Corps humain et santé : l`exercice physique. Partie 1 : l`adaptation
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Corps humain et santé : l`exercice physique. Partie 1 : l`adaptation
Corps humain et santé : l’exercice physique. Partie 1 : l’adaptation physiologique lors d’un effort physique. Au cours de l’activité physique, les muscles ont des besoins accrus. La couverture de ces besoins met en jeu de nombreux organes. Quels sont les besoins des muscles liés a` l’effort ? Comment l’organisme satisfait-il ces besoins ? TP1 Le métabolisme énergétique à l’effort CORRECTION I/les besoins d’un muscle au cours d’un effort. 1. Le travail musculaire necessite de l’énergie.(Documents 1 et 2 page194). Analysez ces 2 documents, puis mettez les en relation. Rédigez une phrase de conclusion. Le document 1 représente la température de surface de la peau lors d’un effort. Je vois que La température de surface est maximale dans les zones qui réalisent l’effort, au niveau des muscles qui travaillent : se contractent. Le document 2 représente la quantité d’énergie nécessaire en fonction de l’intensité de l’effort. Je vois que plus l’intensité augmente - plus l’énergie nécessaire est importante. - plus l’énergie utilisée augmente - la part d’énergie perdue sous forme de chaleur est la plus importante Le travail musculaire (contraction des muscles) nécessite la production d’énergie (d’autant plus que l’intensité de l’effort est importante)dont la majorité est perdue sous forme de chaleur. 2. Comment l’énergie est-elle produite dans les muscles ? Remplissez le tableau Eléments Origine indispensables Transport Réaction chimique et jusqu’aux localisation dans les cellules cellules Alimentation sang Nutriments (glucose) Réserves : Foie Production d’énergie Sang CO2 - H2O - Chaleur par le O2) Tissus adipeux Ventilation ** - (Oxydation du glucose Muscles O2 Respiration cellulaire Déchets et « pertes » Sang * Document 6 page 195 Le glucose consommé en excès est stocké en priorité dans le foie sous forme de glycogène (glucide complexe constitué d’un enchaînement de molécules de glucose), ainsi que dans les muscles ; puis sous forme de graisses (lipides) dans les tissus graisseux (adipeux) : ce sont nos réserves. ** Ne plus confondre ventilation (activité pulmonaire) et respiration (production d’énergie par les cellules) Doc C page 197. Compléter le schéma en représentant le trajet et les échanges des nutriments, du dioxygène et du dioxyde de carbone, par des flèches (utiliser le code couleurs). NB : eau 1 cellule musculaire respiration Energie Les cellules musculaires produisent de l’énergie en oxydant (« brûlant ») le glucose, apporté par l’alimentation (et la mobilisation des réserves) grâce à l’O2, apporté par la ventilation : c’est la respiration cellulaire Cette oxydation produit des déchets : CO2 et H2O et une partie de l’énergie produite est perdue sous forme de chaleur. AIDE : on réalise des dosages sanguins à l’entrée et à la sortie d’un muscle : Le document représente la comparaison du sang entrant et sortant du muscle au repos et à l’effort. Je vois que dans le sang sortant, - l’O2 a - Le CO2 a - Le glucose a et d’autant plus que l’effort est intense. Donc le muscle consomme bien du glucose et de l’O2 et produit du CO2 Bilan : Au cours d’un effort physique, le muscle a besoin de plus de : -Glucose - O2 afin de produire plus d’énergie indispensable au travail musculaire (contraction) On se propose de tester expérimentalement ces conclusions. 3. La consommation en O2 au cours d’un effort. a) Mesure expérimentale de la consommation de O2 au cours d’un effort. On mesure la consommation de dioxygène, au repos, pour un effort modéré et intense pendant deux minutes, a` l’aide d’un dispositif EXAO. Dispositif expérimental : Complétez le tableau en utilisant la courbe 3 page 196.