Thème 2 : Le Vivant et son évolution Activité 4 : Circulation et filtration du sang chez les animaux supérieurs

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1 Thème 2 : Le Vivant et son évolution Activité 4 : Circulation et filtration du sang chez les animaux supérieurs Compétences mises en oeuvre Référence au socle :-( :-] :-) :-> Formuler une question ou un problème scientifique Lire et exploiter des données sous différentes formes Interpréter des résultats Expliquer sa démarche à l oral Manipuler des ressources informatiques et logiciels Activité : Comment les organes peuvent-ils recevoir l oxygène et les nutriments nécessaire à leur métabolisme? Comment le sang est-il mis en mouvement dans notre organisme? Objectif : Comprendre le fonctionnement du coeur et le cycle cardiaque 1. Mise en situation : mise en évidence de la circulation sanguine a. Observation 1 : Observer vos poignets et intérieur du coude. Que peut-on voir et termes de vaisseaux sanguins? Comment les nommer? Nous pouvons observer des gros vaisseaux sanguins de couleur foncée (bleue), ce sont des veines. Certains vaisseaux rouges (artères) peuvent apparaître plus profondément ainsi que des capillaires sanguins (vaisseaux de plus petite taille). b. Observation 2 : J utilise un stéthoscope pour ausculter mon binôme. Que puis-je entendre? J entends des sons irréguliers : «poum», un son long, ainsi qu un «toc» un son court. Ces sons sont suivis d un silence avant de reprendre de manière plus ou moins rapide. c. Observation 3 : enregistrement d un électrocardiogramme (ECG) watch?v=oyxf_nukdxs La circulation Page 1 sur 7

2 Un électrocardiogramme est un enregistrement de l activité électrique du coeur. On y voit tracé les différentes phases de contraction et de décontraction du coeur. A quoi peuvent servir ces mouvements? Quel peut être le rôle du coeur? Emettre une hypothèse. Ces mouvements permettent au coeur de laisser entrer du sang dans ses cavités (oreillettes et ventricules) avant de le propulser avec une forte pression dans les artères lors de la contraction du myocarde. Le coeur est ainsi une pompe responsable de la circulation sanguine, permettant à chaque organe de recevoir le dioxygène, l eau et les nutriments nécessaires à leur survie (métabolisme). 2. Utilisation du logiciel «coeurs» ( coeurpp.htm) Après avoir lancé le logiciel Coeurs.exe, Repérez la position et les différents éléments externes du cœur droit et du cœur gauche. Cliquez ensuite sur l'icône pour passer à la page suivante. Lancez l'animation en cliquant sur le bouton. Que voit-on se passer sur cette animation? Je décris un phénomène le plus précisément possible. Nous pouvons observer sur cette animation l ensemble des mouvements du coeur. Tout d abord, le sang entre dans les oreillettes ouvertes (décontractées) depuis les veines. La contraction des oreillettes ou systole auriculaire permet au sang de passer au travers des valvules cardiaques et de descendre dans les ventricules décontractés (diastole ventriculaire). Les calcules se ferment et la contraction des ventricules débute (systole ventriculaire). Elle permet l expulsion du sang dans les artères au travers des autres valvules cardiaques. Pendant ce temps les oreillettes se décontractent (diastole auriculaire). Je remarque également que le coeur gauche et le coeur droit sont synchrones, et que le sang ne peut passer de l un vers l autre en raison de la présence du sillon interventriculaire. La circulation Page 2 sur 7

3 1- A l'aide de l'animation, indiquez le sens de déplacement du sang dans le cœur côté gauche et côté droit. Remarque : vous pouvez visualiser l'animation image par image en cliquant sur. 2- Le sang du cœur droit communique t'il avec le sang du cœur gauche? 3- Expliquez comment le sang est mis en mouvement par le muscle cardiaque. 4- Que pouvez-vous dire du fonctionnement du cœur droit et du cœur gauche? 2. Non, en raison du sillon interventriculaire imperméable, cela est impossible. 3. Les contractions (systoles) et décontractions (diastoles) du muscle cardiaque permettent de recevoir ou d expulser le sang présent dans les cavités cardiaques. 4. Coeur droit et coeur gauche fonctionnent de la même manière, sont synchrones. Leurs mouvements sont coordonnés. Cela paraît logique compte-tenu que le myocarde est une muscle unique. Cliquez ensuite sur l'icône pour passer à la page suivante. La circulation Page 3 sur 7

4 5- A l'aide de l'animation, indiquez le trajet du sang du cœur droit au cœur gauche. 6- Indiquez le trajet du sang du cœur gauche au cœur droit. 7- A l'aide de l'animation, rappelez les échanges qui se produisent : - entre le muscle et le sang - entre les alvéoles pulmonaires et le sang - entre les replis intestinaux (villosités) et le sang 8- Expliquez pourquoi on parle de la double circulation du sang. Cliquez ensuite sur l'icône pour passer à la page suivante. 5. Le sang sort du coeur droit (ventricule) par le tronc pulmonaire et les artères pulmonaires, et remonte dans les poumons avant de redescendre par les veines pulmonaires dans les oreillettes gauches. 6. Le sang sort du coeur gauche (ventricule) par l artère aorte, circule vers les différents organes composant notre organisme (cerveau, reins, muscles, appareil digestif ) et remonte par la veine cave dans les oreillettes droites. 7. Entre le muscle et le sang : le sang apporte de l eau, du glucose (et autres nutriments) et de l oxygène au muscle. Ce dernier libère dans le sang les déchets cellulaires (dioxyde de carbone, eau et résidus de nutriments). Entre les alvéoles pulmonaires et le sang : le sang riche en dioxyde de carbone arrive aux poumons, libère ce gaz et se charge en dioxygène avant de repartir dans la circulation sanguine. Entre les villosités intestinales et le sang : le sang arrive dans les villosités intestinales par des capillaires sanguins et se charge en nutriments qui franchissent la paroi de l intestin grêle après digestion des aliments. 8. Il existe une circulation sanguine générale (entre le coeur et les organes), ainsi qu une circulation sanguine pulmonaire ou petite circulation entre le coeur et les poumons. Le coeur semble être en position centrale dans cette double circulation. La circulation Page 4 sur 7

