Séquence 6. Avant de continuer plus avant, rappelons le problème scientifique posé lors de la séance précédente :

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1 Sommaire Séquence 6 Avant de continuer plus avant, rappelons le problème scientifique posé lors de la séance précédente : Comment expliquer l approvisionnement des organes en nutriments par le sang? Tu connais désormais le trajet des aliments dans le tube digestif et tu sais que ces aliments sont transformés au cours de ce trajet. Il nous reste donc à savoir ce qui permet cette transformation des aliments en éléments plus petits, les nutriments, mais aussi à rechercher le lieu du passage des nutriments dans le sang afin d aller approvisionner les organes. Notre travail sera réparti sur deux séances : Séance 1 Les aliments sont transformés le long du tube digestif grâce à des enzymes Séance 2 L absorption des nutriments a lieu dans l intestin grêle 74

2 séance 1 Séquence 6 Séance 1 Les aliments sont transformés le long du tube digestif grâce à des enzymes je m interroge Nous avons vu dans la séance 2 de la séquence précédente que les aliments étaient transformés au cours de leur trajet dans le tube digestif. Les aliments sont découpés par les dents mais l aspect de ces aliments mâchés n a rien à voir avec l aspect dans les autres organes du tube digestif. L action mécanique des dents ne suffit donc pas à expliquer cette transformation. La question que l on peut se poser est donc : Quels mécanismes permettent d expliquer la transformation des aliments? Exercice 1 : [Ra éprouver une hypothèse] Au xviii e siècle, les scientifiques s interrogent sur le mécanisme de la digestion. Une des théories de l époque est celle de Giovanni Borelli ( ) pour qui la digestion serait un phénomène purement mécanique : les aliments seraient simplement broyés dans le tube digestif. Le scientifique français René-Antoine Ferchault de Réaumur ( ) ne croit pas à cette théorie. Il étudie la digestion sur des rapaces qui sont des oiseaux dont la particularité est de rejeter sous forme de pelote les parties de leurs proies qu ils ne digèrent pas (plumes, os, poils...). Voici le récit d une de ses expériences : «Je plaçai dans un gros tube en fer blanc ouvert aux deux bouts, un morceau de viande. Le tube ainsi garni fut donné à une buse pour son premier déjeuner. Ce ne fut que le lendemain que je trouvai le tube qu elle venait de rendre : il avait toute sa rondeur, on ne découvrait sur sa surface extérieure aucune trace de frottements. Le morceau de viande avait été réduit peut-être au quart de son premier volume ; ce qui en restait était couvert par une espèce de bouillie venue probablement des parties qui avaient été dissoutes». Au début de l expérience à la fin de l expérience Après avoir schématisé le résultat de l expérience (ci-dessus à droite), explique pourquoi, grâce à Réaumur, on peut affirmer que l hypothèse de Borelli n est pas validée. [Sélectionner les informations utiles d un texte] Si tu as des difficultés pour répondre à cette question, tu peux t aider de l annexe «Besoin d aide?» à la fin de la séquence. Cned, Sciences de la vie et de la Terre 5e 75

3 Séquence 6 séance 1 Exercice 2 : [Ra éprouver une hypothèse] Lazzaro Spallanzani ( ) reprend les travaux de Réaumur sur la digestion. Il émet l hypothèse que la digestion est un phénomène purement chimique : les aliments seraient rendus liquides par des substances chimiques sécrétées par les organes. Après avoir récupéré un peu de liquide contenu dans son estomac, il réalise l expérience suivante : «J en fis entrer dans un tube en verre ; je mis avec ce suc quelques brins de chair. Je le plaçai dans un fourneau où on éprouvait à peu près la chaleur de mon corps ; j y mis aussi un tube semblable avec une quantité d eau qui était la même que celle du suc gastrique pour me servir de comparaison. Voici les deux éléments que j observai. La chair qui était dans le suc gastrique commença à se défaire avant 12 heures et elle continua insensiblement. Au bout de 35 heures, elle avait perdu toute consistance. Il n en fut pas de même dans le tube où j avais mis l eau : la plus grande partie des fibres charnues plongées dans l eau étaient encore entières au bout du 3 e jour.» Après avoir schématisé le contenu des tubes, explique si l hypothèse de Spallanzani est vérifiée. [Sélectionner les informations utiles d un texte] Si tu as des difficultés pour répondre à cette question, tu peux t aider de l annexe «Besoin d aide?» à la fin de la séquence. j e retiens Une enzyme est une substance présente dans le tube digestif dont l action permet de transformer les aliments consommés. L ensemble de ces transformations est appelé digestion. Le résultat de la digestion des aliments est la formation de nutriments. Les transformations chimiques complètent l action mécanique (qui augmente la surface d action des enzymes). 76

