Del plato a la célula
Lo que vas a aprender
- Describir el viaje completo de un almuerzo y del aire hasta una célula del músculo.
- Ubicar en un mapa los órganos, tejidos y células de los sistemas digestivo, respiratorio y circulatorio que intervienen.
- Explicar cómo toman el oxígeno el pez, con las branquias, y la lombriz, por la piel.
- Calcular conteos y fracciones con los datos inventados del experimento de las lombrices.
Para qué
¿Para qué sirve esto?
Ya conoces cada pieza por separado. Hoy vas a juntarlas en un solo viaje: desde el plato del almuerzo y desde el aire del patio hasta una célula del músculo de tu pierna. Al final verás cómo lo resuelven un pez y una lombriz.
Explicación
El viaje del almuerzo
En el colegio, a Santiago le sirven arroz, lentejas, carne desmechada, tajadas de maduro y jugo de mango. Después del almuerzo sale a jugar fútbol. Sigamos un bocado:
- En la boca, los dientes lo trituran y la saliva lo moja.
- El esófago lo lleva hasta el estómago, que lo mezcla con jugos digestivos.
- En el intestino delgado se termina de deshacer en nutrientes muy pequeños, que pasan a la sangre por su pared llena de pliegues.
- El intestino grueso recoge agua de lo que no se digirió y forma las heces.
Ojo con una idea falsa: «el grano de arroz llega entero a la célula». No. A la célula llegan nutrientes, las partes pequeñísimas en que se deshizo el alimento.
El viaje del aire
Mientras tanto, Santiago respira. El aire entra por la nariz, baja por la tráquea, se reparte por los bronquios y llega a los alvéolos. Allí el oxígeno pasa a la sangre por unas paredes delgadísimas. El oxígeno no se queda en los pulmones: la sangre se lo lleva.
El encuentro en la célula
El corazón empuja la sangre por las arterias hasta los capilares del músculo de la pierna. Allí cada célula toma los nutrientes y el oxígeno, los junta y obtiene la energía para que Santiago corra. El dióxido de carbono que sobra vuelve por las venas al corazón, de ahí a los pulmones, y sale con el aire.
El mapa del viaje. Arriba, el camino del almuerzo y el del aire; los nutrientes y el oxígeno pasan a la sangre. La sangre va al corazón, que la empuja por las arterias hasta los capilares y la célula del músculo, donde se obtiene la energía. Abajo, el viaje de vuelta del dióxido de carbono.
Del sistema a la célula
En la unidad 4 viste que los sistemas están hechos de órganos, los órganos de tejidos y los tejidos de células. En el viaje de Santiago trabajan todos esos niveles, y en cada uno la forma de la célula ayuda a su trabajo:
| Sistema | Órgano | Tejido | Células y su forma |
|---|---|---|---|
| Digestivo | Intestino delgado | El que lo recubre por dentro, lleno de pliegues | Células que dejan pasar los nutrientes a la sangre |
| Respiratorio | Pulmones | La pared de los alvéolos | Células planas y muy delgadas: los gases pasan rápido |
| Circulatorio | Corazón y vasos | La sangre, un tejido líquido | Glóbulos rojos: discos pequeños y flexibles que pasan por los capilares y llevan oxígeno |
| Muscular | Músculo de la pierna | Tejido muscular | Células alargadas que se acortan; necesitan mucha energía |
Fíjate en que la nutrición termina en la última fila: todo el trabajo de los tres sistemas es para que esas células, y todas las demás del cuerpo, tengan con qué obtener energía.
Ejemplo resuelto
Una lenteja y una bocanada de aire
Santiago se comió unas lentejas y ahora corre en el recreo. Sigue una lenteja y una bocanada de aire hasta una célula del músculo de su pierna. ¿Qué sistemas, órganos y células intervienen, y qué pasa al final?
Ver la solución paso a paso
La lenteja (sistema digestivo). La boca la tritura, el esófago la baja y el estómago la mezcla. En el intestino delgado se deshace en nutrientes, que pasan a la sangre por la pared con pliegues.
El aire (sistema respiratorio). Entra por la nariz, baja por la tráquea y los bronquios y llega a los alvéolos. El oxígeno atraviesa sus paredes delgadas y pasa a la sangre.
El transporte (sistema circulatorio). Los glóbulos rojos cargan el oxígeno y el plasma lleva los nutrientes. El corazón empuja la sangre por las arterias hasta los capilares del músculo.
El final (la célula). La célula del músculo, alargada, toma los nutrientes y el oxígeno, los junta y obtiene la energía para acortarse y mover la pierna.
La vuelta. El dióxido de carbono que sobra va por las venas al corazón y a los pulmones, y sale con el aire. Como Santiago corre, su corazón y su respiración van más rápido.
Respuesta: Intervienen los tres sistemas: el digestivo da los nutrientes, el respiratorio el oxígeno y el circulatorio los lleva. En la célula del músculo se juntan y dan la energía; el dióxido de carbono vuelve a los pulmones.
