Sommaire de la séquence 11 «Tu as vu Pierre, depuis son accident? Oui, son casque lui a sauvé la vie, mais il risque d être bloqué sur un fauteuil roulant. Mais comment est-ce arrivé? Eh bien, en fait, il m a dit qu il n avait pas entendu venir la voiture.» Tu vas, dans cette séquence, chercher à déterminer les liens qui existent entre les informations qui nous arrivent et nos réactions. Problématique : Comment l organisme répond-il aux stimulations de l environnement? t Séance 1 L information transite par le système nerveux pour créer une réaction t Séance 2 Les réactions de l organisme sont contrôlées Ce cours est la propriété du Cned. Les images et textes intégrés à ce cours sont la propriété de leurs auteurs et/ou ayants droit respectifs. Tous ces éléments font l objet d une protection par les dispositions du code français de la propriété intellectuelle ainsi que par les conventions internationales en vigueur. Ces contenus ne peuvent être utilisés qu à des fins strictement personnelles. Toute reproduction, utilisation collective à quelque titre que ce soit, tout usage commercial, ou toute mise à disposition de tiers d un cours ou d une œuvre intégrée à ceux-ci sont strictement interdits. Cned-2009
séance 1 Séquence 11 Séance 1 L information transite par le système nerveux pour créer une réaction je m interroge Pierre n a pas entendu la voiture venir, et il n a pas pu l éviter. Tu vas chercher à comprendre pourquoi. Comment notre organisme répond-il aux informations que lui envoie notre environnement? Exercice 1 : [I Rechercher, extraire et organiser l information utile] Nous sommes soumis à plusieurs types de stimulations. Les textes suivants vont t en indiquer certaines, ou les organes qui les reçoivent. «Le bruit strident de l alarme oblige Jacques à se boucher les oreilles.» «Au moment du repas, attiré par l odeur des brochettes, Rudy entre dans la cuisine afin de se mettre à table.» «Somnolente, Laurence sent quelque chose avancer le long de son bras. Lorsqu elle ouvre les yeux, elle pousse un cri : une araignée est en train de remonter vers sa figure.» «En goûtant son poulet au curry, Marie sent les larmes lui monter aux yeux : décidément, elle ne supporte vraiment pas les plats épicés.» À l aide des informations qu ils contiennent, tu vas compléter ce tableau et lui donner un titre. [Sélectionner des informations et communiquer par un tableau] Titre :... Type(s) de stimulation(s) Organe(s) qui perçoi(ven)t la stimulation Réaction de l organisme Organe(s) mis en jeu dans la réaction de l organisme Marie Jacques Rudy Laurence Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e 55
Séquence 11 séance 1 Exercice 2 : 1 [I Rechercher, extraire et organiser l information utile] «Suite à un accident de vélo, Marc a perdu l usage de sa jambe droite. Ses muscles, ses tendons et ses articulations sont intacts, mais son nerf sciatique sectionné.» «Pierre a été percuté par une voiture, sa colonne vertébrale a été brisée. Un mois plus tard, les os sont ressoudés mais sa moelle épinière ne se réparera jamais, il ne pourra plus jamais marcher, ses jambes ne répondant plus.» «Ce matin, Marie s est effondrée, victime d une «attaque cérébrale» (due à une hémorragie cérébrale 1 ). Elle est encore en vie, mais elle ne peut plus bouger le côté droit». 1. Hémorragie cérébrale : saignement survenu au niveau du cerveau. 56 Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e
séance 1 Séquence 11 Place sur le schéma du système nerveux de la souris, les zones correspondant aux endroits où chacune des personnes a été blessée. À l aide de flèches de couleur, retrace le trajet de l information entre le moment où une personne décide d un mouvement et la réalisation de ce mouvement. [Compléter un schéma] Exercice 3 : [C Réaliser un schéma fonctionnel] à l aide de tes connaissances, complète ce schéma pour représenter la réaction d un sportif qui doit attraper un ballon qu on lui lance, en indiquant le rôle de chaque organe et le trajet de l information. [Utiliser ses connaissances] organe des sens nerf sensitif cerveau moelle épinière nerf moteur muscle j e retiens La commande du mouvement est assurée par le système nerveux qui met en relation les organes sensoriels et les muscles. Un mouvement peut répondre à une stimulation extérieure, reçue par un organe sensoriel : le récepteur. (Exercice 1) Le message nerveux sensitif correspondant est transmis aux centres nerveux (cerveau et moelle épinière) par un nerf sensitif. Les messages nerveux moteurs sont élaborés et transmis par les centres nerveux et les nerfs moteurs jusqu aux muscles : les effecteurs du mouvement. (Exercices 2 et 3) Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e 57
Séquence 11 séance 1 Pour aller plus loin Exercice 4 : [C Exploiter des résultats d expérience] Afin de déterminer le rôle de chaque organe dans le système nerveux, on a effectué une série d expériences sur des grenouilles que l on a ensuite mises en présence d une stimulation afin de les faire fuir : Expériences Réactions de la grenouille Section du nerf sciatique La grenouille est effrayée mais elle ne peut pas fuir. Section du nerf optique Aucune réaction Section de la moelle épinière La grenouille est effrayée mais elle ne peut pas fuir. Destruction du cerveau Aucune réaction à l aide de tes connaissances et de l utilisation des données figurant dans le tableau, décris le trajet de l information qui aurait dû conduire à la fuite, en le justifiant par le comportement de la grenouille. [Utiliser des informations pour justifier] 58 Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e