5 tronc pulmonaire (artères pulmonaires) veine cave oreillette droite artère aorte veines pulmonaires oreillette gauche ventricule droit ventricule gauche sillon interventriculaire myocarde Légendez le schéma du cœur (coupe transversale) (Vous n'utiliserez pas les légendes "valvule mitrale", "valvule pulmonaire", "valvule tricuspide", "valvule aortique" et "tronc pulmonaire") Appelez le professeur une fois les légendes placées pour vérification. Cliquez ensuite sur l'icône pour passer à la page suivante. - Complétez le schéma de la circulation sanguine, en indiquant par des flèches rouges la circulation du sang riche en oxygène, et par des flèches bleues, le sang riches en dioxyde de carbone. - Légendez le schéma (les rectangles au centre sont utilisés pour écrire le nom de la circulation, et ceux qui sont de côté sont utilisés pour le nom des vaisseaux sanguins). - Pour obtenir une correction, cliquez les touches [Maj] et [?]. Veine pulmonaire CIRCULATION PULMONAIRE Poumons Artère Aorte Artère pulmonaire CIRCULATION GENERALE Veine cave Muscles La circulation Page 5 sur 7

6 3. Rythme et mouvements cardiaques : le «tamtam» de la vie A partir de l animation suivante : classer dans l ordre chronologique es différentes étapes du cycle cardiaque ci-dessous et décrire brièvement les modifications du myocarde qui y sont associées. 2. Contraction des oreillettes et remplissage des ventricules après ouverture des valvules 1. Remplissage des oreillettes, les valvules sont fermées 3. Contraction des ventricules, augmentation de la pression ventriculaire 5. Remplissage des oreillettes, les valvules sont fermées 4. Expulsion du sang dans les artères après ouverture des valvules artérielles La circulation Page 6 sur 7

7 Le vocabulaire indispensable à la compréhension de l activité : 1. Myocarde : Muscle du coeur, se contracte et se décontracte pour pulser le sang 2. Oreillette : Cavité supérieur du coeur, recevant le sang des veines 3. Ventricule : Cavité inférieure du coeur propulsant le sang dans les artères 4.Valvule : «Porte à sens unique» permettant le passage du sang dans un sens sans reflux 6. Artère : Vaisseau sanguin transportant le sang du coeur vers les organes 7. Veine : Vaisseau sanguin transportant le sang des organes vers le coeur 8. Petite circulation : Ou circulation pulmonaire, entre le coeur et les poumons 9. Circulation générale : Circuit du sang entre le coeur et les organes du corps (hormis les poumons) 10. Systole : Contraction du myocarde 11. Diastole : Relâchement ou décontraction du myocarde 12. Sillon interventriculaire : Partie imperméable située entre les deux ventricules 13. Coeur: Organe musculaire permettant la propulsion du sang 14. Rein : Organe permettant la filtration du sang et la formation des urines 15. Urée : Principal constituant de l urine, déchet des cellules Je retiens que : La circulation sanguine est un des besoins PRIMAIRES de l organisme car elle permet d apporter à toutes nos cellules le DIOXYGÈNE et les NUTRIMENTS absorbés respectivement par la RESPIRATION et la DIGESTION. Le sang est un fluide contenant ces substances sous forme dissoute ou liées à des transporteurs (globules rouges ou hématies pour le dioxygène). Le coeur est l organe permettant la CIRCULATION du sang. C est un MUSCLE creux appelé MYOCARDE. Ses contractions (SYSTOLES) et décontractions (DIASTOLES) rythmées lui permettent de propulser le sang arrivant par les VEINES dans les OREILLETTES de la circulation générale (DROITE) ou de la petite circulation (OREILLETTE GAUCHE et VEINES PULMONAIRES). Le coeur est composé de QUATRE cavités réparties en coeur DROIT (à gauche, sang PEU OXYGÉNÉ) et coeur gauche (à DROITE, sang OXYGÉNÉ). Les OREILLETTES reçoivent le sang en provenance des organes par les VEINES, tandis que les VENTRICULES reçoivent le sang en provenance des oreillettes et le propulsent dans les ARTÈRES. Il existe des «portes à passage en sens unique» entre oreillettes et ventricules mais aussi entre ventricules et artères : ce sont les VALVULES cardiaques. Enfin, de manière à ce que le sang oxygéné et le sang non oxygéné ne se mélangent pas, il existe une cloison imperméable entre les deux ventricules : le SILLON INTERVENTRICULAIRE. La circulation Page 7 sur 7