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El intercambio de sustancias en biología es el intercambio de sustancias (por ejemplo, glucosa) entre los entornos interno y externo de las células. En pocas palabras, así es como los organismos obtienen oxígeno y nutrientes del medio externo y cómo se deshacen de los residuos metabólicos. Los organismos pluricelulares necesitan sistemas de órganos especializados para el intercambio de sustancias, porque su relación superficie/volumen es demasiado pequeña para confiar en las membranas celulares como superficie de intercambio.
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Regístrate gratisLas superficies de intercambio de gases en los peces tienen lugar en unas estructuras denominadas ______.
Las branquias están divididas en _______.El intercambio gaseoso se produce en las laminillas, que siguen el sistema de contracorriente. Esto significa que la sangre y el agua del interior fluyen en direcciones opuestas.
Cada filamento branquial contiene muchas laminillas.
El intercambio gaseoso se produce en las laminillas, que siguen a la _________.
En un sistema contracorriente, la sangre y el agua del interior fluyen en direcciones opuestas.
En los insectos, el intercambio de gases se produce en _______.
¿Dónde se produce el intercambio gaseoso en el ser humano?
¿Cuál es la proteína especial transportadora de oxígeno en el ser humano?
¿Cuáles son las adaptaciones de los alvéolos?
El sistema de transporte en las plantas se llama transporte de masas.
El transporte de masas en las plantas se compone de _________.
Las superficies de intercambio de gases en los peces tienen lugar en unas estructuras denominadas ______.
Las branquias están divididas en _______.El intercambio gaseoso se produce en las laminillas, que siguen el sistema de contracorriente. Esto significa que la sangre y el agua del interior fluyen en direcciones opuestas.
Cada filamento branquial contiene muchas laminillas.
El intercambio gaseoso se produce en las laminillas, que siguen a la _________.
En un sistema contracorriente, la sangre y el agua del interior fluyen en direcciones opuestas.
En los insectos, el intercambio de gases se produce en _______.
¿Dónde se produce el intercambio gaseoso en el ser humano?
¿Cuál es la proteína especial transportadora de oxígeno en el ser humano?
¿Cuáles son las adaptaciones de los alvéolos?
El sistema de transporte en las plantas se llama transporte de masas.
El transporte de masas en las plantas se compone de _________.
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Enviar comentariosLas plantas también intercambian sustancias con el medio ambiente, participando principalmente en el intercambio gaseoso y en el flujo másico de solutos.
El dióxido de carbono se intercambia por oxígeno en las hojas para permitir la fotosíntesis. El envés de las hojas tiene unos poros microscópicos llamados estomas (en singular stoma) que son clave para facilitar el intercambio de gases.
Los estomas no son poros permanentes, ya que están regulados por células especializadas denominadas células de guarda, según el siguiente diagrama. Además del intercambio gaseoso, el agua también sale de la hoja a través de los estomas. Se trata de la transpiración, un fenómeno indeseable en la biología vegetal.
Fig. 1 - Diagrama de la sección transversal de la hoja, que muestra las células protectoras y los estomas
Las plantas también necesitan oxígeno para respirar. De ahí que las partes de la planta se adapten para maximizar la absorción de oxígeno por difusión, principalmente mediante el aumento de la superficie a través de la ramificación y los espacios de aire en el cuerpo de la planta.
Sabiendo cómo las plantas absorben agua de sus raíces y producen glucosa mediante la fotosíntesis, puedes preguntarte cómo se transportan a partes distantes de las plantas, como las flores.
Las plantas tienen sus propios sistemas de transporte para cumplir este propósito. El sistema de transporte de las plantas, denominado transporte de masas, se compone de dos sistemas: el xilema y el floema. Ambos sistemas facilitan el transporte de masas mediante un proceso denominado translocación.
Fig. 2 - Diagrama del xilema y el floema con breves descripciones de sus características, así como un corte transversal del xilema y el floema al microscopio óptico
La principal diferencia entre el xilema y el floema es que el xilema transporta agua, mientras que el floema transporta sustancias producidas por la fotosíntesis(asimilados).
