I. MUNICIPALIDAD DE PROVIDENCIA CORPORACIÓN DE DESARROLLO SOCIAL DE PROVIDENCIA LICEO POLIVALENTE ARTURO ALESSANDRI PALMA DEPARTAMENTO DE BIOLOGÍA PROF: ANDREA VENEGAS DONARI. MAIL DE CONTACTO: departamentobiologia.a12@gmail.com GUÍA N° 4 DE APRENDIZAJE NM3 BIOLOGÍA COMÚN. Nombre: _________________________________________ Curso: _________ Fecha: __/__/2011. SECTOR: BIOLOGÍA Nivel/curso: NM3 PROFESOR-A: ANDREA VENEGAS DONARI UNIDAD TEMÁTICA: SISTEMA NERVIOSO Plazo: 25 de noviembre CONTENIDO: Vías Aferentes: Receptores sensoriales. Vías Eferentes: Contracción muscular. APRENDIZAJE ESPERADO: Diferenciar los mecanismos de acción de las vías aferentes y eferentes. Describir los tipos de receptores y su mecanismo de acción. Describir las etapas de la contracción muscular. Comprender como se regula la frecuencia y profundidad de la ventilación pulmonar en nuestro organismo y conocer las estructuras que participan en este proceso. Instrucciones: Estimado alumno: La presente guía es de aprendizaje, por ello ten en cuenta lo siguiente: Léela atentamente, compleméntala con tu texto de estudio y el ppt sobre impuso nervioso y sinapsis. Debes realizar las actividades propuestas. Para comprobar tus respuestas, selecciona los recuadros en blanco y cambia el color de la fuente y así podrás leer la respuesta Debes registrar tus respuestas en este documento (impreso) y archivarlo en una carpeta Administra tu tiempo de realización de la guía con intervalos de descanso, para que tu trabajo sea efectivo. Trabaja en paralelo con el texto de estudio y el PPT sobre vías aferentes y eferentes. VÍAS AFERENTES: RECEPTORES SENSORIALES Tiempo: 60 minutos. Como ya has visto nuestro sistema nervioso tiene que cumplir tres funciones básicas: 1 BIOLOGÍA-VÍAS AFERENTES Y EFERENTES NM3 Los impulsos nerviosos provenientes de los receptores sensoriales son llevados al SNC, y este los transforma en sensaciones. Existen distintas modalidades sensitivas y estas poseen receptores específicos. Los estímulos son variaciones de formas de energía. Estas variaciones son captadas por receptores sensoriales específicos u otras células especializadas capaces de generar impulsos nerviosos en las vías sensitivas o aferentes. Recuerda que la intensidad del estímulo más baja que se puede detectar se denomina UMBRAL. Cuando un receptor recibe un estímulo nervioso experimenta un cambio local en el potencial de membrana, al activarse los canales iónicos. TIPO DE RECEPTOR MECANORRECEPTOR DEFINICIÓN Cuando se ejerce presión sobre alguna parte del cuerpo esto genera la apertura de los canales iónico responsable de la despolarización Al percibir un aroma, dicha molécula se una al receptor ubicado en la membrana, generando la apertura de los canales iónicos, los que se encuentran controlados por segundos mensajeros. La energía lumínica altera una proteína de membrana, activando segundos mensajeros que controlan la apertura de los canales iónicos. Al percibir cambios de temperatura se activa una enzima presente en la membrana del receptor, la que controla un canal iónico. QUIMIORRECEPTOR FOTORRECEPTOR TERMORRECEPTOR Actividad n°1: Para los siguientes ejemplos indica que ocurre con el receptor al percibir un estímulo específico. a) Ejemplo: masaje en los pies. Tipo de receptor: R: mecanorreceptor Estímulo: R: presión ¿Qué provoca el estímulo sobre el receptor? R: la presión abre canales iónicos b) Ejemplo: sentir la temperatura de un objeto. Tipo de receptor: R: termorreceptor_ Estímulo: R: temperatura ¿Qué provoca el estímulo sobre el receptor? R: La temperatura incide en una enzima que controla la apertura de un canal iónico Actividad n°2: Con ayuda del PPT completa la información que se pide en el siguiente cuadro sobre los recetores sensitivos. Receptores Modalidad sensitiva Presión Mecánico Piel Discos de Merkel Tacto Mecánico Piel Corpúsculos de Pacini Órgano de Ruffini Presión Mecánico Piel Tacto Térmico Piel Terminaciones nerviosas libras Dolor Mecánico Superficie corporal Corpúsculos de Meissner 2 Estímulo Ubicación BIOLOGÍA-VÍAS AFERENTES Y EFERENTES Función discriminan en una superficie dura si estamos frente a madera, vidrio