Chap.1 : Où l`organisme trouve-t-il l`énergie nécessaire à son

Chap.1 : Où l'organisme trouve-t-il l'énergie nécessaire à son
fonctionnement?
I. Les modifications observables lors d'une activité physique.
A. Comment l'organisme réagit-il à un effort physique?
OC : L'activité physique s'accompagne de modifications au niveau de l'organisme : augmentation
de la température, des rythme cardiaque et respiratoire.
I3 et Coo : observation d'une vidéo ou image puis exprimer ses idées.
Définitions :
Rythme respiratoire : nombre de mouvements respiratoires pendant une minute.
Rythme cardiaque : nombre de battements du cœur pendant une minute.
Pendant une activité physique, la température de mon corps augmente et je me mets à
transpirer, j’ai soif, ma peau rougit également. Ma respiration se modifie : mon rythme
respiratoire augmente et je respire plus profondément. Mon rythme cardiaque s’accélère .
Il faut de l’énergie à mon corps pour effectuer cet effort : la preuve, l’effort me donne faim.
BILAN : Au cours d’une activité musculaire, on observe des modifications à
l’échelle de l’organisme : les fréquences cardiaque et respiratoire augmentent
et la température corporelle s’élève.
B. Comment expliquer ces modifications ?
Dem 1 : formuler une hypothèse.
On note au tableau les idées des élèves, leurs hypothèses. Chaque élève peut aller noter son
hypothèse si elle n’est pas rejetée d’emblée par le bon sens.
Hypothèse : ces changements sont dus aux besoins accrus des organes (muscles, cerveau) et
à leur fonctionnement.
Conséquence prévisible : si l’hypothèse est vraie on doit pouvoir observer des besoins plus
importants lors d'un effort qu'au repos. Leur fonctionnement doit aussi produire de la
chaleur.
Définition : Nutriments : substances solubles, issues de la digestion d'un aliment, utilisables
par les organes (exemple : glucose)
II. Comment les organes réagissent-ils lors d'une activité physique?
A. Les besoins des organes : l'exemple des muscles.
OC : les organes utilisent en permanence des nutriments et du dioxygène. Leurs consommations
varient selon leur l'activité
I2, Ra : S'informer à partir d'un graphique et conclure.
Activité 1 :
Teneur en dioxygène (%)
Teneur de dioxygène dans l'enceinte en fonction
du temps.
21
20
19
18
17
Sans le muscle
16
Avec le muscle
15
0
1
2
3
4
6
8
10
Temps (minutes)
Pour savoir si un organe, ici un muscle, a besoin de dioxygène, il faut savoir lire un graphique
de façon correcte. Respecte les différentes étapes ci-dessous :
Dans cette expérience on mesure : .......................................................................(nom de
l'axe des ordonnées (axe vertical) et son unité) en fonction du .....................................(nom
de l'axe des abscisses (axe horizontal) et son unité). Dans l'expérience témoin, la teneur en
dioxygène ne varie pas : elle est constante à ..............(lire la valeur sur l'axe des
ordonnées). En présence du muscle, la teneur en dioxygène ............................ (diminue ou
augmente : regarde l'allure de la courbe pour faire ton choix), elle est de ............. au début
puis passe à ................ à la fin. (lire les valeurs sur l'axe des ordonnées).
Compétence testée
I2 : savoir lire un graphique
J'ai réussi si...
Je trouve toutes les bonnes réponses
Bilan
De la lecture du graphique, j'en conclus qu'un organe,
...................................... (consomme ou produit) du.............................
Compétence testée
Raisonner : conclure
ici
le
J'ai réussi si...
Je trouve toutes les deux bonnes réponses
muscle,
Bilan
1. Quelle est le taux du dioxygène consommé au repos? lors d'une marche?
2. Comment évolue la consommation de dioxygène par le muscle lors d'un sprint?
3. Quel est le lien entre l'intensité de l'activité physique et la consommation de dioxygène
par le muscle?
Compétences testées
S'informer : savoir lire un graphique
Communiquer : rédiger une réponse
Raisonner : conclure
J'ai réussi si...
Les réponses aux questions 1&2 sont correctes.
J'ai répondu par des phrases dans un français correct.
La réponse à la question 3 est correcte.
