partie i fonctionnement de l'organisme et … · la consommation de nutriments et de...

Nom :Nom : Année 2013-14Année 2013-14Prénom :Prénom :Classe :Classe :

Cours de Sciences de la Vie et de la Terre Cours de Sciences de la Vie et de la Terre

Partie IPartie IFONCTIONNEMENT DE L'ORGANISMEFONCTIONNEMENT DE L'ORGANISME

ET BESOINS EN ÉNERGIEET BESOINS EN ÉNERGIE

M. VIORAM. VIORA sur 25 http://svt5eviora.wordpress.com

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I. Séance 1 : De quoi les organes ont besoin pour fonctionner ?

1. Mesure ExAO du dioxygène et du dioxyde de carbone en présence d'un morceau de muscle frais (doc a p 46)Schématiser le montage

2. Analyse de la courbe obtenue (doc b p 46)• Observation (description de la courbe)Il y a …............d'O2 en début d'expérience (t=0 min) et …..........à la fin.Il y a …............de CO2 en début d'expérience et …................à la fin.

• Interprétation (ce que montre la courbe)Le dioxygène (O2)…................ ce qui montre que le muscle en …...............Le dioxyde de carbone (CO2)…........ ce qui montre que le muscle en …..............

• Conclusion (réponse à la problématique de départ)Un muscle (organe) a besoin de …................................ pour fonctionner.

3. Discussion : -montage témoin à réaliser :-résultat attendu :

Analyser les documents c et d p47 pour montrer les échanges entre muscle et sang.• Observation : intégrer les données mesurées sur le schéma du muscle

• Interprétation :-

--

• Conclusion : compléter le schéma du muscle

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muscle


Avant la séance : 1. Compléter les phrases p22. Suivre http://svt5eviora.wordpress.comconsulter la page « Partie I /séance 1 » et faire les activités proposées

La leçonLes organes effectuent en permanence des échanges avec le sang : ils y prélèvent des nutriments (glucose, acides aminés ou acides gras) et du dioxygène (=O2) ; ils y rejettent des déchets dont le dioxyde de carbone (=CO2 ).

Les exercicesTâche complexe : Vous êtes chargé de contrôler la fraîcheur des viandes vendues en rayon boucherie. Proposer un protocole simple, discuter ses limites




I. Séance 2 : pourquoi est-on essoufflé et transpire-t-on lors d'un effort ?

Mesurer sa -fréquence cardiaque (électrocardiogramme ou prise de pouls)-fréquence respiratoire (spirométrie ou comptage chronométré)-température corporelle (thermomètre)

dans trois situations (repos/effort/récupération)Repos Effort Récupération

Fréquence cardiaque(en battements/minute) bpm bpm bpm

Fréquence respiratoire(en cycles par minute) cpm cpm cpm

Température corporelle(en °Celsius) °C °C °C

Analyse des résultats obtenus• Observation

La fréquence cardiaque..........................................................................................................La fréquence respiratoire........................................................................................................La température corporelle......................................................................................................

• Interprétation La fréquence cardiaque..........................................................................................................La fréquence respiratoire........................................................................................................La température corporelle......................................................................................................

• Conclusion Lors d'un effort,.......................................................................................................................



Avant la séance : suivre http://svt5eviora.wordpress.comconsulter la page « Partie I /séance 2 » et faire les activités proposées

La leçonLa consommation de nutriments et de dioxygène, le rejet de dioxyde de carbone par les organes varient selon leur activité (ils augmentent lorsque l'activité augmente). Cela s’accompagne de modifications au niveau de l’organisme (augmentation de la température, des rythmes cardiaque et respiratoire).

Les exercices2p56 calcul des quantités de gaz échangées3p56 calcul de fréquence cardiaque sur un électrocardiogramme6p58 action de l'EPOTâche complexe : La fréquence cardiaque maximale à ne pas dépasser est 220-âge. Expliquer pourquoi les personnes âgées ne montent pas les escaliers en courant.