o cemento. nos entregan información si un objeto es duro o blando. Sensibles a la vibración Captan aumento de t° Recepción del dolor NM3 LENGUA Por medio de la lengua podemos distinguir variados sabores, ya que posee receptores especializados. En la siguiente imagen rotule qué sabores se pueden distinguir en cada una de las zonas gustativas. Visita el siguiente link para comprender mejor la función sensitiva de la lengua http://www.youtube.com/watch?v=ggKnS6bhC_A GLOBO OCULAR. Mediante el globo ocular podemos darnos cuentas de las diversas situaciones que ocurren a nuestro alrededor. Esta modalidad sensitiva nos conecta con nuestro entorno y por medio de estructuras especializadas podemos captar las señales luminosas, las que son procesadas y convertidas en imágenes en nuestro cerebro. La imagen es transmitida hacia el cerebro por medio del nervio óptico que surgen de cada ojo, ambos nervios ópticos se cruzan en el quiasma óptico (pág. 40). Las células que captan la energía lumínica se denominan conos y bastones, y se ubican en la retina (pág. 39). Visita el siguiente link, y haz clic sobre un concepto para ver su descripción. http://www.centrolaser.cl/globo.htm Actividad n°3: En base a la información que aparece entre la páginas 37 y 40 de tu texto rotula las siguientes imágenes, responde las preguntas que aparecen más abajo. FOTORRECEPTORES. En el sistema visual humano los fotorreceptores se localizan en el interior del ojo y existen dos tipos diferentes: los conos y los bastones. Los fotorreceptores contienen un pigmento consistente en una molécula de vitamina A, unida a una proteína (rodopsina), localizada en los discos (observa la imagen de la página 39). Funciones de los Conos: Funciones de los Bastones: Proporcionan información de color. Los hay sensibles al Rojo, al Verde y al Azul. Aportan la versión espacial, es decir, cada cono tiene una conexión directa al cerebro. Son solo sensibles con altos niveles de iluminación (fenómeno conocido con el nombre de visión fotópica). Con baja iluminación no se distinguen los colores. Hay aproximadamente unos 6 millones en la retina distribuidos por ella. 3 Proporcionan información del brillo. Aportan la visión a bajos niveles de iluminación (Visión escotópica). No aportan información espacial. Varios bastones comparten la misma fibra en el nervio óptico. Efecto de “inhibición lateral”. Hay aproximadamente unos 100 millones en la retina. BIOLOGÍA-VÍAS AFERENTES Y EFERENTES NM3 FORMACIÓN DE LA IMAGEN VISUAL. 1. El objeto físico emite o refleja radiaciones luminosas de distinta frecuencia e intensidad (estímulos). 2. Las radiaciones luminosas penetran en el interior del globo ocular a través de la pupila, que se dilata o contrae en función de las condiciones luminosas por la acción del iris. Hasta llegar a la retina, que es la parte fotosensible del ojo, tiene que atravesar la córnea, el cristalino y la cámara interior acuosa. 3. La energía luminosa en la retina incide primero sobre las células ganglionares que no son sensibles a la luz; luego sobre las bipolares que tampoco lo son y, por último, sobre las fotorreceptoras que son las únicas sensibles a la luz. 4. En estas condiciones, los estímulos luminosos producen en la retina del observador una proyección óptica invertida del objeto. El tamaño de la proyección óptica varía según sea la distancia entre el objeto y el observador. La forma de la proyección óptica varía con el cambio de la inclinación del objeto respecto al observador 5. La energía lumínica que incide sobre los conos y bastoncillos es transformada en impulsos nerviosos que llegan hasta las células ganglionares cuyos axones se unen para formar el nervio óptico en el disco óptico, llamado punto ciego porque carece de células fotorreceptoras y no es sensible a la luz. 6. Los haces nerviosos de cada ojo se encuentran en el quiasma óptico donde parte de ellos se cruzan para ir a parar al hemisferio cerebral opuesto, de manera que las fibras que salen del lado izquierdo de ambas retinas (y que corresponden al lado derecho del campo visual) se proyectan hacia el hemisferio izquierdo y las que salen del lado derecho de ambas retinas (y que corresponden al lado izquierdo del campo visual) se proyectan hacia el hemisferio derecho. 