Bilan
glucose consommé (mg/min)
Pour savoir si le muscle se nourrit selon l'intensité de l'activité , on étudie le graphique
suivant :
800
700
600
500
400
300
exerciec peu intense
exercice modéré
exercice intense
200
100
tps (min)
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
1. Quelle est la quantité de glucose dans le liquide au début et à la fin de l'expérience au
cours d'un effort peu intense?(Répondre à l'aide d'une phrase)
2. Quelle est la quantité de glucose dans le liquide au début et à la fin de l'expérience lors
d'un effort modéré? (Répondre à l'aide d'une phrase)
3. Quelle est la quantité de glucose dans le liquide au début et à la fin de l'expérience lors
d'un effort intense? (Répondre à l'aide d'une phrase)
4. Que pouvez-vous en conclure quant aux besoins des cellules en nutriments lors d'une
activité physique?
Compétences testées
S'informer : savoir lire un graphique
Communiquer : rédiger une réponse
Raisonner : conclure
J'ai réussi si...
Les réponses aux questions 1,2&3 sont correctes.
J'ai répondu par des phrases dans un français correct.
La réponse à la question 3 est correcte.
Bilan
BILAN : Les organes consomment du dioxygène et des nutriments. Les besoins
augmentent en fonction de l'intensité de l'activité physique.
B. Les productions des organes.
OC : Les organes rejettent du CO2. Nutriments et dioxygène libèrent de l'énergie utilisée pour le
fonctionnement des organes et est transférée sous forme de chaleur.
I2, Ra, Coe5 : savoir lire un tableau et conclure mise en place du schéma-bilan.
Evolution du taux de CO2 dans une enceinte contenant du tissu musculaire frais.
Temps (min)
Taux de CO2 (%)
0
0
15
0.2
30
0.35
45
0.5
60
0.65
75
0.8
120
1.1
1. Quelle est le taux de CO2 au début de l'expérience?
2. Quelle est le taux de CO2 au bout de 30 minutes?
3. Quelle est le taux de CO2 au milieu de l'expérience?
4. Comment évolue le taux de CO2 au cours de l'expérience? (diminue ou augmente)
5. Que pouvez-vous en conclure?
Compétences testées
S'informer : savoir lire un tableau
Communiquer : rédiger une réponse
Raisonner : conclure
J'ai réussi si...
Les réponses aux questions 1,2,3&4 sont correctes.
J'ai répondu par des phrases dans un français correct.
La réponse à la question 5 est correcte.
Les muscles rejettent du dioxyde de carbone.
Bilan
Enregistrement de la température
des muscles du bras et de la cuisse,
au repos (a) et en activité (b).
1. Décrire l'évolution de la température des muscles.
Les muscles produisent du dioxyde de carbone et de l'énergie sous forme de
chaleur.
La transformation des nutriments en présence de dioxygène produit de
l’énergie selon la réaction chimique suivante :
Nutriments + dioxygène
dioxyde de carbone + eau + déchets
ENERGIE
Une partie de cette énergie est utilisée pour assurer le fonctionnement de
l’organe, l’autre partie est dégagée sous forme de chaleur.
80 % chaleur et 20% force de contraction pour les muscles. Quand trop de chaleur dégagée,
il faut l’évacuer pour éviter que la t° du corps n’augmente pas trop : transpiration est le
système de refroidissement.
Schéma-bilan : les besoins et les productions des organes.
Le faire en exercice avec eux :
Compétence testée
Communiquer Coe 5 :
réaliser un schéma
fonctionnel
J'ai réussi si...
J'ai respecté les légendes et leur couleur
Chaque phrase-bilan a été correctement schématisée
J'ai donné un titre au schéma
Mon travail est précis et soigné
Je n'ai rien oublié
CO2
+
O2
+ nutriments
déchets
ENERGIE
ORGANE
chaleur
Bilan
Les organes ne sont pas tous en contact direct avec l’air atmosphérique qui contient le
dioxygène et le tube digestif source des nutriments ? D’où un nouveau pb : Comment sontils approvisionnés ?
III. Comment les organes assurent-ils leur approvisionnement?
A. Où les organes trouvent-ils ce dont ils ont besoin ?
OC : Les organes effectuent en permanence des échanges avec les sang, ils y prélèvent des
nutriments et du dioxygène et ils y rejettent des déchets dont le dioxyde de carbone.
I2 ; lire un tableau, Ra : conclure
1. Placez une lampe électrique derrière l’oreille de votre binôme. Qu’observez vous ?
2. Faites la même expérience en plaçant la lampe devant vos doigts. Qu’observez vous ?
3. Quelle hypothèse pouvez-vous formuler ?
Définitions :
Capillaire : vaisseau sanguin très fin où ont lieu les échanges entre le sang et les organes.
