Chap.1 : Où l'organisme trouve-t-il l'énergie nécessaire à son fonctionnement?

Transcription

1 Chap.1 : Où l'organisme trouve-t-il l'énergie nécessaire à son fonctionnement? I. Les modifications observables lors d'une activité physique. A. Comment l'organisme réagit-il à un effort physique? OC : L'activité physique s'accompagne de modifications au niveau de l'organisme : augmentation de la température, des rythme cardiaque et respiratoire. I3 et Coo : observation d'une vidéo ou image puis exprimer ses idées. Définitions : Rythme respiratoire : nombre de mouvements respiratoires pendant une minute. Rythme cardiaque : nombre de battements du cœur pendant une minute. Pendant une activité physique, la température de mon corps augmente et je me mets à transpirer, j ai soif, ma peau rougit également. Ma respiration se modifie : mon rythme respiratoire augmente et je respire plus profondément. Mon rythme cardiaque s accélère. Il faut de l énergie à mon corps pour effectuer cet effort : la preuve, l effort me donne faim. BILAN : Au cours d une activité musculaire, on observe des modifications à l échelle de l organisme : les fréquences cardiaque et respiratoire augmentent et la température corporelle s élève. B. Comment expliquer ces modifications? Dem 1 : formuler une hypothèse. On note au tableau les idées des élèves, leurs hypothèses. Chaque élève peut aller noter son hypothèse si elle n est pas rejetée d emblée par le bon sens.

2 Teneur en dioxygène (%) Hypothèse : ces changements sont dus aux besoins accrus des organes (muscles, cerveau) et à leur fonctionnement. Conséquence prévisible : si l hypothèse est vraie on doit pouvoir observer des besoins plus importants lors d'un effort qu'au repos. Leur fonctionnement doit aussi produire de la chaleur. Définition : Nutriments : substances solubles, issues de la digestion d'un aliment, utilisables par les organes (exemple : glucose) II. Comment les organes réagissent-ils lors d'une activité physique? A. Les besoins des organes : l'exemple des muscles. OC : les organes utilisent en permanence des nutriments et du dioxygène. Leurs consommations varient selon leur l'activité I2, Ra : S'informer à partir d'un graphique et conclure. Activité 1 : Teneur de dioxygène dans l'enceinte en fonction du temps Temps (minutes) Sans le muscle Avec le muscle Pour savoir si un organe, ici un muscle, a besoin de dioxygène, il faut savoir lire un graphique de façon correcte. Respecte les différentes étapes ci-dessous : Dans cette expérience on mesure :...(nom de l'axe des ordonnées (axe vertical) et son unité) en fonction du...(nom de l'axe des abscisses (axe horizontal) et son unité). Dans l'expérience témoin, la teneur en dioxygène ne varie pas : elle est constante à...(lire la valeur sur l'axe des ordonnées). En présence du muscle, la teneur en dioxygène... (diminue ou augmente : regarde l'allure de la courbe pour faire ton choix), elle est de... au début puis passe à... à la fin. (lire les valeurs sur l'axe des ordonnées). Compétence testée J'ai réussi si... Bilan I2 : savoir lire un graphique Je trouve toutes les bonnes réponses

3 glucose consommé (mg/min) De la lecture du graphique, j'en conclus qu'un organe, ici le muscle,... (consomme ou produit) du... Compétence testée J'ai réussi si... Bilan Raisonner : conclure Je trouve toutes les deux bonnes réponses 1. Quelle est le taux du dioxygène consommé au repos? lors d'une marche? 2. Comment évolue la consommation de dioxygène par le muscle lors d'un sprint? 3. Quel est le lien entre l'intensité de l'activité physique et la consommation de dioxygène par le muscle? Compétences testées J'ai réussi si... Bilan S'informer : savoir lire un graphique Les réponses aux questions 1&2 sont correctes. Raisonner : conclure La réponse à la question 3 est correcte. Pour savoir si le muscle se nourrit selon l'intensité de l'activité, on étudie le graphique suivant : exerciec peu intense exercice modéré exercice intense tps (min)