(l’individu pèse 74 Kg) 0,4 L 0,2 L/mn* 0,003L/mn/Kg 1-0,4 = 0,6 L 0,3 L/mn 0,004L/mn/Kg 2-1 = 1 L 0,45 L/mn 0,006L/mn/Kg * attention aux notations des unités, que vous reverrez en physique : Ecriture scientifique : Lmn-1 Analysez cette courbe. Le document représente l’évolution de la consommation de O2 en fonction du temps et de l’intensité de l’effort. Je vois que plus l’effort augmente plus la consommation de O2 augmente. Ci-contre, le même document mais où les mesures concernant les 3 intensités sont séparées. Bilan : Plus l’effort physique est intense plus la consommation d’O2 augmente car les besoins des muscles en O2 augmente afin de produire plus d’énergie par respiration cellulaire . Mise en relation avec le document 2 page 196 Le document 2 page 196 représente l’enregistrement de la ventilation en fonction de l’intensité de l’effort (Volume d’air échangé en fonction du temps) On voit que plus l’effort augmente plus la fréquence de la ventilation augmente (on respire plus vite) et plus le volume échangé augmente (on respire plus fort) L’activité ventilatoire augmente pour répondre aux besoins en O2 du muscle qui travaille b) Existe-t-il une limite à la consommation d’O2 ? Analysez le document 4 page 97. Le document représente la consommation de O2 n fonction de la puissance de l’effort chez 3 personnes. Je vois que - Plus la puissance de l’effort augmente plus la consommation de O2 augmente puis atteint un maximum et stagne. - Mais le maximum n’est pas atteint pour une puissance identique chez les 3 personnes.( 200W pour Donia et Anna, 250W pour Maxime) et est différent : 2 L.min-1 pour Donia qui arrive alors à l’épuisement, 2,5 L.min-1 pour Anna qui maintient son effort jusqu’à 250W et 3,2 L.min-1 pour Maxime qui maintient son effort jusqu’à 300W DONC : le VO2 max varie en fonction des individus, plus il est élevé plus la puissance de l’effort atteint est grande et plus il est maintenu. Qu’appelle-t-on le VO2 max ? C’est le volume d’O2 maximal par unité de temps et de masse qu’un individu est capable de prélever et consommer. Pourquoi ces 3 personnes n’ont-elles pas le même VO2 max ? Proposez une hypothèse, en vous aidant du tableau ci-dessous. Le VO2 max dépend - Du sexe : chez l’homme, il est toujours plus élevé. - A sexe égal, il dépend de l’âge, mais aussi de l’entraînement. Plus l’individu est entraîné plus son VO2 max augmente. Toute perturbation du système pulmonaire (tabagisme, infection, allergie, asthme) peut limiter la VO2 max. AIDE : Voir doc 5 page 199 Le tabagisme limite les capacités d’endurance en limitant la VO2 max. Voir article page 203 L’entraînement permet d’augmenter le VO2 max. et exercice 10 page 206 (voir correction dans la rubrique « correction des devoirs et exercices) -Le dopage par EPO : (travail de recherche voir dans rubrique « Pour aller plus loin ») BILAN : à coller dans le cours Au cours d’un effort physique, le muscle a besoin de plus de : - Glucose - O2 afin de produire plus d’énergie, indispensable au travail musculaire (contraction) par respiration cellulaire (oxydation du glucose par l’O2) ` NB : il produit du CO2 et de l’eau éliminé par l’expiration. Une grande partie de l’énergie produite est perdue sous forme de chaleur Plus l’effort physique est intense plus la consommation de glucose et d’ O2 augmente. Le glucose est apporté par la digestion et les réserves présentes dans le foie et les muscles sous forme de glycogène, les graisses dans le tissus adipeux. L’O2 est apporté par la ventilation qui augmente (fréquence et intensité) au cours de l’effort : on respire plus fort et plus vite La consommation maximale d’O2 est limitée (VO2 max) ce qui limite la puissance de l’effort, en fonction de -L’age -Le sexe -L’état physique -L’entraînement Sport et santé. L’exercice fait à la maison (rubrique correction) nous apprend que la pratique d’une activité physique régulière permet de lutter contre le surpoids. Les nutriments (glucose) nécessaires à la respiration cellulaire ( Energie) sont apportés par l’alimentation mais aussi par la mobilisation des réserves (graisses) ce qui limite le développement des tissus graisseux.