I. Séance 3 : D'où vient notre énergie ? Qu'est-ce qu'une calorie ?

À l'aide des documents b p50, d p51, relier -l'activité physique et la dépense énergétique :-la production de chaleur et la dépense énergétique :

Compléter le tableau ci-dessousCe qui quitte le sang et entre dans le muscle Ce qui est produit au niveau du muscle

••

•••

PuisCompléter le schéma ci-dessous (on peut s'aider du doc e p51) en y plaçant :-le sang arrivant / le sang partant-le trajet des nutriments (flèche verte), du dioxygène (flèche rouge), du dioxyde de carbone (flèche bleue)-la production d'énergie sous forme de chaleur/de mouvementColorier en rouge le sang riche en O2 et en bleu le sang riche en CO2

L'équation bilan de la réaction chimique du métabolisme est donc :…. +.... → métabolisme → …. +... +.....…. +.... → moteur → …. +... +.....



Avant la séance : 1. Compléter le tableau et le schéma p62. Suivre http://svt5eviora.wordpress.comconsulter la page « Partie I /séance 3 » et faire les activités proposées

La leçonLe métabolisme est l'ensemble des réactions chimiques qui ont lieu dans un organe. L’énergie libérée au cours de la réaction chimique entre les nutriments et le dioxygène est utilisée pour le fonctionnement des organes et transférée en partie sous forme de chaleur, ce qui explique l'augmentation de température déjà constatée.

Les exercices7p58 rôle du frisson4p57 différents nutriments comme sources d'énergieTâche complexe : Les adeptes du jogging prétendent que leur activité leur permet de « brûler des calories ». Discuter cette expression.




I. Séance 4 : D'où vient le dioxygène que l'on respire ? Où va-t-il ?

Compléter le schéma ci-dessous avec les mots suivants (voir docs e p 63 et f p 65)-trachée, -bronche,-alvéole pulmonaire, -CO2, -O2, -fosses nasales, -capillaire sanguin

Observer une coupe de poumons au microscope (doc d p 65) et décrire :

-l'aspect général du poumon :

-la structure des alvéoles pulmonaires (parois, vascularisation)



Avant la séance : 1. Compléter le schéma p82. Suivre http://svt5eviora.wordpress.comconsulter la page « Partie I /séance 4 » et faire les activités proposées

La leçonLe dioxygène utilisé en permanence par les organes provient de l’air.L’air pénètre dans le corps humain par le nez ou la bouche ; il est conduit jusqu’aux alvéoles pulmonaires par les voies respiratoires : la trachée, puis les bronches, et enfin les bronchioles qui se ramifient dans les poumons jusqu'aux sacs alvéolaires constitués de plusieurs alvéoles pulmonaires.Au niveau des alvéoles pulmonaires, du dioxygène passe de l’air dans le sang à travers leurs parois très fines.

Les exercices1p69 étude du rythme respiratoire2p70 structure de l'appareil respiratoire4p71 conséquences respiratoires d'une fibrose6p72 schématisation des échanges alvéolaires7p72 mise en évidence du transport sanguin d'O2 par expériences historiquesTâche complexe : Notre poumon n'est pas un simple sac rempli d'air ; justifier sa structure particulière, en la reliant à la fonction de cet organe.




I. Séance 5 : Qu'est-ce qui peut empêcher la respiration normale ?

Enquête classe : au moins un de tes parents fume (en ta présence) tu es atteint(e) d'asthme ou d'une autre maladie respiratoire

-Recenser le nombre de oui/oui, non/non, oui/non, non/oui-Construire le diagramme circulaire à l'aide du tableur Excel (voir fiche d'utilisation)

Compléter le schéma en y plaçant au bon endroit les 4 étiquettes suivantes (voir h p 61)


NICOTINEActivation du circuit

de la récompense dans le cerveau

ADDITIFSDisparition des cils

bronchiaux: le nettoyage des bronchioles devient

impossible

GOUDRONSImperméabilise les

alvéoles : les échanges gazeux deviennent

impossibles

MONOXYDE DE CARBONE

Prend la place de l'O2 dans

les globules rouges : les organes sont asphyxiés


Avant la séance : 1. Compléter le schéma p102. Suivre http://svt5eviora.wordpress.comconsulter la page « Partie I /séance 5 » et faire les activités proposées

La leçonDes substances nocives (comme les goudrons ou le monoxyde de carbone que l'on trouve dans les cigarettes, ou certaines particules allergènes), plus ou moins abondantes dans l'environnement, peuvent perturber le fonctionnement de l'appareil respiratoire.Elles favorisent l’apparition de certaines maladies (bronchites, asthme, cancers).

