Ce que nous savons déjà! Nous respirons dans l air. C est une fonction vitale. Définitions : Respirer : Absorber et rejeter de l air par les voies respiratoires. (Définition du dictionnaire Larousse ) Inspirer : Faire pénétrer l air dans à l intérieur de l organisme. Expirer : Rejeter au-dehors l air contenu dans les voies respiratoires. L air absorbé va dans nos poumons. On utilise le dioxygène prélevé dans l air. Nous rejetons du dioxyde de carbone. Air dioxygène L air est un mélange de gaz. Il contient : 78% de diazote ou 21 % de dioxygène ou 1 % d autres gaz dont le dioxyde de carbone ou Les questions que l on s est posé : - Quel trajet l air fait-il dans notre corps? - A quoi nous sert le dioxygène? Pourquoi rejetons-nous du dioxyde de carbone? - L Homme respire, mais est-ce le cas de tous les organismes vivants? - Comment mettre en évidence l activité respiratoire des organismes vivants? Thème : Respiration selon les milieux page 1
Problème : L Homme respire, mais est-ce le cas de tous les organismes vivants? Les organismes vivants ont un système respiratoire adapté à leur environnement I. Tous les organismes vivants respirent. 1) On peut observer des mouvements respiratoires chez les animaux. TP 1 : Observer des mouvements respiratoires chez différents animaux. Titre : Les flux (entrée/sortie) d eau ou d air observés chez quelques animaux. La grenouille respire dans l air. Le poisson doit réaliser les échanges respiratoires avec l eau. Imaginer une expérience permettant de montrer où l eau entre et où elle sort chez le poisson. Expérience 1 : On met un liquide coloré non toxique (colorant alimentaire, lait ) ou des petites particules en suspension dans l eau, juste au niveau de la bouche du poisson. On observe si cela sort au niveau des ouïes. Expérience 2 : On met le poisson dans un filet en le laissant nager tout près de la surface. Dès qu il a ouvert la bouche, on le fait sortir et on regarde si l eau sort des ouïes. Expérience 3 : On place nos doigts près des ouïes et de la bouche du poisson et on devrait sentir le courant d eau comme quand on sent l air entrer et sortie de nos narines. Résultats attendus : L eau entre par la bouche et ressort par les ouïes. Observation : La vidéo montre que l eau entre par la bouche et sort par les ouïes. Définitions : Ouïes : chacune des deux fentes de rejet de l'eau ayant servi à la respiration, situées sous le rebord postérieur des opercules. Opercule : Repli [ ] qui recouvre latéralement la cavité branchiale chez les poissons osseux et ne laisse qu'une fente postérieure, dite fente operculaire, ou ouïe. Titre : Anatomie respiratoire d un poisson Thème : Respiration selon les milieux page 2
Teneur en dioxygène (%) Problème : Tous les organismes vivants respirent-t-ils comme nous? 2) Tous les organismes vivants respirent : ils absorbent du dioxygène et rejettent du dioxyde de carbone. TP 2 : Montrer les échanges respiratoires chez divers organismes vivants. Sonde à dioxygène Sonde à dioxygène Titre : Évolution de la teneur en O 2 lors de l expérience. 21 20 19 18 Observation : On constate que la quantité de dioxygène diminue progressivement entre le début de l expérience et la fin. Elle passe de 21 % à 17 % en 6 minutes. 17 16 0 1 2 3 4 5 6 Temps (en minutes) Dans le témoin, la quantité de dioxygène reste constante à 21 % tout au long de la mesure. Conclusion : Le dioxygène qui a disparu a été absorbé par le criquet. Le criquet respire comme nous les Hommes. TP 3 : Montrer les échanges respiratoires chez divers organismes vivants. Titre : Indicateurs chimiques de la présence de dioxyde de carbone (CO 2 ) Indicateur chimique Aspect sans CO 2 Aspect avec du CO 2 Incolore Laiteux transparent opaque Rouge de crésol Rouge transparent Jaune-orange Transparent Thème : Respiration selon les milieux page 3
Après 10 min Expérience : Avec des champignons Blanc laiteux Titre : Schéma de l expérience permettant de montrer la respiration du champignon Après 10 min Expérience : Avec de l herbe Blanc laiteux Titre : Schéma de l expérience permettant de montrer la respiration de l herbe. Observation : L eau de chaux dans le flacon témoin est restée limpide. Dans le tube comportant l herbe ou le champignon, elle est devenue d un blanc laiteux/trouble. Conclusion : C est le dioxyde de carbone rejeté par l herbe qui a changé l eau de chaux. C est le dioxyde de carbone rejeté par le champignon qui a changé l eau de chaux. Le champignon et l herbe respirent en rejetant du dioxyde de carbone. Bilan des TP 2 et 3 : Tous les organismes vivants respirent : Les animaux, les végétaux et les champignons. - Ils absorbent du dioxygène (O 2 ). - Ils rejettent du dioxyde de carbone (CO 2 ). Thème : Respiration selon les milieux page 4