4 séance 2 Séquence 6 Séance 2 L absorption des nutriments a lieu dans l intestin grêle je m interroge Les aliments transitent dans le tube digestif de la bouche à l anus. Durant ce transit, ils sont transformés en nutriments de petite taille. Ces nutriments seront utilisés par les organes qui sont approvisionnés par le sang. Les nutriments doivent donc passer, au cours de leur parcours dans le tube digestif, dans le sang. La question est donc : Dans quel(s) organe(s) du tube digestif a lieu le transfert des nutriments vers le sang? Exercice 3 : [Ra Formuler une hypothèse] Afin de connaître le lieu du passage des nutriments dans le sang, on a mesuré la quantité de glucose (un nutriment facilement identifiable) dans le sang à l entrée et à la sortie des différents organes du tube digestif : Mesures des quantités de glucose dans le sang des capillaires des organes du tube digestif Quantité de glucose dans le sang Entrant Sortant De la paroi de l œsophage 1 mg/l 0,9 mg/l De la paroi de l estomac 1 mg/l 0,7 mg/l De la paroi de l intestin grêle 1 mg/l 2,8 mg/l De la paroi du gros intestin 1 mg/l 0,8 mg/l En te servant des informations du tableau ci-dessus, propose une hypothèse (en la justifiant) sur le lieu de passage du glucose dans le sang. [Sélectionner les informations utiles d un tableau] Si tu as des difficultés pour répondre à cette question, tu peux t aider de l annexe «Besoin d aide?» à la fin de la séquence. Cned, Sciences de la vie et de la Terre 5e 77

5 Séquence 6 séance 2 Exercice 4 : [C Exploiter des résultats] Pour confirmer ou infirmer ton hypothèse, on a réalisé des coupes d intestin grêle que l on a photographiées. Ces coupes sont observées au microscope optique. Dans la paroi de l intestin, on trouve de très nombreux capillaires sanguins. Cette paroi qui sépare les nutriments du sang est extrêmement fine ; elle présente de nombreux plis, eux-mêmes pourvus de petites bosses appelées villosités (il y en a environ 10 millions). En observant attentivement les photographies ci-dessus et en te servant du texte, quelles informations permettent de confirmer ou d infirmer ton hypothèse? [Sélectionner les informations utiles d une photographie] Exercice 5 : [C Exploiter des résultats] Pour vérifier si le passage des nutriments dans le sang a bien lieu au niveau de l intestin grêle, on a introduit une sonde dans le tube digestif pour prélever et analyser le contenu du tube à différents endroits au cours de la digestion. On a mesuré la quantité de glucides présents à la suite d un repas principalement constitué de sucres (glucides). 78

6 séance 2 Séquence 6 Ces mesures nous permettent-elles d affirmer que le passage des nutriments dans le sang a lieu au niveau de l intestin grêle? Justifie ta réponse. [Sélectionner les informations utiles d un graphique] Pour lire le graphique, tu peux t aider de la fiche méthodologique «Lire une courbe» située à la fin du livret. De plus, si tu as besoin d aide, reporte-toi à l annexe «Besoin d aide?» située à la fin de cette séquence. Exercice 6 : [C Réaliser un schéma fonctionnel] Complète le schéma ci-dessous en indiquant le passage des nutriments par deux ou trois flèches vertes, et en précisant où se trouve le sang pauvre en nutriments et le sang riche en nutriments (tu as deux flèches de légende à compléter). Cned, Sciences de la vie et de la Terre 5e 79

7 Séquence 6 séance 2 j e retiens L intestin grêle possède une grande surface richement vascularisée par des capillaires. Ceci favorise l absorption intestinale, c est-à-dire le passage des nutriments dans le sang au niveau de l intestin grêle. j applique mes connaissances Exercice 7 Sur le schéma bilan page suivante : - complète les légendes manquantes, - représente, par des flèches bleues, le trajet des aliments digérés dans le tube digestif, - localise l arrivée des enzymes digestives en faisant correspondre les numéros 2, 3 et 4 à la légende qui lui convient. N oublie pas de compléter la légende et de donner un titre précis au schéma. 80

8 séance 2 Séquence 6 ALIMENTS bouche foie pancréas NUTRIMENTS... EXCRÉMENTS... anus LÉGENDE : :... Points d arrivée des enzymes digestives : des glandes salivaires de la paroi de l estomac du pancréas de la paroi de l intestin grêle Titre :... Cned, Sciences de la vie et de la Terre 5e 81