Les exercices3p70 action de la cigarette sur les bronches5p71 corrélation entre tabagisme et cancerTâche complexe : En novembre 2012, M. Viora a subi de violents maux de tête lorsqu'il a rallumé sa chaudière à gaz. Proposer une explication.




I. Séance 6 : Que deviennent les aliments que l'on mange ?

Légender le schéma suivant en y plaçant (aide doc c p 75)-l'intestin grêle, -l'œsophage, -le gros intestin (= côlon), -l'estomac.puis y ajouter les temps de transit (doc d p75)

Analyser l'expérience de digestion in vitro proposée en classe pour définir le mot digestion.

Observation :au début

testseau iodéeglucose

à la fin

testseau iodéeglucose

Interprétation

Conclusion

Analyser le doc c p77 pour définir le rôle de l'estomac (voir aussi l'exercice 6p88)obs int ccl

Analyser le doc d p77 pour définir le rôle des dentsobs int ccl



Avant la séance : 1. Légender le schéma de l'appareil digestif p122. Suivre http://svt5eviora.wordpress.comconsulter la page « Partie I /séance 6 » et faire les activités proposées

La leçonLes organes utilisent en permanence des nutriments qui proviennent de la digestion des aliments.La transformation de la plupart des aliments consommés en nutriments s'effectue dans le tube digestif (estomac, intestin) sous l’action d’enzymes digestives qui coupent les grosses molécules en molécules plus petites.Grosses molécules (dans les aliments) Nutriments (après digestion)Glucide : Amidon (sucre lent) Glucose, Saccharose (sucre rapide)Protide : Protéine Acides aminés (20 différents)Lipide : Triglycéride Acides gras + glycérolCes transformations chimiques complètent l’action mécanique des dents.

Les exercices2p86 structure de l'appareil digestif3p86 étude historique de la digestion par Spallanzani6p88 observations historiques de BeaumontTâche complexe : Beaucoup d'animaux (oiseaux, poissons) avalent leurs proies sans les mâcher. Comment font-ils pour digérer leurs aliments ?




I. Séance 7 : Que deviennent les nutriments issus de la digestion ?

Compléter le schéma suivant (aide e p 79)1. Colorer en rouge les vaisseaux sanguins arrivant dans la microvillosité, en bleu ceux qui repartent.2. Représenter par des flèches vertes le trajet des nutriments à travers les parois de l'intestin (sur schéma central et schéma de droite)3. Ce processus est nommé ABSORPTION : à compléter sur le schéma.

Observation microscopique de lame d'intestin : repérer les villosités, les vaisseaux sanguins dans la villosité, les microvillosités (si grossissement suffisant)

Absorption in vitroCompléter le schéma de gauche en plaçant l'amidon, l'eau et en indiquant les résultats des tests pour mettre en évidence ces substances au début / à la fin de l'expérience.Que peut-on conclure sur l'absorption de l'amidon ?

Compléter le schéma de droite en plaçant le glucose, l'eau et en indiquant les résultats des tests pour mettre en évidence ces substances au début / à la fin de l'expérience.

Que peut-on conclure sur l'absorption du glucose ?



Avant la séance : 1. Compléter les schémas de l'intestin p14.2. Suivre http://svt5eviora.wordpress.comconsulter la page « Partie I /séance 7 » et faire les activités proposées

La leçonComme ce sont des petites molécules, les nutriments passent dans le sang à travers la paroi très fine des villosités au niveau de l'intestin grêle : c'est l'absorption intestinale. La structure de la paroi intestinale (une seule épaisseur de cellules entre la lumière et le sang, nombreux replis augmentant la surface d'échange, vascularisation importante...) favorise le passage des molécules de la lumière du tube digestif vers le sang.

Les exercices2p86 structure de l'appareil digestif5p87 absorption intestinale au niveau des villosités7p88 suivi graphique de la disparition des nutrimentsTâche complexe : L'allergie au gluten (protéine du blé) appelée aussi maladie cœliaque provoque la destruction des villosités intestinales. Quelles peuvent être les conséquences de cette maladie ? À quels symptômes peut-on s'attendre ?




I. Séance 8 : Comment savoir si l'on mange correctement ?

En fonction de mon âge, de mon poids et de ma taille, mon Indice de Masse Corporelle peut être positionné dans une grille de référence (voir f et g p 81)Reporter le point dans son carnet de santé, à la bonne page (garçon/fille) !