Problème : La respiration est-elle la même dans tous les milieux de vie? II. Les conditions de respiration peuvent varier dans un même milieu de vie. 1) Les animaux de l estran respirent dans l eau ou dans l air en adaptation les variations de leur milieu de vie. TP 4 : Comment les animaux de l estran respirent-ils? Milieu de vie Milieu de respiration Organe de respiration Haute marée Air Poumon Médiolittorale Marée basse Eau Branchie Dans les mares Eau Branchie Infralittorale Eau Branchie Titre : Les conditions de respiration sur l estran Conditions de respiration Retenir sa respiration quand la marée les atteint Garder une poche d eau et attendre le retour de la marée Pas de changement Crevette Crabe Poisson Gibbule Patelle Littorine bleue Triton Moule Milieu de vie à marée basse Mare Mare Mare Rocher Rocher Rocher Eau Rocher Organe respiratoire* B B B B B P B B *Organe respiratoire : B/branchie ; P/poumon Titre : La respiration de quelques animaux de l estran Bilan : les animaux de l estran sont adaptés à leur environnement en étant capables de supporter des changements importants de leurs conditions de respiration. Certains ont des poumons pour respirer dans l air (la littorine bleue), d autres ont des branchies pour respirer dans l eau. Thème : Respiration selon les milieux page 5
2) La teneur en dioxygène dans l eau varie selon certains facteurs. TP 5 : Y a-t-il toujours autant de dioxygène disponible dans l eau de mer? Les conditions de respiration varient fortement dans les mares d eau de mer : Titre : Les facteurs qui influencent l oxygénation de l eau de mer au niveau de l estran Facteur variable Variation Effet sur l oxygénation Température Chaud - froid + Salinité Forte - faible + Le plus souvent, on trouve des algues dans les mares de l estran. Ces algues ont-elles une influence sur l oxygénation de l eau? Titre : Mesure de la quantité de dioxygène dans l eau en présence d algues. En présence d algue La nuit Le jour Pas de changement Pas de changement Effet de la présence d algue La quantité de dioxygène diminue : de 130 à 100 μmol/l. Les algues consomment le dioxygène : elles respirent. La quantité de dioxygène augmente : de 100 à 220 μmol/l. Les algues produisent du dioxygène : elles font la photosynthèse. Conséquence sur la respiration des animaux de la mare Il y a moins de dioxygène disponible. Il y a plus de dioxygène disponible. Titre : Interprétation de l expérience de mesure du dioxygène dans de l eau comportant des algues. Bilan : Les conditions d oxygénation de l eau varient en fonction de différents facteurs : La température de l eau ; La salinité ; La présence d algues. Thème : Respiration selon les milieux page 6
Problème : La respiration des animaux peut-être perturbée par l Homme? III. L Homme peut modifier les conditions de respiration des animaux et leur répartition dans l environnement. Bilan TP 5 L eau de refroidissement de la centrale nucléaire de Gravelines réchauffe légèrement l eau de mer d environs 3 C dans une certaine zone. On sait que l eau chaude contient moins de dioxygène. Il se peut que les animaux marins soient en affectés. Ceux qui ont besoin de plus de dioxygène quitteront la zone plus chaude. La biodiversité est sans doute changée. Aquarium de poissons d eau de mer tropicaux Pompe Radiateur Thermostatique O 2 O 2 Bulleur Ce qu il faut que je sache pour prendre soin de mes poissons tropicaux : La salinité de l eau : 35-40 g/l La température de l eau dans leur environnement naturel : 20-23 C Ce que je dois mettre dans mon aquarium pour que mes poissons respirent dans de bonnes conditions : Des plantes qui produisent du dioxygène ; Un bulleur qui ajoute du dioxygène ; Un système de chauffage pour réguler la température. Du sel : environs 35 40 g/l pour ces poissons. Thème : Respiration selon les milieux page 7
Problème : Quels organes permettent aux animaux de respirer? IV. Les organes respiratoires sont différents selon les milieux de vie. Bilan TP 6 : Dissection de branchies de poisson Titre : Branchie de poisson observée à l œil nu Titre : Les échanges respiratoires au niveau des branchies Légende : Entrée d O 2 dans le sang Sang riche en O 2 et pauvre en CO 2 Sortie de CO 2 du sang Sang riche en CO 2 et pauvre en O 2. Bilan : Les animaux respirent dans tous les milieux. Leur organe d échange est adapté à leur environnement : Branchies ------- > Respiration aérienne Poumons ------- > Respiration aquatique Thème : Respiration selon les milieux page 8