9 Séquence 6 séance 2 Pour aller plus loin Exercice 8 Si vous avez vu le film «Super Size Me», vous savez que de nombreux jeunes américains sont obèses. Mais le surpoids gagne du terrain en France. Il s agit d une pandémie planétaire puisque la plupart des pays, même parmi les pays les plus pauvres, sont touchés (voir le graphique ci-dessous). En effet, ces pays changent peu à peu leur hygiène de vie et leurs habitudes alimentaires (trop de sucres et trop de graisses). Ils connaissent à leur tour les fast-food, le grignotage d aliments salés, gras, sucrés, et une sédentarité croissante. Ces comportements favorisent un déséquilibre des apports énergétiques par rapport aux besoins. Tout cela débouche inévitablement sur l obésité. Le souci, c est que les risques de maladies cardio-vasculaires augmentent avec le poids ; de la graisse se dépose dans les artères (on appelle ce dépôt une plaque d athérome) et l artère finit par être bouchée. D autres risques peuvent être reliés avec l obésité : diabète, maladies gastro-intestinales, apnées du sommeil, arthrose, etc. De même, certains cancers sont plus fréquents chez les personnes en surpoids. Aujourd hui, pour définir l obésité, on utilise l indice de masse corporelle (ou IMC). Il permet de comparer des personnes qui n ont pas le même poids. Cet indice met en relation la taille et le poids de la personne concernée : IMC = Poids (en kg) / Taille 2 (en m) On considère qu une personne est obèse si son IMC dépasse une certaine valeur (environ 27 pour les jeunes de 12 à 18 ans et environ 30 pour les adultes). En te servant du texte, explique en quoi les mauvais comportements alimentaires et le manque d activité physique sont un risque pour la santé. [Sélectionner les informations utiles d un texte] Si la question te pose problème, reporte-toi à l annexe «Besoin d aide?» située à la fin de cette séquence. 82

10 Séquence 6 ANNEXE «Besoin d aide?» Séance 1 Exercice 1 1- Pour réaliser le schéma, trouve, dans le texte, quel est l aspect du tube à la fin de l expérience de Réaumur et dessine ce tube. Recherche à quoi ressemble le morceau de viande à la fin de l expérience et schématise-le. 2- Trouve l hypothèse de Borelli dans le texte. 3- Confronte le résultat de l expérience réalisée par Réaumur à l hypothèse émise par Borelli et explique pourquoi celle-ci n est pas validée. Exercice 2 1- Qu a placé Spallanzani au début de l expérience dans chacun des deux tubes? Schématise le contenu des tubes sans oublier de légender. 2- Qu a-t-il observé dans chaque tube à la fin de l expérience? Schématise le résultat de l expérience. 3- Rédige la conclusion de l expérience puis indique si l hypothèse de Spallanzani est validée ou non. Rappel de l hypothèse de Spallanzani : «La digestion est un phénomène purement chimique : les aliments seraient rendus liquides par des substances chimiques sécrétées par les organes». Cned, Sciences de la vie et de la Terre 5e 83

11 Séquence 6 Séance 2 Exercice 3 Si tu as des difficultés pour répondre à la question, réponds, au brouillon, aux questions ci-dessous. 1- Compare les quantités de glucose contenues dans le sang entrant et dans le sang sortant de chaque organe du tube digestif. 2- Propose ensuite une hypothèse sur le lieu de passage du glucose de l appareil digestif vers le sang. Exercice 5 1- Dans quels organes le pourcentage de glucides reste-t-il à 100 %? 2- Dans quel organe ce pourcentage diminue-t-il? 3- Quelle conclusion peux-tu tirer de tes observations? Exercice 8 1- Surligne ou souligne dans le texte les comportements à risque pour la santé puis rédige une phrase pour les récapituler. 2- Cite les différentes conséquences de ces comportements. À présent, tu peux t amuser à calculer ton IMC, c est-à-dire ton Indice de Masse Corporelle. Utilise la formule indiquée dans le texte de l exercice pour le calculer. Si ton IMC n est pas idéal, pas de panique! Rappelle-toi que ton organisme est en «construction» et que les adolescents alternent parfois période de croissance du squelette et période de construction de masse musculaire. Ainsi, si ton IMC est trop faible, tu es peut-être en train de grandir et tu «grossiras» ensuite. Au contraire, si ton IMC est trop élevé, tu es peut-être en train de «grossir» mais tu grandiras certainement bientôt. Par contre, s il existe un trop grand écart entre ton IMC et l IMC idéal, interroge-toi : manges-tu suffisamment? Manges-tu de trop? Ton alimentation est-elle équilibrée? Fais-tu assez (ou trop) d activité physique par rapport à ce que tu manges? 84