Activité 38 : Découvrir comment certains déchets issus de fonctionnement des organes sont éliminés de l organisme

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1 Activité 38 : Découvrir comment certains déchets issus de fonctionnement des organes sont éliminés de l organisme 1. EXTRAITS REFERENTIELS DU BO Partie du programme : Fonctionnement de l organisme et besoin en énergie Notions. contenus Compétences Exemples d activités Décrire le trajet des déchets depuis le sang jusqu à l extérieur de l organisme. Les déchets dont le dioxyde de carbone sont éliminés. Ra- comparaison des teneurs en dioxyde de carbone de l air inspiré et de l air expiré. Le dioxyde de carbone est éliminé dans l air expiré au niveau des poumons. Compléter le schéma fonctionnel de l alvéole. Les autres déchets sont excrétés au niveau des reins qui fabriquent l urine. I- observation d un appareil urinaire humain sur un écorché ou sur des radiographies. Observation de la vascularisation du rein. C- schématisation de l excrétion au niveau de l alvéole pulmonaire et du rein. 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? Chapitre III. Comment se réalise la production d énergie nécessaire au fonctionnement des organes (muscles)? Chapitre IV. Comment le sang est-il approvisionné en 0 2 à partir de l air extérieur? Chapitre V. Comment certaines substances nocives peuvent-elles perturber le fonctionnement de l appareil respiratoire? Chapitre VI. Comment le sang est-il approvisionné en nutriments à partir de la consommation des aliments? Chapitre VII. Quels sont les besoins quantitatifs en aliments de notre organisme? Chapitre VIII. Comment les déchets issus du fonctionnement de nos organes sont-ils éliminés? 1. Le cas du dioxyde de carbone 2. Le cas d autres déchets PIERRON 2006 Page 1/13

2 3. PRESENTATION DE L ACTIVITE - Objectifs de connaissances Déchets issus du fonctionnement des organes (exemple : l urée) La fonction urinaire (rein, urine) participe à l élimination des déchets présents dans le sang Relations entre sang et urine au niveau des reins - Objectifs méthodologiques et/ou technologiques Réaliser une démarche scientifique Saisir des informations - Liste du matériel : Modèle de rein démontable Réf Réactif de l urée : xanthydrol Réf Intégration pédagogique On rappellera la production permanente de C0 2 par les organes et le rejet de ce gaz grâce à la fonction respiratoire. D autres déchets sont produits par les organes, l urée notamment provenant de la dégradation des aliments protidiques (les viandes par exemple). La production d urée sera d autant plus importante que la quantité de protides consommés est grande. L urée dans le sang est un produit toxique, très dangereux au delà de 2g/l (crise d urémie). On peut appliquer une démarche scientifique, hypothético-déductive à cette leçon. On partira d un constat : le taux d urée dans le sang reste constant quel que soit la richesse en protides de l alimentation. Ceci suggère l élimination de ce déchet par l organisme. Ce document initiateur pose le problème scientifique du jour : «Comment se réalise l élimination de l urée par l organisme?» Diverses propositions peuvent être faites par les élèves notamment sur le rôle de la fonction urinaire. S agit-il bien de la fonction urinaire, alors on doit repérer (conséquences prévisibles) : une relation entre le sang et l urine de l urée dans l urine éliminée quotidiennement Les deux pistes seront successivement examinées en s appuyant sur plusieurs indices concernant les relations entre le sang et l urine : - L exploitation d une urographie permettra d établir une relation au niveau de l appareil urinaire. L observation des supports anatomiques montre alors que les reins représentent une zone de contact entre un réseau sanguin et un réseau urinaire. concernant les rejets grâce à la fonction urinaire : - On cherchera l urée dans l urine par l exploitation d un tableau chiffré ou par une démonstration réalisée par le professeur sous caméra par utilisation d un réactif spécifique de l urée (le xanthydrol en solution méthanolique). NB : cette manipulation ne doit pas être réalisée directement par les élèves. Dans tous les cas, on montre que la fonction urinaire permet d éliminer à l extérieur des produits de déchet. PIERRON 2006 Page 2/13

3 Fiche élève - 5 e Nom : Prénom : Classe : Date : Evaluation expérimentale S.V.T Activité 38 : Découvrir comment certains déchets issus de fonctionnement des organes sont éliminés de l organisme 1. Rappel : Le dioxyde de carbone (CO 2 ) est produit en permanence par les organes ; l organisme rejette ce produit de déchet grâce à.. Information supplémentaire : D autres déchets sont produits par les organes ; l urée notamment, provenant de la dégradation des aliments protidiques (les viandes par exemple). La production d urée sera d autant plus importante que la quantité de protides consommés est grande. L urée dans le sang est un produit toxique, très dangereux au delà de 2 g/l (crise d urémie). Constat : On mesure la concentration d urée dans le sang en fonction de l alimentation protidique. Concentration d urée dans le sang (en g/l) Alimentation pauvre en protides Alimentation riche en protides 0,3 0,3 2. Comparez les dosages et proposez une explication en prenant en compte l information supplémentaire Du constat vers le problème scientifique : 3. Comment se réalise... par l organisme? PIERRON 2006 Page 3/13