7. Los impulsos nerviosos llegan hasta la corteza visual del cerebro, situada en el lóbulo occipital, modifican su estado fisiológico y se produce la experiencia perceptiva. Actividad n°4: Responde las preguntas que aparecen a continuación en base a los fotorreceptores. a) ¿Qué diferencia a la visión fotópica y escotópica? R: En la visión fotópica las células son se activan con altos índices de luminosidad, en cambio en la escotópica no es necesario gran cantidad de luz para activas a las células fotorreceptoras b) ¿Por qué los bastones nos permiten ver con escasa luz? R: Se encuentran en mayor número que los bastones c) ¿Qué es el punto ciego? R: Punto de unión de los axones de las células ganglionares, y que carece de células fotosensibles d) ¿Qué es el quiasma óptico? ¿Qué función posee? R: Punto de cruce de los nervios ópticos nasales de cada ojo, aquí se cruza la información a los hemisferios opuestos Si las estructuras del ojo no funcionan como corresponde y además éste no presenta un tamaño normal. Los defectos refractivos se clasifican en tres grupos: miopía, hipermetropía y astigmatismo. MIOPÍA HIPERMETROPÍA ASTIGMATISMO Se produce cuando el globo ocular tiene un tamaño mayor que lo normal, por lo tanto la imagen visual converge ente de la retina. Lo que provoca que los objetos lejanos se vean borrosos. Para mejorar esta enfermedad se deben usar lentes bicóncavos. La longitud del ojo es menor que la un ojo normal, lo que produce que la imagen visual forme detrás de la retina. Se relaciona con la visión borrosa para objetos cercanos. Esta enfermedad se corrige con lentes biconvexos. Se produce una curvatura desigual en la cornea o le cristalino. Por lo que algunos rayos caen sobre la retina y otros no, lo que nos hace ver imágenes distorsionadas. Para esta enfermedad se utilizan lentes cilíndricos. PRESBICIA CATARATAS ESTRABISMO Al transcurrir los años el cristalino pierde su elasticidad, disminuyendo la capacidad de modificar su forma, lo que dificulta el enfoque de los objetos cercanos. En esta enfermedad el cristalino se vuelve opaco, lo que impide la entrada de la luz hacia la retina. Se produce cuando los músculos de los globos oculares no funcionan coordinadamente. 4 BIOLOGÍA-VÍAS AFERENTES Y EFERENTES NM3 Para profundizar estos conceptos visita el siguiente link, asegúrate de que el computador que estas utilizando posea el programa quick-time. http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/anatomyvideos/000109.htm Actividad n°5: Investiga sobre el glaucoma, en qué consiste y qué efectos tiene sobre el globo ocular. VÍAS EFERENTES: MÚSCULOS Tiempo: 40 minutos Recuerda que los efectores son los encargados de generar las respuestas frente a un estímulo específico. Los efectores pueden ser glándulas, y ellas comienzan a secretar sustancias químicas específicas; o también pueden ser músculos y ellos se contraen o dilatan. A través de las neuronas motoras que sinaptan con los diversos efectores, glándulas o músculos, es que se ejecutan las respuestas elaboradas en el centro integrador. Una de estas respuesta es la contracción muscular la que está controlada por las fibras del sistema nervioso periférico. Receptor Efector CONTRACCIÓN MUSCULAR ¿Qué estructuras de nuestro organismo permiten movernos? Los músculos son las estructuras que nos permiten movernos y trasladarnos. Existen tres tipos de músculos: Esquelético o estriado Liso Cardíaco Son aquellos que se encuentran unidos a los huesos. Presentan estriaciones, producto de la disposición que poseen las proteínas que forman su estructura básica, los sarcomeros. Son los que forman los órganos internos, y no posee estriaciones Presenta músculo liso y estriado, y forma al corazón. Regulación nerviosa de la contracción muscular. Desde el sistema nervioso central, surgen las neuronas (SNP) que se unen a los órganos del cuerpo para controlar movimiento. El SNP se divide en somático, que es que regula los músculos esqueléticos; y el autónomo, que tiene por función regular los músculos