Chapitre 2 : Nutrition, respiration et organisation des animaux

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1 Chapitre 2 : Nutrition, respiration et organisation des animaux I Les besoins nutritifs des animaux : II2 Activité 1 Les besoins des animaux à différentes échelles Problème Comment expliquer les besoins des animaux? Compétences Co.3 Les cellules animales utilisent de la matière organique et de la matière minérale pour produire leur propre matière organique. Notion de niveau d'organisation (organisme, organe, tissu, cellule). La.1 La.6 Dé.4 Correction : 1 On peut supposer que les animaux ont besoins d énergie pour fonctionner, énergie qui viendrait de l alimentation et de la respiration. 2 et 3 Voir le tableau et la conclusions ci-dessous : Échelle de l organisme et des appareils ou systèmes Échelle de l organe et du tissu Échelle de la cellule On constate qu avec l expérience témoin (sans poisson ou sans ver de farine), le dioxygène reste constant. Mais avec la présence d un poisson ou de vers de farine, il y a une diminution de la quantité de dioxygène dans l enceinte. Donc on peut en déduire que ces animaux consomment du dioxygène au cours du temps. On remarque qu avec l expérience témoin, il n y a également pas de changement au niveau de la quantité de dioxygène mais avec la présence d un muscle dans l enceinte, on remarque que le dioxygène diminue au cours du temps. Donc on peut en déduire que le muscle comme organe consomme du dioxygène. On observe 2 choses à l échelle cellulaire : - que dans les cellules musculaires avant un effort, on trouve du glucose de réserve et après un effort, il n y a plus de glucose de réserve. Donc on en déduit que le glucose a été consommé par le muscle pour finir un effort. - que pour fonctionner et donc pour produire un effort, la cellule musculaire produit de l énergie à partir de dioxygène et de glucose. Et cela forme des déchets comme le dioxyde de carbone. On en conclue que pour fonctionner une cellule a besoin de produire de l énergie. Cette production d énergie nécessite une réaction chimique qui se fait en présence de glucose (de la matière organique) et du dioxygène, un gaz (de la matière Conclusion minérale). Ainsi comme les cellules ont besoin de dioxygène et du glucose, les tissus et les organes vont en prélever et donc l animal va en prélever dans son milieu. Donc notre hypothèse est validée. 4 Vois schéma en fin de chapitre 2. Bilan 1 : Un animal s organise à plusieurs échelles : de l organisme, des systèmes ou appareils, des organes, des tissus et de la cellule. Il a besoin pour vivre de la matière organique sous forme du glucose et de matière minérale sous forme de dioxygène (un gaz). Le glucose et le dioxygène sont prélevés dans le milieu extérieur pour être consommés au niveau de la cellule. Elle produit de l énergie par une réaction chimique : glucose + dioxygène énergie + déchets (dioxyde de carbone) Cette réaction chimique s appelle la respiration cellulaire. L énergie produite va donc permettre le fonctionnement de la cellule et donc le fonctionnement à chaque échelle de l organisme animal. II Régime alimentaire et digestion chez les animaux : II2 Activité 2 Problème Les régimes alimentaires des animaux Comment les animaux comblent leurs besoins à partir de leur régime

2 Compétences Co.3 alimentaire différent? Relier des systèmes digestifs à des régimes alimentaires. Notion de d animaux phytophages et de zoophages, de suc digestif. La.1 La.6 La.7 Correction : Mâchoire des mammifères Adaptations des oiseaux Adaptations des gastéropodes Tubes digestifs Zoophages Exemple du chien : Canines pointues permettant de déchiqueter la viande et molaires proéminentes pour broyer facilement la viande. Exemple du gypaète : Puissants sucs digestifs permettant de digérer les os et comportement adapté (laisser tomber les os pour les briser). Cæcum peu développé comme l intestin grêle qui est la zone d absorption des nutriments. Phytophages Exemple du mouton : Canines réduites et molaires proéminentes et plates en forme de râpe permettant de râper les fibres végétales. Exemple du colibri : langue hérissée de fines lamelles pour récupérer le liquide des fleurs appelé nectar et adaptation au niveau du vol (vol stationnaire pour laisser le temps de se nourrir). Exemple des escargots : Possèdent une plaque dure appelée radula (une sorte ed langue avec des «dents»), permettant de râper les fibres végétales. Cæcum et rumen développés comme l intestin grêle avec la présence de microorganismes permettant la digestion des fibres végétales. 2 Pour leurs besoins alimentaires, les animaux possèdent un tube digestif avec une bouche adaptée à leur régime alimentaire : - pour les zoophages : dents permettant de déchiqueter et de broyer la viande. - pour les phytophages : dents ou radula permettant de râper les fibres végétales ou de fines lamelles pour récupérer le nectar. De plus, le tube digestif permettant de digérer avec des sucs digestifs les aliments en nutriments de les absorber dans le milieu intérieur de l animal. Les phytophages ont des adaptations à différents niveaux (cæcum et rumen) qui permettent une bonne digestion des fibres végétales (présence de microorganismes particuliers digérant les fibres végétales). 3 Voir schéma en fin de chapitre 2. Bilan 2 : Les animaux possèdent un tube digestif permettant la digestion des aliments en nutriments grâce à des structures particulières (mâchoires, dents, sucs digestifs, etc.). De plus, leur tube digestif possède des adaptations à leur régime alimentaire (zoophage ou phytophage). On peut trouver des organes spécifiques avec la présence de micro-organismes permettant la digestion de certains aliments (exemple des fibres végétales). Une fois les aliments digérés en nutriments, ils vont passer dans le milieu intérieur de l animal au niveau de l intestin grêle. III Les appareils respiratoires chez les animaux : II2 Activité 3 Problème Compétences Co.3 Des exemples d appareil respiratoire Comment les animaux récupère le dioxygène nécessaire à la formation d énergie? Relier le passage du dioxygène des milieux de vie au niveau des appareils respiratoires aux caractéristiques des surfaces d échanges. Notion de surface d échange. La.1 La.6 Mé.1 Mé.2 Ad.2 Ad.4 Dé.4

