ACTIVITE 4 : la distribution du dioxygène et du glucose aux organes

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1 ACTIVITE 4 : la distribution du dioxygène et du glucose aux organes Ce que nous savons : Pour pouvoir produire de l énergie et fonctionner, les cellules ont besoin de dioxygène et de glucose. Le dioxygène provient de l air inspiré par nos poumons. Le glucose, qui est un nutriment, provient de la digestion des aliments dans le tube digestif. Comment le dioxygène et les nutriments parviennent-ils jusqu aux cellules de nos organes? Formule une ou plusieurs hypothèses et présente-les à ton professeur : Fais les trois ateliers proposés puis valide ou corrige ton hypothèse de départ en justifiant ta réponse. Tu préciseras les caractéristiques facilitant ces passages : Je valide quelle piste? Un capillaire sanguin est un vaisseau sanguin très fin situé à l intérieur des organes.

2 ATELIER 1 - Gros plan sur les poumons Document 1 : des nombres étonnants! Nos deux poumons, à l âge adulte, sont composés de très nombreuses alvéoles pulmonaires : environs 700 millions pour les deux. Elles sont en contact avec des capillaires sanguins très fins. On estime à 2400 km la longueur totale des capillaires dans les 2 poumons. La paroi qui sépare le sang de l air au niveau des alvéoles est extrêmement fine 0.7µm (un micromètre : µm, est égal à 1/1000 de mm). Chez un être humain, l aire de l ensemble de la paroi séparant l air du sang est d environ 200m² soit l équivalent d un terrain de tennis! Document 2 : Schéma fonctionnel simplifié des alvéoles pulmonaires et des vaisseaux sanguins qui les entourent (D après Biologie en Flash) Sang quittant les alvéoles Quantité de O2 = 20mL Pour 100mL de sang Alvéole pulmonaire Air expiré Dioxygène =15% Air inspiré Dioxygène = 21% Sang entrant dans les alvéoles Quantité de O 2 = 15mL Pour 100mL de sang Bronchiole Capillaire sanguin 1- Lis les documents ci-dessus puis observe au microscope, au fort grossissement, la lame de poumon sain proposée. 2- Appelle ton professeur afin qu il vérifie ton observation et complètes les légendes du document suivant en utilisant les mots suivants : alvéole pulmonaire / paroi de l alvéole / capillaire sanguin. 3- Donnes un titre. Titre :

3 Document 3 : des nombres étonnants! ATELIER 2 - Gros plan sur l intestin grêle L intestin grêle peut mesurer entre 6 et 8m de long pour un diamètre de 2.5 à 3cm. C est le plus long conduit du tube digestif : il est équivalent à la hauteur de deux étages d immeuble! Mais ce n est pas tout. Il a aussi une très grande surface de sa paroi interne : elle présente des replis qui eux-mêmes ont des replis appelés villosités intestinales. Ainsi, si on dépliait intégralement cette paroi interne, on aurait une surface proche de celle d un terrain de tennis (260m 2 ). Les cellules de la paroi intestinale sont en contact avec de très nombreux capillaires sanguins, dont on estime la longueur totale à 2800 km dans l intestin grêle. La paroi séparant le sang des nutriments est par ailleurs extrêmement fine, environ 0.4µm (1µm = 0.001mm). Document 4 : schéma d une portion d intestin grêle et quantité de nutriments dans le sang entrant et dans le sang sortant de l intestin grêle. 4- Lis les documents 3 et Fais l observation microscopique d une coupe d intestin grêle (X40) 6- légende et titre les documents ci-dessous en utilisant les mots suivants : lumière de l intestin / paroi de l intestin / photocopie d une coupe d intestin grêle observée au microscope (x40) 1 Repli Capillaires sanguins à l intérieur d une villosité intestinale (1)

4 Document 5 : irrigation sanguine d un muscle ATELIER 3 - Gros plan sur un organe Un muscle est formé d un ensemble de cellules musculaires appelées fibres musculaires. Les muscles sont des tissus très irrigués, c est-à-dire qu ils sont alimentés en sang par de très nombreux capillaires sanguins : 1500 à 3000 par mm 2! L apport en sang, au niveau des capillaires d un muscle, varie en fonction de l activité du muscle. Eléments mesurés dans 100mL de sang Dioxygène Glucose Sang entrant Dans le muscle 20mL 90mg Eléments mesurés dans 100mL de sang Dioxygène Glucose Sang sortant du muscle (Au repos) 15mL 80mg Document 6 : irrigation sanguine de la main et zoom sur l intérieur des capillaires de ses muscles. Artériole Capillaire sanguin Diamètre capillaire 10µm Globule rouge 7µm Irrigation sanguine de la main Document 7 : vaisseaux sanguins et organes Artériole Capillaires sanguins Intestin grêle de rat et vaisseaux sanguins l irrigant Alvéoles pulmonaires et capillaires sanguins les entourant (MEB) Muscle et son réseau de vaisseaux sanguins 7- Ecris ce qu il y a de commun au niveau des différents organes du document 7 : N oublie pas de revenir à ton hypothèse de départ, de la valider ou non, sans oublier de justifier ta réponse.

5 Comment le dioxygène et les nutriments parviennent-ils jusqu aux cellules de nos organes? Je valide quelle piste? Mon hypothèse :.. ATELIER 1 - Gros plan sur les poumons - Observation microscopique d une lame de poumon sain : Titre :... - Schéma d une alvéole pulmonaire: Légende en utilisant : capillaire sanguin / alvéole pulmonaire / sang arrivant à l alvéole pauvre en dioxygène / sang quittant l alvéole riche en dioxygène / air inspiré riche en dioxygène / air expiré pauvre en dioxygène Indique par une flèche le trajet du dioxygène contenu dans l air des alvéoles.

