Activité 30 : Réaliser un schéma fonctionnel montrant la libération d énergie au niveau d un organe

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1 Fiche professeur - 5 e Activité 30 : Réaliser un schéma fonctionnel montrant la libération d énergie au niveau d un organe 1. EXTRAITS REFERENTIELS DU BO Partie : Fonctionnement de l organisme et besoin en énergie Notions contenus Compétences Exemples d activités Nutriments et dioxygène libèrent de l énergie utilisable, entre autre pour le fonctionnement des organes. [Thème : Energie] [Physique-chimie : énergie, 3 e ] Relier la consommation de nutriments et de dioxygène par un organe à la libération d énergie nécessaire à son fonctionnement. L énergie libérée au cours de la réaction chimique entre des nutriments et du dioxygène, est utilisée pour le fonctionnement des organes et transférée en partie sous forme de chaleur. Traduire sous la forme d un schéma la libération d énergie au niveau d un organe. Ra/C réalisation d un schéma-bilan fonctionnel de la libération d énergie par un organe. 2. PLACE DE L ACTIVITE DANS UNE PROGRESSION Chapitre I / Quelles sont les modifications de l activité cardiaque et de l activité respiratoire lors d un effort musculaire? Chapitre II / Quels sont les besoins des muscles au repos et en activité? 1/ Repérage de transfert de gaz à partir d un muscle frais prélevé 2/ Repérage des échanges entre le muscle et son organisme au repos et en activité Chapitre III / Comment se réalise la production d énergie nécessaire au fonctionnement des muscles? Activité 30 PIERRON 2006 page 1/8

2 Fiche professeur - 5 e 3. PRESENTATION DE L ACTIVITE - Objectifs de connaissances : L énergie libérée au cours de la réaction chimique entre des nutriments et du dioxygène, est utilisée pour le fonctionnement des organes et transférée en partie sous forme de chaleur. - Objectifs méthodologiques et/ou techniques : Réaliser un schéma bilan fonctionnel (Raisonner + Communiquer) - Intégration pédagogique : Dans le chapitre précédent ont été repérés les échanges qu entretenaient les organes et notamment les muscles avec le sang. Se pose la question de l utilité du dioxygène et des nutriments pour les organes. La démarche envisagée ici est d introduire la notion d énergie au travers d une représentation analogique entre la situation d un moteur thermique et celle d un moteur biologique. L idée de départ est de réinvestir les quelques représentations des élèves sur le fonctionnement d un moteur thermique afin de les appliquer à celui d un organe. Cette analogie devra cependant être pondérée par le professeur notamment sur la nature des réactions chimiques impliquées : combustion pour le moteur thermique et réactions plus complexes pour le muscle. Du point de vue méthodologique elle sera l occasion d initier les élèves à la construction d un schéma bilan fonctionnel, objectif fort de la classe de cinquième. PIERRON 2006 page 2/8

3 Fiche élève - 5 e Nom : Prénom : Classe : Date : Evaluation expérimentale S.V.T. Activité 30 : Réaliser un schéma fonctionnel montrant la libération d énergie au niveau d un organe Notre corps peut être considéré comme un véritable assemblage de «moteurs biologiques» que constituent nos organes. Ces organes fonctionnent continuellement depuis leur mise en place (au début de la grossesse) jusqu'à notre mort. Nous allons comparer ces «moteurs biologiques» avec un «moteur dit thermique» qui équipe une voiture. Votre travail va consister à construire un schéma fonctionnel concernant un muscle en réinvestissant les connaissances des chapitres antérieurs. A.LE CAS D UNE VOITURE Une voiture de puissance moyenne consomme environ 8 litres de carburant (consommation qui varie selon qu il s agisse d essence, gasoil ou gpl) aux 100 kilomètres. Elle émet dans l atmosphère environ 180 g de CO2 par kilomètre ainsi que d autres gaz. La combustion (c est un type particulier de réaction chimique) du carburant en présence de dioxygène issue de l atmosphère entraîne une véritable explosion (d où l expression moteur à explosion) qui libère de l énergie et qui permet de faire fonctionner (surtout avancer) la voiture. Une partie de l énergie est dissipée sous forme de chaleur (un moteur chauffe). Pour voir fonctionner un moteur à explosion. On peut représenter ces données sous la forme d un schéma fonctionnel : PIERRON 2006 page 3/8

4 Fiche élève - 5 e SCHEMA FONCTIONNEL CONCERNANT UN MOTEUR THERMIQUE Atmosphère Réactions chimiques ENERGIE de fonctionnement de la voiture Moteur Réservoir de la voiture Dioxygène Carburant Dioxyde de carbone Légende Chaleur (énergie thermique) PIERRON 2006 page 4/8

5 Fiche élève - 5 e B. LE CAS D UN ORGANE : LE MUSCLE 1. Votre objectif est de construire un schéma fonctionnel d un «moteur biologique» : le muscle. Il faudra réinvestir vos connaissances du chapitre précédent et utiliser la comparaison avec «le moteur thermique». En effet il existe de nombreuses ressemblances dans le mode de fonctionnement de ces 2 types de moteur. Consignes pour construire un schéma fonctionnel : - Identifier les différents éléments qui interviennent dans le phénomène - Représenter ces différents éléments de manière simplifiée sans forcément respecter leur forme (on peut tracer des rectangles, des cercles et utiliser des couleurs) - Ajouter des flèches ou autres symboles pour relier ces éléments - Mettre une légende donnant la signification de chaque flèche (ou autre symbole) - Mettre un titre NB : Le muscle n est pas en relation avec l atmosphère mais est richement irrigué par des vaisseaux sanguins. 2. Relevez au moins un point pour lequel cette comparaison n est pas valide. PIERRON 2006 page 5/8

6 Fiche professeur - 5 e FICHE ELEVE CORRIGÉE Activité 30 : Réaliser un schéma fonctionnel montrant la libération d énergie au niveau d un organe : le muscle B. LE CAS D UN ORGANE : LE MUSCLE 2. SCHEMA FONCTIONNEL CONCERNANT UN MOTEUR BIOLOGIQUE : LE MUSCLE Vaisseau sanguin Réactions chimiques ENERGIE de fonctionnement du muscle Muscle Dioxygène Nutriments Dioxyde de carbone Légende Chaleur (énergie thermique) PIERRON 2006 page 6/8

7 Fiche professeur - 5 e 2. Relevez au moins un point pour lequel cette comparaison n est pas valide. Dans le muscle les réactions chimiques ne sont pas des combustions! Et il n y a pas d explosion! PIERRON 2006 page 7/8

8 Fiche professeur- 5 e PISTES D EVALUATION L évaluation peut être formative s il s agit de la première réalisation d un schéma fonctionnel. Elle peut être à perspectives sommatives s il y a déjà eu un apprentissage du schéma fonctionnel et dans ce cas là une note sera attribuée. Mon travail est réussi si : - j ai identifié, annoté et représenté de manière simplifiée les différents éléments qui interviennent dans le phénomène - j ai ajouté des flèches ou autres symboles pour relier correctement ces éléments - j ai mis une légende donnant la signification de chaque flèche (ou autre symbole) + ou - Barème Note j ai mis un titre à mon travail 3 - j ai soigné mon travail 3 /20 PIERRON 2006 page 8/8

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