4 Fiche élève - 5 e Du problème scientifique vers des propositions de réponse (hypothèses) : 4. Proposez une hypothèse au problème posé en précisant vos arguments. De l hypothèse vers les résultats attendus : 5. Si la fonction urinaire permet l élimination de l urée, alors on doit repérer : Tester les résultats attendus : 1 er indice : Exploitation d une urographie L urographie est un examen médical radiologique par rayons X permettant de vérifier le fonctionnement de l appareil urinaire. On injecte dans le sang un produit opaque aux rayons X. Le produit, à base d iode, sera visible sur la radio par son aspect blanc opaque. On peut donc «suivre» ce produit dans l organisme. PIERRON 2006 Page 4/13

5 Fiche élève - 5 e 6. Tirez des traits de rappels horizontaux à partir des organes où l on repère le produit injecté. Attention, les rayons X permettent également de voir les os avec un aspect blanc. 7. Complétez les annotations en mettant les termes «vessie, uretère, rein». 8. Rappelez où a été injecté le produit à base d iode. 9. Précisez où l on retrouve ce produit après quelques minutes Que peut-on en déduire? 2 ème indice : Les données anatomiques à partir d une dissection. 11. Annotez le cliché (schéma) proposé. Vous mettrez les termes «rein, uretère, vessie, artère rénale, veine rénale» PIERRON 2006 Page 5/13

6 Fiche élève - 5 e 12. Complétez la phrase bilan suivante : «L observation de l urographie et des supports anatomiques montrent que les représentent une zone de entre un réseau.. et un réseau... 3 ème indice : Rechercher des produits de déchet dans l urine. On réalisera la manipulation suivante : Réactif de l urée Réactif de l urée Eau distillée Urine 13. Exploitez les résultats de la manipulation proposée : PIERRON 2006 Page 6/13

7 Fiche élève - 5 e On dose certains constituants du sang et de l urine : Substances Sang urine Eau 900 g/l 950 g/l Protéines 70 g/l 0 g/l Lipides 5 g/l 0 g/l Glucides 1 g/l 0 g/l Urée 0,3 g/l 20 g/l 14. Quel est le constituant principal de l urine?. 15. Quelle est l origine de ce constituant?. 16. Y a-t-il des produits alimentaires dans l urine?. 17. Y a-t-il des déchets dans l urine et à quelle concentration? 18. Comparez cette teneur à celle du même produit dans le sang. Que peut-on en déduire? Utilisez les termes suivants «éliminé, concentré, filtré, rein, sang, urine» pour compléter la phrase suivante et réalisez un schéma bilan en y portant les mêmes annotations : Au niveau des., le.. est. L urée est.. dans l Celle-ci, est ensuite. à l extérieur. PIERRON 2006 Page 7/13

8 FICHE ELEVE CORRIGÉE Activité 38 : Découvrir comment certains déchets issus de fonctionnement des organes sont éliminés de l organisme 1. Rappel : Le dioxyde de carbone (CO 2 ) est produit en permanence par les organes ; l organisme rejette ce produit de déchet grâce à la respiration (expiration). Information supplémentaire : D autres déchets sont produits par les organes ; l urée notamment, provenant de la dégradation des aliments protidiques (les viandes par exemple). La production d urée sera d autant plus importante que la quantité de protides consommés est grande. L urée dans le sang est un produit toxique, très dangereux au delà de 2 g/l (crise d urémie). Constat : On mesure la concentration d urée dans le sang en fonction de l alimentation protidique. Concentration d urée dans le sang (en g/l) Alimentation pauvre en protides Alimentation riche en protides 0,3 0,3 2. Comparez les dosages et proposez une explication en prenant en compte l information supplémentaire Les dosages montrent que la concentration d urée dans le sang reste constante quelque soit le type d alimentation protidique. L alimentation riche en protides devrait conduire à une plus forte concentration d urée dans le sang, ce qui n est pas le cas ; on peut proposer que l organisme élimine l excès d urée produit. Du constat vers le problème scientifique : 3. Comment se réalise l élimination de l urée présente dans le sang par l organisme? Du problème scientifique vers des propositions de réponse (hypothèses) : 4. Proposez une hypothèse au problème posé en précisant vos arguments. De l urine est éliminée régulièrement à l extérieur ; la fonction urinaire peut-être le support de l élimination de produits de déchet. (D autres propositions seront faites par les élèves : selles, transpiration : il s agira d expliquer pourquoi ces hypothèses ne seront pas retenues). PIERRON 2006 Page 8/13