séance 2 Séquence 11 Séance 2 Les réactions de l organisme sont contrôlées je m interroge Tu viens de voir qu il y avait un lien direct entre la réception d une information et la réaction de l organisme. Pourtant, certaines réactions ne sont pas des mécanismes simples. Comment se construisent nos différentes réactions? Exercice 5 : [C Exploiter des résultats d observation] «C est normal que nous puissions réagir de manière complexe, notre cerveau nous permet d élaborer ces réactions.» Pour vérifier cette hypothèse, on peut analyser les modifications repérables de l activité du cerveau, ou de certaines de ses parties, lors d une action (par exemple la rencontre d une personne que nous connaissons). Pour cela, sachant que, lorsqu un organe est actif, le flux sanguin qui l irrigue est plus important, on va mesurer la quantité de sang qui circule dans le cerveau en fonction de la stimulation. La circulation sanguine apparaît sous la forme de taches de couleur. À l aide des informations données sous les images, justifie la phrase : «notre cerveau élabore nos réactions en plusieurs étapes.» [Utiliser des informations pour justifier] Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e 59
Séquence 11 séance 2 Exercice 6 : [I Rechercher, extraire et organiser l information utile] D accord, les nerfs transmettent des informations, mais comment ces informations arrivées au cerveau sont-elles transmises entre ses différentes zones? Y a-t-il aussi des nerfs? Dans le cerveau, on observe une catégorie de cellules spécialisées, les neurones, qui se transmettent des informations. Ces cellules sont très nombreuses (plusieurs milliards) et forment des réseaux denses et complexes. À l aide des informations apportées par ces documents, propose une hypothèse pour expliquer comment les informations transitent entre les aires cérébrales (zones du cerveau assurant certaines fonctions). [Formuler une hypothèse] 60 Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e
séance 2 Séquence 11 Exercice 7 : [I Observer] Une hypothèse que tu as pu formuler est : «l information transite entre les aires cérébrales par l intermédiaire des liaisons existant entre les cellules nerveuses.» Le schéma ci-dessous décrit l une de ces liaisons. À partir des informations de ce schéma, indique si l hypothèse : «l information transite entre les aires cérébrales par l intermédiaire des liaisons existant entre les cellules nerveuses» est vraie ; décris la manière dont les informations transitent entre deux cellules. [Communiquer par un texte] d aide?» à la fin de la séquence j e retiens Le cerveau est un centre nerveux qui analyse les messages nerveux sensitifs (perception) et élabore en réponse des messages nerveux moteurs. (Exercice 5) Les cellules du système nerveux, les neurones, communiquent entre elles par l intermédiaire de substances chimiques. (Exercices 6-7) Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e 61
Séquence 11 séance 2 Pour aller plus loin Exercice 8 : [C Exploiter des résultats d expériences] Sur les schémas ci-dessous, on présente la réaction du cerveau à deux stimulations différentes, la vue d un objet et l écoute d un son : Compare les informations apportées par ces schémas pour justifier la phrase : «les informations sensorielles sont traitées par le cerveau dans des zones spécialisées.» [Utiliser des informations pour justifier] 62 Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e
Séquence 11 ANNEXE «Besoin d aide?» Séance 1 Exercice 1 lire le tableau pour déterminer les informations demandées, lire les textes afin de trouver les informations demandées pour chaque personne, compléter le tableau. Exercice 2 repérer les organes blessés pour chacune des personnes, placer ces informations sur le schéma, tracer le parcours de l information nerveuse grâce à des flèches. Exercice 3 Pour effectuer cet exercice, tu dois utiliser la fiche méthode sur le schéma fonctionnel et : identifier les étapes nécessaires pour attraper un ballon, déterminer les organes mis en jeu à chaque étape, placer chaque étape sur le sc numérotée ou au regard d une flèche. Exercice 4 identifier les étapes du trajet de l information, justifier tes réponses et les relier aux manipulations effectuées sur la grenouille et leurs conséquences. Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e 63
Séquence 11 Séance 2 Exercice 5 repérer les zones actives du cerveau pour chaque action concernant la rencontre des deux personnes, construire une phrase de justification du type : «Notre cerveau élabore nos réactions en plusieurs étapes car», suivie de ton argument. Exercice 6 repérer grâce à la légende de quoi est constitué le cerveau, identifier les relations qui peuvent exister entre les constituants du cerveau qui permettent aux informations nerveuses de circuler d un endroit à un autre plus éloigné, formuler une hypothèse expliquant comment les informations transitent entre les différentes zones du cerveau. Exercice 7 comprendre les informations apportées par le schéma à l aide des légendes, repérer ce qui est interne à la cellule nerveuse et ce qui est externe, indiquer si les éléments de ce schéma valident l hypothèse formulée, décrire les informations de ce schéma sous la forme d un texte descriptif. 64 Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e
Séquence 11 Exercice 8 comparer les zones activées et les stimulations, rédiger une phrase du type : «Les informations sensorielles sont traitées par le cerveau dans des zones spécialisées car», suivie de ton argument. 65 Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e