4 1. Quelle est la quantité de glucose dans le liquide au début et à la fin de l'expérience au cours d'un effort peu intense?(répondre à l'aide d'une phrase) 2. Quelle est la quantité de glucose dans le liquide au début et à la fin de l'expérience lors d'un effort modéré? (Répondre à l'aide d'une phrase) 3. Quelle est la quantité de glucose dans le liquide au début et à la fin de l'expérience lors d'un effort intense? (Répondre à l'aide d'une phrase) 4. Que pouvez-vous en conclure quant aux besoins des cellules en nutriments lors d'une activité physique? Compétences testées J'ai réussi si... Bilan S'informer : savoir lire un graphique Les réponses aux questions 1,2&3 sont correctes. Raisonner : conclure La réponse à la question 3 est correcte. BILAN : Les organes consomment du dioxygène et des nutriments. Les besoins augmentent en fonction de l'intensité de l'activité physique. B. Les productions des organes. OC : Les organes rejettent du CO2. Nutriments et dioxygène libèrent de l'énergie utilisée pour le fonctionnement des organes et est transférée sous forme de chaleur. I2, Ra, Coe5 : savoir lire un tableau et conclure mise en place du schéma-bilan. Evolution du taux de CO2 dans une enceinte contenant du tissu musculaire frais. Temps (min) Taux de CO2 (%) Quelle est le taux de CO2 au début de l'expérience? 2. Quelle est le taux de CO2 au bout de 30 minutes? 3. Quelle est le taux de CO2 au milieu de l'expérience? 4. Comment évolue le taux de CO2 au cours de l'expérience? (diminue ou augmente) 5. Que pouvez-vous en conclure? Compétences testées J'ai réussi si... Bilan S'informer : savoir lire un tableau Les réponses aux questions 1,2,3&4 sont correctes. Raisonner : conclure La réponse à la question 5 est correcte. Les muscles rejettent du dioxyde de carbone.

5 Enregistrement de la température des muscles du bras et de la cuisse, au repos (a) et en activité (b). 1. Décrire l'évolution de la température des muscles. Les muscles produisent du dioxyde de carbone et de l'énergie sous forme de chaleur. La transformation des nutriments en présence de dioxygène produit de l énergie selon la réaction chimique suivante : Nutriments + dioxygène dioxyde de carbone + eau + déchets ENERGIE Une partie de cette énergie est utilisée pour assurer le fonctionnement de l organe, l autre partie est dégagée sous forme de chaleur. 80 % chaleur et 20% force de contraction pour les muscles. Quand trop de chaleur dégagée, il faut l évacuer pour éviter que la t du corps n augmente pas trop : transpiration est le système de refroidissement. Schéma-bilan : les besoins et les productions des organes. Le faire en exercice avec eux : Compétence testée J'ai réussi si... Bilan Communiquer Coe 5 : réaliser un schéma fonctionnel J'ai respecté les légendes et leur couleur Chaque phrase-bilan a été correctement schématisée J'ai donné un titre au schéma Mon travail est précis et soigné Je n'ai rien oublié O 2 + nutriments CO 2 + déchets ENERGIE chaleur ORGANE

6 Les organes ne sont pas tous en contact direct avec l air atmosphérique qui contient le dioxygène et le tube digestif source des nutriments? D où un nouveau pb : Comment sontils approvisionnés? III. Comment les organes assurent-ils leur approvisionnement? A. Où les organes trouvent-ils ce dont ils ont besoin? OC : Les organes effectuent en permanence des échanges avec les sang, ils y prélèvent des nutriments et du dioxygène et ils y rejettent des déchets dont le dioxyde de carbone. I2 ; lire un tableau, Ra : conclure 1. Placez une lampe électrique derrière l oreille de votre binôme. Qu observez vous? 2. Faites la même expérience en plaçant la lampe devant vos doigts. Qu observez vous? 3. Quelle hypothèse pouvez-vous formuler? Définitions : Capillaire : vaisseau sanguin très fin où ont lieu les échanges entre le sang et les organes. Sang entrant dans le muscle au repos ( 100 ml) Sang sortant du muscle au repos ( 100 ml) Volume de dioxygène ( ml) Volume de dioxyde de carbone ( ml) Volume de glucose ( mg) 0,80 0,70 Mesures des volumes en dioxygène, en dioxyde de carbone et en glucose dans le sang entrant et dans le sang sortant du muscle au repos 4. Quelle est la teneur en dioxygène du sang entrant dans un muscle? sa teneur en glucose? en dioxyde de carbone? 5. Quelles est la teneur en dioxygène du sang sortant d'un muscle? sa teneur en glucose? en dioxyde de carbone? 6. En comparant les teneurs en dioxygène et nutriments du sang entrant et sortant du muscle que pouvez-vous en conclure? (le muscle prélève ou rejette...dans le sang) 7. En comparant les teneurs en dioxyde de carbone du sang entrant et sortant du muscle que pouvez-vous en conclure? 8. Votre hypothèse (réponse 3) est-elle validée?