9 De l hypothèse vers les résultats attendus : 5. Si la fonction urinaire permet l élimination de l urée, alors on doit repérer : - Une relation entre le sang et l urine - La présence d urée dans les urines Tester les résultats attendus : 1 er indice : Exploitation d une urographie L urographie est un examen médical radiologique par rayons X permettant de vérifier le fonctionnement de l appareil urinaire. On injecte dans le sang un produit opaque aux rayons X. Le produit, à base d iode, sera visible sur la radio par son aspect blanc opaque. On peut donc «suivre» ce produit dans l organisme. rein uretère vessie 6. Tirez des traits de rappels horizontaux à partir des organes où l on repère le produit injecté. Attention, les rayons X permettent également de voir les os avec un aspect blanc. 7. Complétez les annotations en mettant les termes «vessie, uretère, rein». 8. Rappelez où a été injecté le produit à base d iode. Dans le sang PIERRON 2006 Page 9/13

10 9. Précisez où l on retrouve ce produit après quelques minutes. Au niveau des reins et de la vessie. 10. Que peut-on en déduire? Il existe une relation entre le sang et l urine 2 ème indice : Les données anatomiques à partir d une dissection. artère rénale veine rénale rein uretère vessie 11. Annotez le cliché (schéma) proposé. Vous mettrez les termes «rein, uretère, vessie, artère rénale,» 12. Complétez la phrase bilan suivante : «L observation de l urographie et des supports anatomiques montrent que les reins représentent une zone de contact entre un réseau sanguin et un réseau urinaire. PIERRON 2006 Page 10/13

11 3 ème indice : Rechercher des produits de déchet dans l urine. On réalisera la manipulation suivante : Réactif de l urée Réactif de l urée Eau distillée Urine 13. Exploitez les résultats de la manipulation proposée : Le réactif de l urée réagit par un précipité au contact de l urine. Cela signifie que celle-ci contient de l urée. La manipulation témoin avec eau distillée ne montre pas de réaction du fait de l absence d urée. PIERRON 2006 Page 11/13

12 On dose certains constituants du sang et de l urine : Substances Sang urine Eau 900 g/l 950 g/l Protéines 70 g/l 0 g/l Lipides 5 g/l 0 g/l Glucides 1 g/l 0 g/l Urée 0,3 g/l 20 g/l 14. Quel est le constituant principal de l urine? L eau 15. Quelle est l origine de ce constituant? L eau constituant le sang 16. Y a-t-il des produits alimentaires dans l urine? Non 17. Y a-t-il des déchets dans l urine et à quelle concentration? Oui, de l urée à la concentration de 20g/L. 18. Comparez cette teneur à celle du même produit dans le sang. Que peut-on en déduire? La teneur de l urée dans l urine est nettement supérieure à la teneur de l urée dans le sang. L urée se concentre dans l urine. 19. Utilisez les termes suivants «éliminé, concentré, filtré, rein, sang, urine» pour compléter la phrase suivante et réalisez un schéma bilan en y portant les mêmes annotations : Au niveau des reins, le sang est filtré. L urée est concentrée dans l urine. Celle-ci, est ensuite éliminée à l extérieur. Urée Sang Rein Filtration du sang ; production d urine ; concentration de l urée Elimination de l urine Urine avec Urée concentrée PIERRON 2006 Page 12/13

13 PISTES D EVALUATION QUESTIONS RESULTATS BAREME OBJECTIFS 1 Savoir mobiliser des prérequis 1 2 Savoir saisir des informations et les mettre en 1 relation 3 Savoir formuler un problème biologique à partir de faits 1 4 Savoir formuler des hypothèses 1 5 Savoir formuler les conséquences prévisibles de 1 l hypothèse 6 Saisir des informations à partir d un cliché 1 7 Savoir communiquer par une forme graphique 1 8 Savoir mobiliser des pré requis 1 9 Savoir saisir des informations 1 10 Savoir mettre des données en relation 1 11 Savoir communiquer par une forme graphique 1 12 Savoir rédiger un bilan 2,5 13 Savoir saisir des informations et les mettre en 1 relation 14 Savoir saisir des informations à partir d un 0,5 tableau chiffré 15 Savoir saisir des informations à partir d un 0,5 tableau chiffré 16 Savoir saisir des informations à partir d un tableau chiffré 0,5 17 Savoir saisir des informations à partir d un tableau chiffré 18 Savoir raisonner 1 19 Savoir rédiger une synthèse 2,5 TOTAL 20 0,5 PIERRON 2006 Page 13/13

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