La nutrición en otros animales
Muchos animales resuelven el mismo problema: llevar nutrientes y oxígeno a cada célula. Lo que cambia es dónde toman el oxígeno.
El pez y sus branquias. El agua entra por la boca del pez y sale por los lados de la cabeza, debajo de unas tapas llamadas opérculos. Allí están las branquias, rojas de sangre y con muchísimos filamentos delgados. Al pasar el agua entre ellos, el oxígeno mezclado en el agua pasa a la sangre. Como los alvéolos: mucha superficie y paredes delgadas.
Una idea falsa: «los peces respiran agua». No: toman el oxígeno que está mezclado en el agua, y el agua sigue su camino y sale. Fuera del agua, las branquias se pegan y se secan, y el pez no puede tomar oxígeno, aunque esté rodeado de aire.
La lombriz y su piel. La lombriz de tierra no tiene pulmones ni branquias. El oxígeno del aire que hay entre la tierra pasa a la sangre por su piel, que es delgada y está húmeda. Por eso la lombriz necesita tierra húmeda: si su piel se seca, el oxígeno ya no puede pasar.
Para hacer en el salón: ¿húmedo o seco?
El docente prepara una sola bandeja para todo el curso, con tierra: una mitad bien húmeda y la otra mitad seca. La mitad seca es tierra seca, no polvo ni arena caliente, y la bandeja se pone a la sombra, nunca al sol. El docente pone con una cuchara diez lombrices en la raya del medio, tapa la bandeja con un cartón para que quede oscura y, a los diez minutos, el curso cuenta cuántas lombrices hay en cada mitad.
Cuidados: solo el docente toca las lombrices, con la cuchara y con cuidado; los demás observan sin tocar. Nadie se lleva las manos a la boca ni a los ojos, y todos se lavan las manos con agua y jabón al terminar. Al final, las lombrices vuelven a la tierra húmeda del jardín, donde las encontraron.
Tres cursos del colegio hicieron el experimento, cada uno con su bandeja de diez lombrices. Estos son sus datos, que son inventados.
| Bandeja | Lombrices | En la mitad húmeda | En la mitad seca |
|---|---|---|---|
| Bandeja 1 | 10 | 8 | 2 |
| Bandeja 2 | 10 | 7 | 3 |
| Bandeja 3 | 10 | 9 | 1 |
Ejemplo resuelto
¿Qué fracción eligió lo húmedo?
En la bandeja 1, de 10 lombrices, 8 terminaron en la mitad húmeda. ¿Qué fracción de las lombrices fue a lo húmedo? ¿Y en las tres bandejas juntas, si fueron 8, 7 y 9 de 30?
Ver la solución paso a paso
En la bandeja 1 fueron 8 de 10: $\frac{8}{10}$
Simplificamos dividiendo arriba y abajo entre 2: $\frac{4}{5}$
Cuatro de cada cinco lombrices fueron a lo húmedo. Ahora juntamos las tres bandejas. Sumamos las que fueron a lo húmedo: $8 + 7 + 9$
Son $24$ lombrices de las 30.
La fracción es $\frac{24}{30}$
Simplificada, $\frac{4}{5}$: otra vez cuatro de cada cinco.
Qué nos dice. Casi todas buscaron la tierra húmeda. Tiene sentido: su piel tiene que estar húmeda para que el oxígeno pase a la sangre.
Respuesta: En la bandeja 1, 8/10 = 4/5 de las lombrices; en las tres bandejas, 24 de 30, que también es 4/5.
Práctica
¿En qué orden viaja un nutriente del almuerzo hasta una célula del músculo de la pierna?
El nutriente pasa a la sangre en el intestino delgado; el corazón la empuja por las arterias hasta los capilares, que están junto a cada célula.
¿Qué célula lleva el oxígeno desde los pulmones hasta el músculo, y cómo le ayuda su forma?
Los glóbulos rojos cargan el oxígeno. Su forma pequeña y flexible les deja pasar por los capilares, que llegan junto a cada célula.
Juliana dice: «Los peces respiran agua». ¿Qué es lo correcto?
Las branquias tienen muchos filamentos delgados llenos de sangre. Al pasar el agua entre ellos, el oxígeno mezclado en ella pasa a la sangre.
¿Por qué la lombriz de tierra necesita vivir en tierra húmeda?
La lombriz no tiene pulmones ni branquias: el oxígeno pasa por su piel delgada y húmeda a la sangre. Si la piel se seca, no puede tomarlo.
En la bandeja 2, de 10 lombrices, 7 fueron a la mitad húmeda. ¿Cuántas fueron a la mitad seca?
10 − 7 = 3 lombrices en la mitad seca.
En la bandeja 3, 9 de las 10 lombrices fueron a la mitad húmeda. ¿Qué fracción de las lombrices fue a lo húmedo? Escríbela como fracción.
9 de 10 es 9/10. No se puede simplificar.
En las tres bandejas, 2, 3 y 1 lombrices terminaron en la mitad seca. ¿Cuántas fueron en total a lo seco?
2 + 3 + 1 = 6. Y 6 + 24 = 30, todas las lombrices.
