de dióxido de carbono por
la acción del oxígeno, lo cual producirá energía para realizar las actividades
correspondientes, por lo que la frecuencia cardiaca aumentara por la necesidad de
oxígeno.
Introducción:
El aparato respiratorio humano se integra por un grupo de órganos encargados de
introducir el oxígeno al cuerpo y conducirlo hasta los glóbulos rojos, así como de
recoger y desechar el dióxido de carbono (CO2) que se produce en las células durante
la degradación de la glucosa.
El proceso por el cual se introduce aire, y por tanto el oxígeno disuelto en él, se
conoce como inhalación. Durante esta actividad el diafragma se contrae desplazando
las costillas hacia arriba y hacia afuera con lo que se agranda el tórax permitiendo la
entrada de aire a los pulmones y la consecuente difusión del oxígeno a la sangre. Otro
proceso sucede cuando se expulsa el CO2: la exhalación. En este caso el diafragma
se relaja desplazando las costillas hacia abajo y hacia adentro disminuyendo la
cavidad torácica con lo que se facilita la salida de este gas. La inhalación y la
exhalación generan un ciclo básico de respiración o frecuencia respiratoria, en un ciclo
respiratorio normal se presentan de 10 a 16 inhalaciones y exhalaciones por minuto,
aunque pueden llegar a presentarse hasta 20.
Aunque la inhalación y la exhalación de aire son fases importantes de la respiración,
ambas actividades representan sólo una parte del proceso respiratorio que lleva a
cabo un organismo multicelular que depende del oxígeno para transformar la energía
de las moléculas orgánicas en energía inmediatamente utilizable.

3. La respiración incluye todos los mecanismos involucrados en la toma de oxígeno, su
difusión en la sangre y transporte a todas las células del cuerpo donde participa en las
reacciones químicas que desdoblan las moléculas orgánicas, así como la eliminación
del dióxido de carbono que se produce durante este proceso.
En el hombre como en muchos animales la respiración de las células individuales
depende de los mecanismos empleados para hacer llegar el oxígeno hasta ellas y de
la eliminación del dióxido de carbono que se produce durante su actividad respiratoria.
En este sentido los pulmones juegan un papel relevante en el proceso respiratorio de
los seres humanos ya que se encargan de remover continuamente los gases que se
introducen o desechan durante esta función.
La respiración de un ser humano se puede medir cuantificando la cantidad de oxígeno
o dióxido de carbono que se consume y desecha durante este proceso. El dióxido de
carbono producido durante el desdoblamiento de glucosa en las células puede ser
determinado empleando un sensor de gas, instrumento altamente preciso que puede
registrar pequeños cambios en la concentración de dióxido de carbono disuelto en la
atmósfera como los producidos por ejemplo durante la exhalación de aire en la
respiración.
Objetivos:
 Comprobar la relación que existe entre el aparato respiratorio y circulatorio a través del
registro de cambios en la frecuencia respiratoria y el ritmo cardiaco ocasionado por la
exposición a una actividad física (ejercicio).
 Utilizar el sensor de gas CO2 para determinar los cambios en la concentración de CO2
debidos a la respiración de un ser humano.
 Relacionar el mecanismo respiratorio pulmonar del ser humano con la respiración a nivel
celular.
 Reconocer que el dióxido de carbono desechado durante la exhalación es resultado de la
respiración individual de las células.
Material:
 1 cronómetro
 1 lápiz
 cuaderno
 1 matraz kitazato de 250 ml
 30 cm de manguera de hule nueva
 1 pinzas Mohr
 Masking tape
Equipo:
 Sensor de gas CO2
 Interfase ULI para el sensor de gas CO2
 Lap top

4.  Software Logger Pro
Procedimiento:
A. Frecuencia respiratoria y ritmo cardiaco.
Toma la frecuencia cardiaca de un integrante de tu equipo que debe estar en reposo.
Para ello, con los dedos índice y medio localiza en la parte lateral del cuello la carótida
y presiona levemente hasta sentir pulsaciones. Cuantifica cuantas pulsaciones se
perciben en un minuto y registra este dato en tu cuaderno. Lo normal son 80
pulsaciones por minuto.
Del mismo compañero toma ahora la frecuencia respiratoria, para hacerlo observa los
movimientos de su tórax; un ascenso y un descenso del diafragma equivalen a un
movimiento respiratorio. Lo normal es de 16 a 20 movimientos por minuto.
Posteriormente el mismo estudiante deberá realizar 20 sentadillas, subir escaleras o
ejecutar brevemente algún ejercicio, después de terminar esta actividad física se
deberán realizar nuevamente las dos mediciones anteriores.
 Registra tus datos en un cuadro como el siguiente:
Hombre
Cuantificación
Antes de la actividad
física
Después de la
actividad física
(caminar)
Subir
escaleras
correr
Pulsaciones / min.
42 42 48 60
Frecuencia
respiratoria
Ascensos-
descenso/ min.
24 24 36 29
Mujer
Cuantificación
Antes de la actividad
física
Después de la
actividad física
(caminar)
Subir
escaleras
correr
36 48 60 64