Los sistemas de transporte en los animales también tienen un órgano parecido a una bomba (corazón) y vasos más complejos. Estas adaptaciones satisfacen la mayor demanda metabólica de los animales.
Los animales tienen muchos vasos sanguíneos que constituyen sus sistemas de transporte. El intercambio de sustancias se produce directamente en los capilares.
Los capilares están adaptados para una difusión eficaz al ser delgados (sólo una célula de grosor) y formar una gran red denominada lechos capilares.
Fig. 3 - Esquema de la sección transversal de un capilar
El metabolismo de las células musculares es muy elevado porque generan mucha energía para la contracción. Requieren mucha glucosa y oxígeno de la sangre y liberan mucho dióxido de carbono. Para ello, una rica red de capilares rodea las células musculares.
Fig. 4 - Esquema de un lecho capilar que rodea los tejidos
Otra función clave de los capilares es facilitar el intercambio gaseoso. Exploraremos el papel de los capilares en el intercambio gaseoso en los siguientes ejemplos.
El oxígeno y el dióxido de carbono son las dos sustancias que se intercambian durante el intercambio gaseoso.
El intercambio gaseoso se produce sobre una superficie de intercambio gaseoso. Las superficies de intercambio de gases difieren entre los animales con baja demanda de oxígeno (por ejemplo, insectos y peces) y los animales con alta demanda de oxígeno (por ejemplo, los humanos).
Las superficies de intercambio gaseoso de los peces están compuestas por unas estructuras llamadas branquias. Las branquias están divididas en filamentos que contienen muchas laminillas.
Fig. 5 - Esquema de una sección de las branquias de un pez
El intercambio de gases se produce en las laminillas, que siguen el sistema de contracorriente. Esto significa que la sangre y el agua de las laminillas fluyen en direcciones opuestas.
Fig. 6 - Esquema del sistema contracorriente de intercambio gaseoso a través de una laminilla en un pez
En los insectos que carecen de capilares, el intercambio de gases se produce en la tráquea.
Fig. 7 - Esquema de la tráquea de un insecto
Como organismos con gran demanda de oxígeno, los humanos tienen sistemas de intercambio gaseoso más complejos y pigmentos proteínicos que transportan oxígeno (por ejemplo, la hemoglobina).
El sistema humano de intercambio gaseoso consta de múltiples órganos. El intercambio gaseoso tiene lugar en unas estructuras especializadas de los pulmones, con forma de uva, denominadas alvéolos.
Fig. 8 - Esquema del sistema humano de intercambio gaseoso con los alvéolos ampliados
Los alvéolos están adaptados para el intercambio gaseoso por sus paredes finas (de una célula de grosor) y su proximidad a los capilares.
Fig. 9 - Diagrama que muestra el intercambio gaseoso entre un alvéolo y un capilar
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Lily Hulatt es una especialista en contenido digital con más de tres años de experiencia en estrategia de contenido y diseño curricular. Obtuvo su doctorado en Literatura Inglesa en la Universidad de Durham en 2022, enseñó en el Departamento de Estudios Ingleses de la Universidad de Durham y ha contribuido a varias publicaciones. Lily se especializa en Literatura Inglesa, Lengua Inglesa, Historia y Filosofía.
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Gabriel Freitas es un ingeniero en inteligencia artificial con una sólida experiencia en desarrollo de software, algoritmos de aprendizaje automático e IA generativa, incluidas aplicaciones de grandes modelos de lenguaje (LLM). Graduado en Ingeniería Eléctrica de la Universidad de São Paulo, actualmente cursa una maestría en Ingeniería Informática en la Universidad de Campinas, especializándose en temas de aprendizaje automático. Gabriel tiene una sólida formación en ingeniería de software y ha trabajado en proyectos que involucran visión por computadora, IA integrada y aplicaciones LLM.
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