Volume de dioxygène ( mL)
Volume de dioxyde de carbone ( mL)
Volume de glucose ( mg)
Sang entrant dans le
muscle au repos
( 100 mL)
20
49
0,80
Sang sortant du
muscle au repos
( 100 mL)
15
53
0,70
Mesures des volumes en dioxygène, en dioxyde de carbone et en glucose dans le sang
entrant et dans le sang sortant du muscle au repos
4. Quelle est la teneur en dioxygène du sang entrant dans un muscle? sa teneur en glucose?
en dioxyde de carbone?
5. Quelles est la teneur en dioxygène du sang sortant d'un muscle? sa teneur en glucose? en
dioxyde de carbone?
6. En comparant les teneurs en dioxygène et nutriments du sang entrant et sortant du
muscle que pouvez-vous en conclure? (le muscle prélève ou rejette...dans le sang)
7. En comparant les teneurs en dioxyde de carbone du sang entrant et sortant du muscle
que pouvez-vous en conclure?
8. Votre hypothèse (réponse 3) est-elle validée?
Compétences testées
Démarche expérimentale : formuler
une hypothèse.
S'informer : savoir lire un tableau
Raisonner : savoir conclure
Communiquer : rédiger une réponse
J'ai réussi si...
Réponse 3 : ma proposition est possible et ma phrase
est une affirmation.
Les réponses 4&5 sont correctes.
Les réponses 6,7&8 sont correctes.
J'ai répondu par des phrases dans un français correct.
Bilan
BILAN : Tous les organes présentent une importante irrigation sanguine. Ils
effectuent en permanence des échanges avec le sang : ils y prélèvent les
nutriments et le dioxygène dont ils ont besoin et y rejettent le dioxyde de
carbone et les autres déchets qu’ils produisent.
B. Les échanges varient-ils au cours d'un effort?
OC : La consommation de nutriments, O2 et le rejet de déchets des organes varient selon leur
activité.
I2, Coe1 et Ra1.
Pour évaluer les échanges des muscles avec le sang, des prélèvements sont réalisé dans le
vaisseaux qui apporte le sang à l'organe (sang entrant) et dans le vaisseau qui sort de
l'organe (sang sortant). Les résultats sont notés dans le tableau ci-dessous :
AU REPOS
Quantité mesurée dans 100mL
de sang
Dioxygène (mL)
Dioxyde de carbone (mL)
Glucose (mg)
EN ACTIVITE
Sang entrant
Sang sortant
Sang entrant
Sang sortant
20
49
90
15
54
80
20
49
90
11
58
50
La composition du sang à l'entrée et à la sortie d'un organe.
1. Quelle est la quantité de dioxygène dans le sang entrant dans le muscle au repos et en
activité?
2. Quelle est la quantité de dioxygène dans le sang sortant du muscle au repos et en
activité?
3. Quelle est la quantité de glucose dans le sang entrant dans le muscle au repos et en
activité?
4. Quelle est la quantité de glucose dans le sang sortant du muscle au repos et en activité?
5. Quelle est la quantité de dioxyde de carbone dans le sang entrant dans le muscle au
repos et en activité?
6. Quelle est la quantité de dioxyde de carbone dans le sang sortant dans le muscle au repos
et en activité?
7. En comparant vos réponses, que pouvez-vous en conclure quant aux échanges en
fonction de l'activité physique?
Compétences testées
S'informer : savoir lire un tableau
Communiquer : rédiger une réponse
Raisonner : conclure
J'ai réussi si...
Les réponses aux questions 1,2,3&4 sont correctes.
J'ai répondu par des phrases dans un français correct.
La réponse à la question 5 est correcte.
Bilan
Plus les organes ont une activité intense, plus leur consommation en dioxygène
et en nutriments augmente et plus ils produisent de dioxyde de carbone et de
déchets.
Au repos
En activité
Total 5 800 mL /min
Total 17 800 mL /min
1 200
500
1100
12 500
1 900
600
Organes
Muscles
Peau
Reins
Pour satisfaire ces échanges plus importants, le débit de sang qui irrigue l’organe augmente.
Bilan du chapitre 1 :
Toutes les modifications du fonctionnement de l’organisme provoquées par
l’activité physique (augmentation du rythme respiratoire et cardiaque, et de la
température corporelle) sont dues à une augmentation des échanges entre le
sang et les organes, augmentation nécessaire pour fournir aux organes du
dioxygène et des nutriments. Ces derniers vont être utilisés pour produire
l’énergie supplémentaire dont l’organe a ont besoin pour fonctionner, mais
aussi des déchets qui seront pris en charge par le sang.
A la maison réaliser le schéma-bilan du chapitre voir "fiche schéma-bilan chapitre 1"
"Compléter le schéma bilan ci-dessous pour qu’il devienne fonctionnel et qu’il
reflète ainsi tout ce que nous avons découvert à l’échelle des organes dans ce
chapitre."