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139 Lycée Sainte-Croix et Notre-Dame
Corrigé : Chapitre 9 : La respiration en milieu aquatique
A la fin de ce chapitre, tu seras capable de:
Savoirs :
Utiliser à bon escient le vocabulaire scientifique du chapitre.
Décrire les mouvements respiratoires des poissons.
Compléter une clé dichotomique concernant les types de respiration.
Associer à chaque classe animale le milieu de ventilation, le mode de transports des gaz
respiratoires, les organes respiratoires et le type de respiration.
Savoir-faire :
Compléter un rapport d’expérience qui met en évidence les gaz respirés.
Expliquer en quoi la température, les végétaux et la lumière sont des facteurs qui
influencent le teneur en oxygène et le rythme respiratoire.
Annoter les éléments de systèmes respiratoires d’un animal à l’aide de documents.
Repérer des informations essentielles dans un document écrit, un schéma...
Justifier dans des situations données, les adaptations du système respiratoire de
certains animaux.
140 Lycée Sainte-Croix et Notre-Dame
En première année, tu as appris que tous les animaux respirent, qu’ils ne respirent pas tous de la
même façon et donc qu’ils ont des organes respiratoires différents selon la classe animale. Tu as
également appris que dans chaque cas, il y a des échanges gazeux avec le milieu extérieur. Qu’en
est-il des animaux aquatiques ? Comment respirent-ils ?
Afin de répondre à cette question, émets quelques hypothèses :
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- Certains animaux sont capables de
puiser de l’oxygène dans l’eau ?
- D’autres animaux viennent à la
surface de l’eau pour puiser de
l’oxygène dans l’air ?
- …
Rappel du cours de 1ère : (dans les cellules du corps)
Oxygène + Nutriments Energie + déchets
(CO2, vapeur d’eau,…)
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La respiration une caractéristique commune à tous les êtres
vivants. Les végétaux comme les animaux respirent : ils absorbent du dioxygène (O2) dans le
milieu et y rejettent du dioxyde de carbone (CO2).
Milieu de ventilation
Milieu dans lequel l’animal puise l’oxygène dont il
a besoin.
Ex : milieu aérien ou milieu aquatique
Organe respiratoire
Organe au niveau duquel s’opèrent les échanges gazeux respiratoires
chez un vivant. Synonyme : organe d’échanges gazeux.
Ex : poumon, trachées, peau, branchie
Orifice respiratoire
Petite ouverture qui
permet l’entrée et la sortie
de l’air des organes
respiratoires.
Ex : stigmate, bouche,
pneumostome…
Mode de transport des gaz respiratoires
Ce qui permet de transporter les gaz
respiratoires.
Ex : sang, air ou eau
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1. Mise en évidence des échanges gazeux
Pour tester l’hypothèse « les êtres vivants réalisent des échangent gazeux avec l’extérieur »,
Julie réalise les 3 expériences ci-dessous.
143 Lycée Sainte-Croix et Notre-Dame
Précise le rôle de l’expérience A. C’est l’expérience témoin (comparatif des résultats).
Justifie que l’expression « tous les êtres vivant réalisent des échanges gazeux » est vérifiée par
les résultats expérimentaux.
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Cite la caractéristique des êtres vivants mise en évidence par ces expériences. La respiration.
Si aucun être vivant n’est placé dans l’expérience, ni le taux d’O2 ni l’aspect de l’eau de chaux ne
varient.
Lorsque la souris et le brocoli sont placés dans le montage :
- le taux d’oxygène diminue car il est consommé par les êtres vivants.
- l’eau de chaux se trouble car il y a une augmentation du taux de CO2 produit par les êtres
vivants.
Donc les êtres vivants qu’ils soient d’origine animale ou végétale réalisent des échanges gazeux :
absorption d’O2 et rejet de CO2.
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2. Respirer dans l’eau
Maintenant, tu sais qu’il est possible de respirer dans l’eau étant donné qu’il y a présence
d’oxygène. Mais tous les animaux aquatiques ne respirent pas de la même façon.
2.1. Les poissons : La truite
Chez les poissons osseux, tout comme chez l’homme, la respiration se fait en deux étapes :
_L’inspiration et l’expiration.
Quand la bouche s’ouvre, les opercules se ferment. La bouche se remplit d’eau chargée en
O2 dissous.