5. Pulsaciones / min.
Frecuencia
respiratoria
Ascensos-
descenso/ min.
21 28 32 72
 Repite la operación al menos con una persona más y compara los
datos registrados.
B. Empleo del sensor de gas CO2 para determinar la concentración de dióxido
de carbono producido durante la respiración. Conecta la interfase a la lap top y
al sensor de gas CO2. Después enciende la computadora y la interfase.
Abre el programa Logger Pro y activa el sensor de gas CO2.
Ajusta las variables con las que se va a trabajar: partes por millón (ppm) para
determinar la concentración de CO2 y minutos para medir el tiempo (5 minutos
en intervalos de seis registros por minuto).
En la boca del matraz kitazato acomoda cuidadosamente el sensor. En la
abertura lateral del matraz coloca el trozo de manguera, dóblala por la parte
final y ajusta fuertemente este doblez con las pinzas Mohr. Coloca masking
tape alrededor de la abertura para evitar fugas.
Espera 5 minutos para que se estabilice la concentración de CO2 que hay
dentro del matraz, después de este tiempo comienza a colectar los datos de
esta concentración haciendo click en el botón “collect”, registra los datos
durante cinco minutos en intervalos de 6 registros por minuto. Esta primera
muestra corresponde a tu control.
Después de transcurridos los cinco minutos asegúrate de que se haya detenido
el registro de datos. En un disco de 3 1/2 “guarda” esta información en un
archivo al que llamarás “control”. Asegura nuevamente el sensor de gas CO2 a
la boca del matraz, ten cuidado de que no se estén colectando datos cuando te
encuentres preparando el dispositivo.
Cuando el dispositivo este listo retira de la manguera la pinza que sujeta su
extremo final. Rápidamente tú o algún compañero de equipo deberán de
Inhalar y exhalar normalmente 5 veces sin interrupción, el aire producido
durante las exhalaciones deberá ser desechado al matraz kitazato a través de
la manguera, cada vez que repitan esta operación procuren mantener cerrada
al exterior la manguera, para hacerlo pueden presionar fuertemente con las
manos el extremo final de ésta. Inmediatamente después de la última
exhalación comienza a registrar los datos sobre la concentración de CO2

6. haciendo “click" otra vez en el botón “collect” (recuerda que los registros se
deben hacer durante cinco minutos en intervalos de 6 mediciones por minuto).
Este registro corresponderá a la respiración en “reposo”, guarda los datos en
un archivo independiente.
Posteriormente la misma persona de quien se recabaron los datos anteriores
deberá realizar algún tipo de ejercicio con el fin de aumentar su frecuencia
respiratoria. Después del ejercicio deberá inhalar y exhalar nuevamente
siguiendo las instrucciones mencionadas en el punto número ocho. El registro
de estos datos corresponderá a la respiración “después de un ejercicio”, crea
un archivo nuevo para guardarlos.
Repite el mismo procedimiento con una persona más con el fin de realizar
comparaciones.
Resultados:
A. Frecuencia respiratoria y ritmo cardiaco.
Discute con tus compañeros los resultados que observaron. Analicen las posibles
causas que ocasionan que haya diferencias en el ritmo cardiaco y la frecuencia
respiratoria entre una persona y otra. Análisis de resultados:
Responde los siguientes cuestionamientos:
1.- ¿Porque cuando se realiza algún ejercicio físico vigoroso se incrementa el
número de inhalaciones y exhalaciones? ¿Para qué debemos respirar más
rápido en esta situación? R= El incremento de inhalaciones y exhalaciones
se debe a que al necesitar más energía para las macromoléculas, debido al
incremento del movimiento del cuerpo, se necesita más oxígeno que lleve el proceso
de óxido-reducción.
2.- ¿Qué sucede con la frecuencia cardiaca y respiratoria durante el ejercicio?
R= La frecuencia cardiaca y respiratoria, aumentan notablemente.
3.- ¿Qué pasa con los niveles de oxígeno en tus pulmones durante el ejercicio?
R= Los niveles de oxígeno en los pulmones, durante el ejercicio, incrementan
notablemente, debido a la exigencia de más oxígeno, por parte de éstos.
4.- ¿Qué relación hay entre el aumento de la frecuencia cardiaca y el aumento de
la frecuencia respiratoria durante la actividad física?
R= La relación entre el aumento de frecuencia cardiaca y respiratoria es sumamente
amplia, ya que al hacer actividad física, se necesita mayor oxígeno, por lo que el
corazón bombea mucho más sangre, lo que lleva a que la frecuencia cardiaca
aumente.