3 Correction : 1 et 3 Voir les schémas d observation : Schéma d observation de branchies de poisson vues au microscope (x40) 2 et 3 Voir tableau ci-dessous. Description de l appareil respiratoire Description de la surface d échange Trachée chez les insectes Les organes sont livrés directement du dioxygène de l air par une série de conduits appelés trachées. L air rentre par les stigmates (sur les côtés de l abdomen) puis l air passe les trachées, puis les trachéoles pour arriver en contact direct avec les organes. Très grande surface d échange grâce à la quantité de trachéoles. L épaisseur de la surface est de 0,05 µm donc le dioxygène peut passer de l air à l intérieur des organes facilement. Schéma d observation de trachées respiratoires d asticot vues au microscope (x50) Branchies chez les poissons Le dioxygène doit être récupéré dans l eau. L eau passe par la bouche et passe par les ouïes du poisson. Au niveau de chaque ouïe, il y a une série de branchie. Ce sont des structures qui forment des filaments où le sang passe. Et le dioxygène passe de l eau jusque dans le sang. Très grande surface (8 branchies avec 2 lames à chaque fois soit 8 lames et des centaines de lamelles où le dioxygène va passer dans le sang). L épaisseur de la surface est de 0,5 µm donc le dioxygène. De plus le sang circule dans le même sens que l eau donc le passage du dioxygène se fait encore plus facilement. Tableau de comparaison des appareils respiratoires de 3 animaux 4 Voir le schéma-bilan en fin de chapitre 2. Schéma d observation d alvéoles pulmonaires humaines vues au microscope (x400) Poumons chez l espèce humaine Les poumons sont remplis de sacs et de conduits qui vont se gonfler en air grâce à des muscles (diaphragme et muscles intercostaux) : lorsque les muscles se contractent la cage thoracique se soulève et les poumons se gonflent ce qui fait rentrer l air. Lorsque les muscles se relâchent la cage thoracique s abaisse et les poumons se dégonflent et l air sort. L air arrive de la bouche ou du nez jusqu aux alvéoles en passant par la trachée, la bronche et les bronchioles. Très grande surface au niveau des alvéoles qui sont irriguées par des vaisseaux sanguins (dans les sacs alvéolaires). On a 145 m² de surface avec une épaisseur de 0,5 µm donc le dioxygène peut être facilement être absorbé et passé dans le sang. Bilan 3 : Pour prélever le dioxygène du milieu de vie, les animaux ont développés différentes stratégies. Les échanges gazeux se font entre l air ou l eau et l organisme par l intermédiaire des appareils respiratoires : poumons, branchies, trachées :

4 soit le dioxygène est apporté directement aux organes grâce aux trachées chez les insectes soit le dioxygène passe entre l eau ou l air et le sang grâce aux poumons pour l espèce humaine ou les branchies pour les poissons. Ce dioxygène est prélevé au niveau d une surface optimisée au niveau de la taille et de l épaisseur : on parle de surface d échange.

5 Aliments Milieu extérieur (aquatique) Milieu extérieur (terrestre) Branchies Alvéoles (poumons) Trachées Digestion Sucs digestifs Microorganismes Nutriments Appareil digestif (former du tube digestif) Glucose Organe Cellule Organe Cellule Organisme animal (milieu intérieur) Excréments Schéma-bilan sur la fonction de nutrition chez les animaux

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