6 CONCLUSION : En utilisant toutes les informations ci-dessus, explique : - Où le dioxygène de l air passe-t-il? - Quelles sont les 3 caractéristiques de la surface des alvéoles qui facilitent ce passage du dioxygène? Le devenir des nutriments : ATELIER 2 - Gros plan sur l intestin grêle 1 Repli Capillaires sanguins à l intérieur d une villosité intestinale (1) Comment évolue la quantité de nutriments dans les 4 organes cités? Qu indique la diminution de la quantité de nutriments dans la lumière l intestin grêle et son augmentation dans le sang sortant de l intestin grêle?

7 - Schéma d une villosité intestinale : Complète le schéma ci-dessous en plaçant les mots suivants au bon endroit : nutriments / lumière intestinale / capillaires sanguins / villosité intestinale CONCLUSION : En utilisant toutes les informations ci-dessus, explique : - Où les nutriments de l intestin grêle passent-t-ils? - Quelles sont les 3 caractéristiques de la surface de la paroi de l intestin grêle qui facilitent ce passage des nutriments? ATELIER 3 - Gros plan sur un organe Capillaires sanguins Artériole Muscle Artère carotide Capillaire sanguin Irrigation sanguine du haut du corps Irrigation sanguine d un muscle

8 Qu observes-tu au niveau de la main, des muscles et du cerveau? CONCLUSION : Comment les nutriments et le dioxygène parviennent-ils jusqu aux cellules des organes? Valide ou non ton hypothèse en justifiant ta réponse

9 A4 «Coup de pouce» - Distribution de O2 et nutriments aux organes Besoin d un coup de pouce? Piste verte Comment le dioxygène et les nutriments parviennent-ils jusqu aux cellules de nos organes? Pour commencer, relis bien la consigne : il y a une grande question. Pour écrire ton hypothèse : Tu peux commencer par : «Je pense que», ou «Je suppose que «ou «Je fais l hypothèse que» Il faut réfléchir à partir de ce que tu connais : - L AIR expiré contient moins de O2 que l air inspiré Donc, au niveau de l alvéole pulmonaire, où l air arrive après avoir traversé tout l appareil respiratoire, du O2 va partir ailleurs. - Les NUTRIMENTS : ils se forment dans le tube digestif et on en retrouve beaucoup au début de l intestin grêle mais plus du tout à la fin. Ils ont donc disparu à ce niveau, mais pour aller où? A TOI DE FAIRE UNE PROPOSITION = HYPOTHESE Atelier 1 : gros plan sur les poumons Il te permet de comprendre ce que devient le O 2 au niveau des alvéoles Pour légender : imagine le poumon, tel que nous l avons observé. C est comme si l on avait coupé une tranche très, très fine de ce poumon et qu on l avait placée entre lame et lamelle. - Les parties qui te semblent vides étaient remplies d air, elles correspondent à (1). - Les poumons sont remplis de capillaires sanguins. Donc, dans une coupe, il n apparait souvent que la section correspondant à ce vaisseau sanguin, ce qui ressemble ici à une sorte de rond (2) - A cela, il ne faut pas oublier les cellules qui limitent les alvéoles et forment donc (3) Pour écrire le titre : regarde s il s agit d une photo, d un dessin fonctionnel, d un dessin, d un schéma : écris-le. Puis ajoute ce que cela représente. Enfin, si c est une observation au microscope, précise-le sans oublier le grossissement (X ) Pour exploiter l ensemble des documents et pouvoir répondre à la problématique : 1) Compare la quantité de O2 de l air entrant et de l air sortant des poumons 2) Compare la quantité de O2 du sang entrant et sortant de l alvéole 3) Où est donc passé le O2 initialement présent dans les alvéoles? 4) Pour comprendre ce passage du O2, lis attentivement le document 1 et trouve les trois caractéristiques de la surface entre l air (des alvéoles) et le sang qui facilitent ce passage du O2 vers le sang. Atelier 2 : gros plan sur l intestin grêle Il te permet de comprendre ce que deviennent les nutriments au niveau de l intestin grêle Pour légender : le tube digestif comme son nom l indique est un tube délimité par une paroi, et à l intérieur, c est plus ou moins vide (il y a ici des nutriments en plus ou moins grande quantité). Pour observer l intestin grêle entre lame et lamelle, on lave ce «tuyau», on réalise une très, très fine tranche que l on place entre lame et lamelle. - La lumière de l intestin, correspond à l intérieur du «tuyau» : si on plaçait une lumière d un côté, on pourrait observer la lumière de l autre! - une paroi, peut être composée de plusieurs couches successives de cellules, elle peut présenter des replis, ce qui augmente sa surface en contact avec les nutriments par exemple. Ne pas oublier d écrire le titre en bas. Pour exploiter l ensemble des documents et pouvoir répondre à la problématique : 5) Compare la quantité de nutriments entre le sang entrant et le sang sortant de l intestin grêle. 6) A l aide du tableau, explique ce qui est différent au niveau de l intestin grêle /aux autres organes? 7) Que peux-tu alors conclure du devenir des nutriments dans l intestin grêle? 8) Pour comprendre comment se fait le passage des nutriments de la lumière de l intestin grêle vers les capillaires sanguins, lis le doc.3 et trouve les trois caractéristiques qui favorisent ce passage. Atelier 3 : gros plan sur un organe Il te permet de comprendre comment, après leur passage dans les capillaires, le O 2 et les nutriments arrivent finalement aux cellules des organes. 9) Que retrouve-t-on de commun entre les différents organes de notre corps? 10) Conclue en répondant à la question (texte court) et valide ou non ton hypothèse de départ.