7. Realiza la caracterización de los conceptos: Inhalación, exhalación, pulmones,
alvéolos, difusión de gases, diafragma, glóbulos rojos.
*Inhalación: Ingreso de aire, es decir, oxígeno del medio al cuerpo humano.
*Exhalación: Expulsión de aire, es decir, de dióxido de carbono y vapor de agua del
cuerpo humano.
*Pulmones: Responsables de proporcionar oxígeno al torrente sanguíneo, además de
la eliminación de dióxido de carbono.
*Alvéolos: Pequeñas bolsas de aire al final de las vías aéreas más pequeñas de los
pulmones, los bronquiolos. Estos sacos de aire constituyen la mayor parte del tejido
pulmonar. Su principal de los alvéolos es el intercambio de oxígeno por dióxido de
carbono.
*Difusión de gases: Mezcla gradual de las moléculas de un gas con moléculas de
otro gas, en virtud de sus propiedades cinéticas, constituye una demostración directa
del movimiento aleatorio. La difusión siempre procede de una región de mayor
concentración a otra menos concentrada.
*Diafragma: Músculo ancho situado entre las cavidades pectoral y abdominal y que
tiene un importante papel en la respiración de los mamíferos.
*Glóbulos rojos: También conocidos como eritrocitos o hematíes, son células
globulosas de color rojo. Junto a los glóbulos blancos y las plaquetas, componen el
grupo de los elementos formes de los gases de la sangre.
B. El empleo de sensores para medir la concentración de CO2
Observa en la computadora la forma de las gráficas en las tres distintas situaciones.
Comenta con tus compañeros de equipo estas observaciones y escriban en sus
cuadernos las conclusiones a las que llegaron para cada una de las situaciones.
Anota en tu cuaderno los datos que se obtuvieron en cada una de las tres situaciones
en las que se registró la concentración de CO2 (control, respiración en reposo,
respiración después de hacer ejercicio), arregla estos datos en tres tablas distintas y
grafícalos en papel milimétrico.
Análisis de resultados:
Analiza con tu equipo las gráficas que hicieron y respondan las siguientes preguntas:
1.- ¿Encontraste diferencias en las concentraciones de CO2? ¿A qué crees que
de deban? ¿Para qué piensas que se hizo el registro del dispositivo “control”?
R= Para así poder observar y analizar el cambio radical que se da entre los niveles de
exhalación e inhalación.

8. 2.- ¿Hubo alguna diferencia entre el registro de la respiración “en reposo” y
“después de un ejercicio?
R= Sí, sin duda, los niveles después de haber realizado una actividad física se vieron
incrementados.
3.- ¿Qué opinas del uso de estos instrumentos para trabajar en clase?
R= Aunque no los utilizamos, se nos hacen sumamente indispensables para el
aprendizaje del sistema respiratorio, más de ser una herramienta, es un instrumento
de aprendizaje.
Realiza la caracterización de los conceptos: Degradación de glucosa, aire,
respiración pulmonar, reacción química, energía.
Degradación de glucosa: También llamada glucólisis siendo globalmente un proceso
oxidativo, no hay intervención de oxígeno molecular. Por tanto, se trata de un proceso
anaeróbico que quizá satisfizo las necesidades de las células mucho antes de que la
atmósfera terrestre tuviera oxígeno molecular. A partir de ello, hoy se puede afirmar
que ésta molécula combustible básica es tan útil para la respiración aeróbica como
para la respiración anaeróbica
Aire: Mezcla gaseosa que forma la atmósfera terrestre. Más allá del vapor de agua que
aparece en distintas proporciones, este fluido está compuesto por 78 partes de
nitrógeno, 21 partes de oxígeno y una de argón y otros gases similares, junto a
algunas centésimas de dióxido de carbono.
Respiración pulmonar: La respiración pulmonar, es aquella que realizan los
mamíferos, ya que como su nombre lo dice, necesita la presencia de pulmones, por lo
que es importante no confundir respiración con mecanismo, ya que el mecanismo en
este caso sería pulmonar y la respiración, aerobia.
*Reacción química: Modificación a nivel atómico, que se lleva a cabo entre una o más
sustancias o elementos químicos.
*Energía: Capacidad que tiene la materia de producir trabajo en forma de movimiento,
luz, calor, etc.
Replanteamiento de las predicciones de los alumnos:
Debido a que el aparato respiratorio ayuda al traslado de oxígeno a los pulmones, éste
necesita de la ayuda del mecanismo de respiratorio pulmonar para efectuar tal
actividad, llevando a través del aparato circulatorio, sangre a todo el cuerpo. Al
necesitar el cuerpo mayor cantidad de oxígeno y energía, tanto la frecuencia cardiaca,
como, respiratoria se ven en aumento.
Conceptos clave: Ritmo cardiaco, cavidad torácica, centro respiratorio, frecuencia
respiratoria, ciclo respiratorio, sensor, sensor de gas CO2.

9. Relaciones. Con esta sencilla actividad los alumnos podrán comenzar a relacionar el
proceso respiratorio con la liberación de la energía que se requiere para realizar
cualquier actividad o trabajo. Además se da apertura a la concepción de la respiración
como un proceso que se realiza a nivel celular.
Por otro lado involucra a los alumnos en el uso de equipos poco convencionales para
comprender fenómenos biológicos y les permite aplicar conocimientos de otras
disciplinas para interpretar los resultados que obtuvieron del monitoreo.
W de Gowin