Mes besoins énergétiques (doc a p 80) au repos sont de

En fonction de mon niveau d’activité, mes besoins énergétiques (doc b p 80) sont de

En fonction de mon activité physique, mes dépenses énergétiques (doc e p 81) sont de

En notant mes menus et les quantités mangées à chaque repas, je peux calculer mes apports énergétiques et les comparer à mes besoins énergétiques (c p 80)

Placer sur la pyramide alimentaire les 8 étiquettes suivantes :Apport d'énergie, plaisir ossification

Augmentation des dépenses énergétiques, évite de « rouiller »

Réserves d'énergie ; acides gras essentiels (cellules nerveuses)

Énergie, eau, vitamines Sucres lents ; apports énergétiques de longue durée

Hydratation Protéines (constituants des muscles)



Avant la séance : 1. Mesurer son poids et sa taille.2. Compléter le schéma de la pyramide avec les étiquettes3. Suivre http://svt5eviora.wordpress.comconsulter la page « Partie I /séance 8 » et faire les activités proposées

La leçonDes apports énergétiques supérieurs aux besoins de l’organisme favorisent certaines maladies comme le diabète ou des troubles comme l'obésité (mesuré par l'IMC en fonction de l'âge).On peut agir contre le sur-poids en améliorant la qualité des apports (éviter le grignotage ou les aliments très énergétiques tels que sucres et graisses) et en augmentant les besoins par une activité physique plus intense.Si les apports sont au contraire inférieurs aux besoins, on parle de sous-nutrition. Un trouble comme l'anorexie aboutit à la sous-nutrition et peut aussi avoir des conséquences graves.

Les exercices4p87 évolution de la prévalence de l'obésité infantileTâche complexe : une élève de 12 ans, pesant 55 kg et mesurant 1,58 m, se trouve trop grosse et décide de faire un régime sans féculents, sans graisses, sans lait (le lait contient du gras) mais hyperprotéiné (elle ne mange plus que de la viande en grandes quantités). Discuter ces choix.




I. Séance 9 : à quoi servent les reins ?

Expliquer ce qui se passe dans le rein en utilisant le doc d p 93

Sur le schéma ci-dessous, placer : • des flèches rouges montrant par où arrive le sang à filtrer• des flèches jaunes par où repart l'urine issue de la filtration• le lieu où a lieu la FILTRATION• une flèche indiquant « vers la vessie »

Le rein vu en coupe longitudinale (doc g p 93)



Avant la séance : 1. Compléter le schéma du rein p182. Suivre http://svt5eviora.wordpress.comconsulter la page « Partie I /séance 9 » et faire les activités proposées

La leçonLes déchets produits lors du fonctionnement de la cellule passent dans le sang. Ils sont éliminés :- dans l’urine fabriquée par les reins par filtration du sang, pour la plupart des déchets (tels que l’urée).- dans l’air expiré au niveau des poumons pour le dioxyde de carbone;

Les exercices1p97 mise en évidence du rôle des reins par Galien2p98 rejet de dioxyde de carbone en fonction de l'effort3p98 mise en évidence des échanges gazeux respiratoires par Lavoisier4p99 comparaison sang et urine5p99 calculs rénaux6p100 dialyseTâche complexe : Un enfant veut voir si son pipi sera blanc quand il boit du lait. Constatant que ça n'est pas le cas, vous lui expliquez pourquoi.




I. Séance 10 : à quoi sert le sang ?

Structure de l'appareil circulatoire (voir doc e p 107)1 : Compléter les cases à l’aide des mots suivants : muscle, alvéole pulmonaire, dioxyde de carbone, dioxygène, glucose, absorption intestinale, poumon, intestin, cerveau.2 : Repasser en rouge les flèches représentant les échanges d’oxygène, en bleu les flèches représentant les échanges de dioxyde de carbone, en vert les flèches représentant les échanges de glucose.

3 : Colorier en rouge le sang riche en oxygène, en bleu le sang pauvre en oxygène ou riche en dioxyde de carbone.

4 : Les artères transportent le sang sortant du cœur, les veines le sang retournant au cœur. Placer 1. l’artère et 2. la veine pulmonaire, 3. l’artère aorte et 4. la veine cave qui va des organes au cœur.