La bouche se ferme. L’eau quitte la cavité buccale et traverse les cavités branchiales. Les
branchies filtrent l’eau, elles retiennent l’O2 et se déchargent du CO2.
Les opercules se soulèvent, tandis que la bouche reste fermée, l’eau chargée de CO2 est
rejetée par les ouïes.
Où capter l’O2 ?
Milieu de vie Milieu de
ventilation
Organe
respiratoire
Type de
respiration
Mode de
transport des gaz
respiratoires
aquatique eau branchies branchiale sang
LR p. 30-31
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2.2. Les crustacés : L’écrevisse
Milieu de vie Milieu de
ventilation
Organe
respiratoire
Type de
respiration
Mode de
transport des gaz
respiratoires
aquatique eau branchies branchiale sang
2.3. Les mammifères marins : le dauphin
Le dauphin capte l’oxygène de l’air atmosphérique. Il peut cependant plonger de 5 à 20
minutes selon l’espèce. Leur appareil respiratoire présente quelques adaptations au milieu
aquatique.
Chez les cétacés, les narines sont situées sur le dessus de la tête, formant un unique évent.
Pour éviter que l’eau pénètre dans les poumons, elles sont fermées par de puissants muscles.
Seule une action musculaire permet leur ouverture. De plus un système de valves, formées de
poches d’air autour des voies nasales, assure l’étanchéité du système.
Le remplacement de l’air se fait très rapidement grâce entre autres, à des anneaux
cartilagineux de la trachée très robustes, la maintenant bien ouverte. Une baleine peut
remplacer jusqu’à 1500 L d’air en 2 secondes ! Même en plongée, les poumons ne sont jamais tout
à fait vides. Chaque bronchiole est munie de valves maintenant l’air dans les alvéoles pulmonaires
et permettent ainsi les échanges gazeux respiratoires.
Milieu de vie Milieu de
ventilation
Organe
respiratoire
Type de
respiration
Mode de
transport des gaz
respiratoires
aquatique air poumons pulmonaire sang
LR p. 33
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2.4. Les insectes : Le dytique
Bien que vivant dans l’eau, le dytique a une respiration aérienne qui
l’oblige à remonter régulièrement à la surface pour se faire une
réserve importante d’air sous ses élytres. Il pointe l’extrémité
postérieure de son abdomen à la surface de l’eau en position oblique,
ventre vers le bas. L’air inspiré se loge sous les élytres où il est mis
en contact avec les trachées grâce aux stigmates qui se trouvent sur la partie dorsale des
élytres.
1. _______________________
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Milieu de vie Milieu de
ventilation
Organe
respiratoire
Type de
respiration
Mode de
transport des gaz
respiratoires
aquatique air trachées trachéenne air
Les larves d’insectes n’ont pas toujours le même type de respiration que l’adulte,
elles utilisent parfois des branchies ou un système de trachéobranchies.
Ex : Larve de libellule (LR p 31)
1. Les élytres (ailes rigides)
2. Les trachées
3. La réserve d’air
4. Les stigmates
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2.5. Les amphibiens : La grenouille
Les grenouilles sont des amphibiens : elles mènent une vie à la fois terrestre et aquatique. Pour
respirer, elles utilisent 2 organes différents.
Dans l’air, la grenouille respire grâce à des poumons comme les nôtres et grâce à sa peau
notamment lors de l’hibernation.
Sous l’eau, la grenouille respire par la peau ! Si elle utilisait ses poumons, elle se noierait.
La peau de la grenouille est fine et possède de nombreux petits vaisseaux sanguins.
L’oxygène qui se trouve dans l’eau passe à travers la peau jusqu’au sang qui le distribue dans
toutes les parties du corps.
Le gaz carbonique fait le voyage inverse : il quitte le sang, passe à travers la peau et est rejeté
directement dans l’eau.
La grenouille peut ainsi passer des semaines sous l’eau. Comme
elle y est peu active, elle a besoin de très peu d’oxygène pour se
maintenir en vie.
Les grenouilles vont surtout dans l’eau au printemps pour
s’y reproduire.
Quant au têtard, il a une vie aquatique et respire à l’aide
de branchies.
Milieu de vie Milieu de
ventilation
Organe
respiratoire
Type de
respiration
Mode de
transport des gaz
respiratoires
Grenouille terrestre
aquatique
air
eau
poumons
peau
pulmonaire
cutanée sang
Têtard aquatique eau branchies branchiale sang
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2.6. Les scyphozoaires : La méduse
Etranges créatures que ces méduses qui se laissent porter par les
courants et ressemblent plutôt à un flan qu’à un animal !