liso y cardíaco, además de las glándulas. Músculo esquelético. El músculo esquelético tiene dos funciones: mantener la postura y permitir los movimiento Su unidad básica es el sarcómero. El cual está formado por fibras de proteínas: Fibras gruesas: miosina, tiene una estructura de dos cabezas y un cuerpo 5 Fibras delgadas: Actina,Tropomiosina, Troponina, presenta una forma de doble hélice en espiral que presenta sitios activos ADP BIOLOGÍA-VÍAS AFERENTES Y EFERENTES NM3 SARCÓMERO IMAGEN 1 IMAGEN 2 Banda A: Banda compuesta por los filamentos gruesos de miosina y finos de actina. Se subdivide en: o Zona H: Zona en donde solo hay filamentos de miosina visible o Línea M: Zona en donde la miosina se encuentra unida a la miosina adyacente en la cual se contraen musculos internos cardiovasculares Banda I: Banda compuesta por los filamentos finos de actina. Discos Z: Sector en donde se encuentran unidas las actinas adyacentes y en donde se mantiene la continuidad con el sarcómero subsiguiente. ¿Cómo se produce la contracción muscular? Si se aplica un solo estímulo de alta intensidad a un músculo, se produce: a) un rápido aumento de la tensión (que crece hasta igualar a la que ejerce la carga a la que está unido); b) La fibra se empieza a acortar a una velocidad constante (fase de aceleración) c) A medida que se acorta, la velocidad disminuye (fase de desaceleración) d) el músculo se relaja y la tensión disminuye a 0. Entre las fibras nerviosas y musculares existe una unión denominada: Unión neuromuscular. Por medio de esta unión se controla la contracción y relajación de los músculos. Cuando se transmite el impulso nervioso que genera la contracción muscular ocurren una serie de eventos entre las neuronas motoras y la fibra muscular (pre y post-sináptica respectivamente). 1. Llegada del impulso nervioso a la unión neuromuscular, liberación de Acetilcolina. Este neurotransmisor se una a su receptor en la placa motora terminal. La unión neurotransmisorreceptor genera la apertura de canales para Na+. 2. Se genera un potenical de acción que se conduce a través de los Túbulos “T”, hasta llegar a la miofibrilla generando la liberación de Calcio alamcenado en el retículo sarcoplásmico. 3. El Calcio liberado en la fibra muscular se distribuye entre los filamentos y produce el desplazamiento de los filamentos de actina. Visita el siguiente link sobre la contracción muscular: http://www.santillana.cl/bio3/biologia3u1a3.htm Actividad n°6: Lee la información que aparece en la página 43 de texto y completa la siguiente tabla. CRITERIO Unión neuromuscular Rol de Acetilcolina Rol de Ca+2 Receptores para Acetilcolina en la placa motora Acción e importancia de la Acetilcolinesterasa. 6 DESCRIPCIÓN DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR Corresponde a sinapsis química entre una neurona y una fibra muscular. Mediar la actividad sináptica del sistema nervioso, permitiendo la apertura de canales Na+ cuando se une a su receptor Produce desplazamiento de los filamentos delgados de actina Permiten la unión del neurotransmisor y se desencadene el proceso de contracción. Degrada acetilcolina, para que esta no continúe actuando, y finalice el proceso de contracción muscular. BIOLOGÍA-VÍAS AFERENTES Y EFERENTES NM3 VENTILACIÓN PULMONAR (Pág. 44) La ventilación pulmonar Es uno de los acontecimientos funcionales del proceso de la respiración. Consiste en el flujo del aire, de entrada y de salida, entre la atmósfera y los alvéolos pulmonares. Por medio de la ventilación pulmonar nuestro cuerpo absorbe el oxígeno necesario para llevar a cabo el proceso de la respiración celular y también de eliminar los productos de desechos que se producen en ésta. Durante este proceso se pueden distinguir dos etapas: inspiración y espiración. ¿Qué debe suceder en nuestro organismo para que se active el área inspiratoria? Su activación ocurre cuando el aire abandona los pulmones (espiración). Por medio de impulsos nerviosos enviados a los músculos respiratorios a través de nervios determinados se produce la contracción de los músculos intercostales externos y del diafragma produciéndose la inspiración. En