5 : Construire un circuit permettant de modéliser le transport d'O2 et de nutriments par le petit train, en utilisant le matériel mis à disposition.



Avant la séance : 1. compléter le schéma p20suivre http://svt5eviora.wordpress.comconsulter la page « Partie I /séance 10 » et faire les activités proposées

La leçonLa circulation sanguine assure la continuité des échanges au niveau des organes.Le sang circule à sens unique dans des vaisseaux qui forment un système clos (= fermé). Ces vaisseaux s'appellent des artères quand ils transportent du sang sortant du cœur, des veines quand ils transportent du sang retournant au cœur, des capillaires quand ils sont très fins et ramifiés à l'intérieur d'un organe).

Les exercices4p113 problèmes circulatoires et caillot5p113 comprendre une hémorragie7p114 détection du THC dans le sangTâche complexe : Lors d'un accident, un homme a l'artère carotide (entre le cœur et le cerveau) percée. Que peut-on faire ?




I. Séance 11 : Comment fonctionne le cœur ?

Légender le cœur (on peut s'aider du doc e p105) en bas à droite.Sur les trois autres schémas, colorier en rouge le sang riche en O2, en bleu le sang pauvre en O2. Représenter son trajet par des flèches



Avant la séance : 1. Légender le cœur.2. Compléter le schéma du cycle cardiaque3. Suivre http://svt5eviora.wordpress.comconsulter la page « Partie I /séance 11 » et faire les activités proposées

La leçonLe sang est mis en mouvement par le cœur, muscle creux à 4 cavités (oreillettes droite et gauche, ventricules droit et gauche), cloisonné (cœur droit séparé du cœur gauche), fonctionnant de façon rythmique.

Les exercices1p111 Structure du système circulatoire3p112 Circulation artificielle lors d'une opération à cœur ouvert6p114 La maladie bleueTâche complexe : Lors d'un arrêt cardiaque, on dispose de 3 à 5 minutes pour faire repartir le cœur. À quoi correspond ce délai ?




I. Séance 12 : C'est quoi l'hypertension ? Comment éviter l'attaque cardiaque ?

Pour chacune des 4 étapes de la mesure, indiquer par < , > ou = les différences de pression entre l'artère et le brassard.

Principe de mesure de la pression artérielle

p artère p brassard p artère p brassard

p artère p brassardp artère p brassard


Le brassard continue de se dégonfler. Le sang passe de mieux en mieux et un bruit est toujours perçu par le stéthoscope

Plus le brassard se dégonfle, moins le bruit est audible par le stéthoscope, jusqu’au moment où il disparaît : la pression artérielle est alors lue sur le cadran et définit la minima, c’est-à-dire la pression artérielle diastolique

Le brassard est dégonflé lentement, le sang commence à passer dans l’artère: un bruit est perçu par le stéthoscope et la valeur de la pression artérielle doit être lue au même moment sur le cadran. La pression artérielle mesurée à cet instant est la pression artérielle maximale, dite systolique

Le brassard comprime l’artère du bras, le sang ne passe plus (pression dans le brassard supérieure à la pression artérielle) : aucun bruit n’est perçu dans le stéthoscope


Avant la séance : 1. Compléter la figure p242. Remplir la première colonne du tableau p253. Suivre http://svt5eviora.wordpress.comconsulter la page « Partie I /séance 12 » et faire les activités proposées

La leçonLe bon fonctionnement du système cardio-vasculaire (cœur + vaisseaux) est favorisé par l'activité physique (le sport) ; une alimentation trop riche en sucres ou en graisses, la consommation de tabac, l’excès de stress sont à l'origine de maladies cardio-vasculaires telles que l'hypertension.Le système circulatoire peut alors s’obstruer (voir doc e p 103) et provoquer en aval un arrêt de la circulation sanguine appelé crise cardiaque ou infarctus. Augmentation de pression par...

Causes Solutions

Les exercices2p112 Facteurs de risque de l'Accident Vasculaire Cérébral8p115 Accident Vasculaire Cérébral, causes, conséquencesTâche complexe : Le stress est une réaction normale de l'organisme face au danger. Il se manifeste par une vasoconstriction (diminution du diamètre des vaisseaux sanguins). Quel est l'intérêt de ce mécanisme ? Quels sont les organes concernés ?




partie i fonctionnement de l'organisme et … · la consommation de nutriments et de...

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