¿Verdadero o falso? En la bandeja 2, que tenía 10 lombrices, más de la mitad fue a lo húmedo, porque fueron 7.
La mitad de 10 es 5, y 7 es más que 5.
En la pecera del colegio, Andrés contó que el opérculo de un pez se abrió 14 veces en un cuarto de minuto (dato inventado). Si sigue igual, ¿cuántas veces se abriría en un minuto entero?
Un minuto tiene cuatro cuartos de minuto: 14 × 4 = 56. Cada vez que el opérculo se abre, sale el agua que pasó por las branquias.
Cada uno de los 3 cursos usó una bandeja con 10 lombrices. ¿Cuántas lombrices volvieron al jardín al terminar?
3 bandejas × 10 lombrices = 30. Por eso cada curso usa una sola bandeja: así se sacan del jardín pocas lombrices, y todas vuelven a la tierra húmeda.
Reto
¿A qué sistema pertenece cada órgano?
Piensa si el órgano trabaja con los alimentos, con el aire o con la sangre.
Reto
Une cada ser vivo o parte con la forma en que toma o lleva el oxígeno.
Piensa dónde pasa el oxígeno a la sangre y quién lo lleva.
Reto
El crucigrama del viaje completo.
Lee cada pista y escribe la palabra. No lleva tildes.
Cierre
En resumen
El almuerzo se deshace en nutrientes que pasan a la sangre en el intestino delgado; el oxígeno pasa a la sangre en los alvéolos.
El corazón empuja la sangre por las arterias hasta los capilares, y cada célula toma los nutrientes y el oxígeno y obtiene energía.
El dióxido de carbono vuelve por las venas al corazón y a los pulmones, y sale con el aire.
En cada sistema trabajan órganos, tejidos y células cuya forma ayuda a su trabajo, como el glóbulo rojo y la célula del músculo.
El pez toma el oxígeno del agua con las branquias y la lombriz por la piel húmeda: el problema es el mismo, llevar oxígeno y nutrientes a cada célula.
Vocabulario
- Branquias
Órganos de los peces, rojos y con muchos filamentos delgados, que toman el oxígeno que está mezclado en el agua.
- Opérculo
La tapa a cada lado de la cabeza del pez que cubre las branquias. Se abre y se cierra cuando el agua sale.
- Respiración por la piel
Cuando el oxígeno del aire pasa a la sangre a través de una piel delgada y húmeda, como en la lombriz.
- Glóbulo rojo
Célula de la sangre, pequeña y con forma de disco, que lleva el oxígeno de los pulmones a las demás células.
Guía para el docente
Tiempos
- Inicio · 5 min — Pregunte qué tiene que ver el almuerzo con correr en el recreo. Pida que nombren todos los órganos que recuerden de las unidades 6 y 7.
- Explicación · 15 min — El viaje del almuerzo y del aire con el mapa; la tabla de niveles; el ejemplo de la lenteja. Luego el pez y la lombriz. Si hay pecera en el colegio, observen el opérculo de un pez sin meter las manos ni golpear el vidrio.
- Práctica · 25 min — Prepare una sola bandeja para todo el curso antes de la clase, con tierra del jardín: una mitad húmeda y otra de tierra seca, no polvo ni arena caliente, y déjela a la sombra, nunca al sol. Ponga usted las lombrices con una cuchara; los estudiantes observan sin tocar. Tape con cartón, esperen diez minutos mientras resuelven preguntas y cuenten. Lavado de manos al final y lombrices de vuelta al jardín. Luego, retos.
- Cierre · 5 min — Cierre del curso: cada estudiante dice en una frase por qué la nutrición es un trabajo en equipo.
Preguntas para el salón
- ¿En qué se parecen las branquias del pez y los alvéolos de los pulmones?
- ¿Por qué el pez no puede tomar oxígeno fuera del agua, si el aire tiene oxígeno?
- Si el corazón de Santiago se detuviera, ¿qué pieza del viaje fallaría primero?
Errores típicos
- Creer que el alimento llega entero a las células. Recuerde que la digestión lo deshace en nutrientes muy pequeños, que son los que pasan a la sangre.
- Creer que el oxígeno se queda en los pulmones. Recorra el mapa con el dedo: el oxígeno pasa a la sangre en los alvéolos y la sangre lo lleva al músculo.
- Creer que la energía viene solo de la comida, sin el oxígeno. Vuelva a la mesa sin tapas del juego de la nutrición: sin oxígeno no hay energía.
- Creer que los peces respiran agua. Explique que el oxígeno está mezclado en el agua y que el agua sale por los opérculos; las branquias toman solo el oxígeno.
- Creer que la lombriz no respira porque no tiene nariz ni pulmones. Use el experimento: muestra que las lombrices buscan lo húmedo, y eso concuerda con que respiran por la piel, que tiene que estar húmeda. El experimento no demuestra por sí solo que respiren por la piel.
Tarea sugerida
Dibujar en una hoja grande el mapa del viaje de un almuerzo de la casa y del aire hasta una célula del músculo, con los tres sistemas en tres colores, y explicárselo a un adulto.