7 Compétences testées J'ai réussi si... Bilan Démarche expérimentale : formuler une hypothèse. Réponse 3 : ma proposition est possible et ma phrase est une affirmation. S'informer : savoir lire un tableau Les réponses 4&5 sont correctes. Raisonner : savoir conclure Les réponses 6,7&8 sont correctes. BILAN : Tous les organes présentent une importante irrigation sanguine. Ils effectuent en permanence des échanges avec le sang : ils y prélèvent les nutriments et le dioxygène dont ils ont besoin et y rejettent le dioxyde de carbone et les autres déchets qu ils produisent. B. Les échanges varient-ils au cours d'un effort? OC : La consommation de nutriments, O2 et le rejet de déchets des organes varient selon leur activité. I2, Coe1 et Ra1. Pour évaluer les échanges des muscles avec le sang, des prélèvements sont réalisé dans le vaisseaux qui apporte le sang à l'organe (sang entrant) et dans le vaisseau qui sort de l'organe (sang sortant). Les résultats sont notés dans le tableau ci-dessous : Quantité mesurée dans 100mL de sang AU REPOS EN ACTIVITE Sang entrant Sang sortant Sang entrant Sang sortant Dioxygène (ml) Dioxyde de carbone (ml) Glucose (mg) La composition du sang à l'entrée et à la sortie d'un organe. 1. Quelle est la quantité de dioxygène dans le sang entrant dans le muscle au repos et en activité? 2. Quelle est la quantité de dioxygène dans le sang sortant du muscle au repos et en activité? 3. Quelle est la quantité de glucose dans le sang entrant dans le muscle au repos et en activité? 4. Quelle est la quantité de glucose dans le sang sortant du muscle au repos et en activité? 5. Quelle est la quantité de dioxyde de carbone dans le sang entrant dans le muscle au repos et en activité? 6. Quelle est la quantité de dioxyde de carbone dans le sang sortant dans le muscle au repos et en activité? 7. En comparant vos réponses, que pouvez-vous en conclure quant aux échanges en fonction de l'activité physique? Compétences testées J'ai réussi si... Bilan S'informer : savoir lire un tableau Les réponses aux questions 1,2,3&4 sont correctes. Raisonner : conclure La réponse à la question 5 est correcte.

8 Plus les organes ont une activité intense, plus leur consommation en dioxygène et en nutriments augmente et plus ils produisent de dioxyde de carbone et de déchets. Au repos En activité Organes Total ml /min Total ml /min Muscles Peau Reins Pour satisfaire ces échanges plus importants, le débit de sang qui irrigue l organe augmente. Bilan du chapitre 1 : Toutes les modifications du fonctionnement de l organisme provoquées par l activité physique (augmentation du rythme respiratoire et cardiaque, et de la température corporelle) sont dues à une augmentation des échanges entre le sang et les organes, augmentation nécessaire pour fournir aux organes du dioxygène et des nutriments. Ces derniers vont être utilisés pour produire l énergie supplémentaire dont l organe a ont besoin pour fonctionner, mais aussi des déchets qui seront pris en charge par le sang. A la maison réaliser le schéma-bilan du chapitre voir "fiche schéma-bilan chapitre 1" "Compléter le schéma bilan ci-dessous pour qu il devienne fonctionnel et qu il reflète ainsi tout ce que nous avons découvert à l échelle des organes dans ce chapitre."