las paredes de los bronquios y bronquiolos existen receptores sensibles a la distensión, los que envían impulsos nerviosos, a través de nervios, hasta el área inspiratoria, provocando su inhibición. Esto determina la relajación de los músculos (intercostales y diafragma) y ocurre la espiración. Actividad n°7: En el siguiente cuadro realice una comparación de los eventos que se producen durante las etapas de la ventilación pulmonar: inspiración y espiración. Etapas Estructuras Músculos intercostales Diafragma Pulmones Cavidad torácica Área inspiratoria Área espiratoria Inspiración Espiración Se contraen Se contrae Aumentan su volumen Aumenta de tamaño Se inhibe Se activa Se relajan Se relaja Disminuyen su volumen Disminuye su tamaño Se activa Se inhibe ACTIVIDAD DE EVALUACIÓN Luego de responder tu evaluación debes enviarla al correo: departamentobiologia.a12@gmail.com Fecha de entrega 25 de Noviembre de 2011, 16:00 hrs Consultas en parroquia Italiana Esta evaluación consiste en 4 preguntas de selección múltiples, cada una con cinco alternativas. Para cada una de ellas debes indicar la respuesta correcta y justificar porque las otras alternativas son incorrectas. Tu justificación debe ser un máximo de cuatro líneas. 1. Relaciona estímulo, tipo de receptor y efectos en el receptor. ESTÍMULO TIPO DE RECEPTOR EFECTOS EN EL RECEPTOR 1. Oler un perfume a) Termorreceptor I. Se acopla una molécula a un receptor, activando segundos mensajeros que abren el canal iónico. 2. Abrir los ojos en la b) Quimiorreceptor II. Se altera una proteína de mañana membrana, por medio de un cambio conformacional se activa el canal iónico. 3. Disminución de la c) Fotorreceptor III. Se activa una enzima de la temperatura membrana que controla un canal ambiental iónico. a) b) c) d) e) 7 1,a,II – 2,c,I – 3,b,III. 1,b,I – 2,c,II – 3,a,III. 1,c,III – 2,a, II, 3,b,I. 1,a,III – 2,b,I – 3,c,II 1,b,II – 2,a,III – 3,c,I. BIOLOGÍA-VÍAS AFERENTES Y EFERENTES NM3 2. Si un amigo te cuenta que para poder enfocar bien los objetos cercanos debe alejarlos, tú basándote en esta información, ¿Qué anomalía visual sufre, y qué tipo de lentes debe usar? a) b) c) d) e) Astigmatismo, lentes cilíndricos. Cataratas, lentes biconvexos. Presbicia, lentes cóncavos. Miopía, lentes bicóncavos. Hipermetropía, lentes cilíndricos. 3. Si en una fibra muscular una droga bloquea la unión de acetilcolina a la placa motora, lo que se espera que ocurra es que: a) b) c) d) e) Se genera un PPI. Aumente en calcio intracelular. Salga sodio de la fibra muscular. No habrá contracción muscular. Se genera un PPE. 4. Los músculos intercostales tienen una importante participación en el proceso respiratorio. En relación a ellos es verdadero: a) Por información de los receptores sensibles a la distención se genera su relajación. b) Cuando el aire abandona los pulmones, una señal del área respiratoria del cerebro, prepara estos músculos para una inspiración. c) Se encuentran bajo control del bulbo raquídeo. d) Se contraen para permitir la inspiración y se relajan para la espiración. e) Todas las anteriores. Esta parte No es necesario que la imprimas, te sirve para saber si cumples con todos los requisitos solicitados en tu evaluación Rubrica para la corrección de las preguntas CATEGORÍA Excelente (5) Muy bueno (4) Bueno (3) Suficiente (2) Deficiente (1) Pregunta Selecciona la alternativa correcta e indica una justificación coherente para descartar las cuatro alternativas erróneas Selecciona la alternativa correcta e indica una justificación coherente para descartar tres alternativas erróneas Selecciona la alternativa correcta e indica una justificación coherente para descartar dos alternativas erróneas Selecciona la alternativa correcta e indica una justificación coherente para descartar una alternativas erróneas Sólo selecciona la alternativa correcta y no se refiere a las incorrectas o se refiere sólo a respuestas erróneas sin identificar la correcta Puntaje máximo : 20 puntos 100% = 20 puntos = nota 7 50% = 10 puntos = nota 4 La rúbrica es común para las 4 preguntas, pero cada una posee puntaje individual. 8 BIOLOGÍA-VÍAS AFERENTES Y EFERENTES NM3