Leur corps en forme d’ombrelle est composé très majoritairement
d’eau. Certaines sont presque transparentes, nous laissant voir
l’intérieur de leur corps. Mais justement…il n’y a rien à voir : pas de
cœur, pas de vaisseau sanguin, pas de poumon ! Comment font-elles
alors pour respirer ?
En effet, chez un grand nombre d’animaux, l’oxygène est absorbé au niveau des poumons où il va
ensuite passer dans le sang. Celui-ci, pompé par le cœur, distribue l’oxygène aux cellules du corps
pour leur permettre de vivre. Mais chez la méduse, rien de tout ça !
Pour comprendre comment cela fonctionne chez elle, il faut s’imaginer son corps comme deux
sacs que l’on aurait enfilé l’un dans l’autre, séparés par un espace « vide ». La paroi du sac
extérieur correspond à une couche de cellules et la paroi du sac placé à l’intérieur à une autre.
L’espace entre les deux est rempli d’une substance gélatineuse pauvre en cellules. Comme ces
couches sont très minces, l’oxygène, qui est dissout dans l’eau, peut y rentrer directement et
passer d’une cellule à l’autre et leur fournir une partie de l’énergie nécessaire pour bouger et
grandir.
Milieu de vie Milieu de
ventilation
Organe
respiratoire
Type de
respiration
Mode de transport
des gaz
respiratoires
aquatique eau / diffusion ou
cutanée directe
en direct (de
cellules en cellules)
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3. Synthèse
Tout être vivant respire, il prélève de l’oxygène présent dans l’air ou dans l’eau et rejette le
dioxyde de carbone fabriqué par l’activité cellulaire de son corps.
Quand un vivant prélève l’oxygène de l’air, on dit qu’il a une respiration aérienne et lorsqu’il
prélève l’oxygène dans l’eau, on dit qu’il a une respiration aquatique.
A côté de chaque schéma, indique le type de respiration représenté :
Respiration cutanée directe ou diffusion Respiration pulmonaire
Ex : la méduse (scyphozoaire) Ex : le dauphin (mammifère)
Respiration cutanée Respiration trachéenne
Ex : la grenouille (amphibien) Ex : le dytique (insecte)
Respiration branchiale
Ex : la truite, l’écrevisse (poisson, crustacé)
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Corrigé : CH10 : la circulation en milieu aquatique
A partir du texte, LR p 37, décris les adaptations au froid du poisson des glaces en lien
avec le système circulatoire :
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Lis le texte sur le dauphin et cite cinq adaptations du système circulatoire de ce
mammifère au milieu aquatique :
Le sang du poisson des glaces ne contient pas d’hémoglobine (= protéine contenant le pigment
rouge du sang qui a pour rôle de transporter de l’oxygène dans le corps). Donc en plus de sa
respiration branchiale, de l’oxygène (présent en grande quantité dans l’eau de mer) va
diffuser à travers la peau du poisson.
Il possède un cœur deux fois plus gros et plus de sang qu’un poisson rouge de même taille.
C’est un animal hétérotherme, ce qui signifie que sa température interne est variable en
fonction de la température du milieu dans lequel il vit. Pour éviter qu’il ne gèle, son foie
fabrique des protéines, antigel du sang. Lorsque des cristaux de glace se forment dans leurs
cellules, les protéines antigel se collent aux cristaux et bloquent leur croissance.
LR p 38
Le dauphin possède un plus grand volume de sang que l’homme (toutes proportions
gardées).
Le sang du dauphin possède un plus grand nombre de globules rouges ce qui lui permet de
fixer une plus grande quantité d’oxygène.
En plongée, son rythme cardiaque se réduit de moitié donc le sang sera en priorité
redistribué vers les organes vitaux (cerveau, cœur...).
Des filets formés de minuscules vaisseaux protègent les organes vitaux de la pression
exercée par l’eau.
Dans la nageoire dorsale (dos) et la caudale (queue), le sang chaud arrivant aux
extrémités du corps passe par des artères qui sont enveloppées par les veines qui
assurent le retour du sang vers le cœur. Ce système diminue la déperdition de chaleur au
niveau du corps de l’animal.