Notes d`études secondaires Sciences et technologie 316
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Notes d'études secondaires Sciences et technologie 316 Le système respiratoire Nom: Prénom: Groupe: Date: Fonction de l’oxygène dans la nutrition L’air que nous respirons est composé de plusieurs gaz : Composition de l’air Nom des gaz Symbole N2 O2 CO2, He… Azote Oxygène Autres Quantité % 78 21 1 Composition des gaz dans l’inspiration et l’expiration Inspiration % 21 0 O2 CO2 Expiration % 16 5 On voit que les humains expirent plus de CO2 qu'ils n'en inspirent. Tous les animaux inspirent de l'O2 et expirent du CO2. Si la Terre n'avait pas un filtre pour faire descendre la concentration de CO2 et augmenter la concentration de O2, tout le monde mourrait étouffé. Nous sommes sauvés par la photosynthèse. La photosynthèse : La façon dont les plantes se nourrissent H2O + CO2 O2 + Amidon 2 On voit que les plantes absorbent le CO2 et rejettent le O2. Théoriquement les plantes et les animaux vivent en équilibre sur la planète. Nous sommes des êtres à sang chaud, c’est-à-dire que nous devons ingérer de l’énergie afin de pouvoir rester en vie car nos cellules ne se contentent pas d’utiliser l’énergie de notre environnement comme le font les cellules des êtres à sang froid (grenouille, serpent, tortue…). Pour produire cette énergie il faut que les glucides et les lipides (en tout dernier recours sont utilisées) fassent une réaction chimique avec l’oxygène qu’on a respiré. Si nous sommes asphyxié, nous consommons tout l’oxygène qui se trouve dans nos poumons et il n’en entre pas d’autre. Les réactions qui produisent de l’énergie cessent et nous mourrons par manque d’énergie. La réaction entre les glucides ou lipides et l’oxygène dans nos cellules se nomme combustion cellulaire ou respiration cellulaire. Formule chimique de la combustion cellulaire C6H12O6 + Glucose 6 O2 6 CO2 + oxygène gaz carbonique + 6 H2O vapeur + + E énergie d’eau L’oxygène est acheminé vers les cellules par le sang. Il est assez petit pour passer à travers la paroi des cellules. Il rencontre alors le glucose et la réaction chimique s’enclenche. On remarque que la réaction produit du gaz carbonique et de la vapeur d’eau qui sont ramenés par le sang jusqu’aux poumons et que nous expirons. Le gaz carbonique et la vapeur d’eau sont considérés comme des déchets. 3 L'appareil respiratoire L'appareil respiratoire est divisé en 2 parties : 1) Les voies respiratoires : Les fosses nasales, le pharynx, la trachée et les bronches. 4 2) Les poumons : Bronchioles, alvéoles… Chemin parcouru par l'air : a) Les fosses nasales qui comprennent - les parois tapissées de poils qui filtrent l'air. 5 - de nombreux capillaires (petits vaisseaux) sanguins qui réchauffent l'air. - des glandes à mucus qui retiennent les poussières et qui humidifient l'air. b) Le pharynx qui achemine l'air dans la trachée. c) Le larynx qui loge les cordes vocales. Sous la pression de l'air qui sort des poumons, elles vibrent et produisent des sons. La langue, la bouche et tous les muscles filtrent les sons et produisent les mots. Chez l'homme le larynx est plus gros et se nomme pomme d'Adam. La voix masculine est plus grave car les cordes vocales masculines sont plus grosses que celles des femmes d) La trachée qui comporte : - - des cils qui remontent les déchets vers le pharynx pour qu'ils tombent dans l'estomac et soient rejetés. des glandes à mucus qui servent aussi à retenir la poussière. e) Les bronches prolongent la trachée jusque dans les poumons et acheminent l'air aux 2 poumons. Elles possèdent des cils vibratiles pour s'autonettoyer, des glandes à mucus pour piéger les poussières et elles sont faites en cartilage ce qui les empêchent de s'écraser. f) Les poumons qui ressemblent à de l'éponge où se trouvent des ramifications des bronches appelées bronchioles. Les bronchioles ont le même rôle que les bronches mais sont plus petites. Au bout de chaque bronchiole se trouve un petit amas qu'on nomme alvéole. 6 Chaque alvéole se trouve très près d'un vaisseau sanguin et permet à l'oxygène de sortir et d'aller dans le sang. Au même moment le dioxyde de carbone (CO2), qui est dans le sang qui a déjà parcouru le corps (sang vicié) sort des vaisseaux sanguins et entre dans l'alvéole. Le CO2 est rejeté lorsqu'on expire. Le phénomène de la pression La pression est la force exercée par le gaz sur les parois d'un récipient. Dans notre cas, la pression est la force qu'exerce l'air dans nos poumons lorsqu'il entre ou qu'il essaie de sortir. Si le volume du récipient est petit, la pression est grande. Si par contre le volume est grand, la pression est petite. Lorsqu'on inspire, les poumons s'étirent et la pression de l'air qui entre est petite. Au moment où on expire, les poumons se contractent et la pression est grande. Ça fonctionne exactement comme une pompe pour les pneus de vélo. Si la pression entre 2 endroits n'est pas la même, l'air peut circuler. Lorsqu'on inspire, la pression à l'intérieur de nos poumons est plus petite que la pression atmosphérique à l'extérieur de notre corps. L'air voyage de l'extérieur vers l'intérieur et remplit les poumons. Par contre, lors de l'expiration, la pression dans nos poumons est supérieure à la pression atmosphérique et l'air circule de l'intérieur des poumons vers l'extérieur du corps. Le fonctionnement de la respiration Les poumons ne servent qu'à emmagasiner l'oxygène et le CO2 et de faire l'échange avec les vaisseaux sanguins. Il faut que quelque chose les fassent bouger La respiration est divisée en deux parties : a) L'inspiration : Lors de l'inspiration on observe que : - les muscles intercostaux se contractent. - les côtes se lèvent. - Le diaphragme se contracte et s'abaisse. - le thorax augmente de volume. - l'air entre. 7 b) L'expiration : Au moment de l'expiration on remarque que : - les muscles intercostaux se relâchent. - les côtes s'abaissent. - Le diaphragme se relâche et se relève. - le thorax diminue de volume. - l'air sort. 8 L'échange gazeux L'échange gazeux est la fonction première de la respiration. Quand on inspire, l'oxygène entre dans les poumons et se dirige vers le sang en traversant la membrane des alvéoles. Quand on expire, le CO2 du sang passe par la membrane des alvéoles et se retrouve dans les poumons où il est éjecté. Le phénomène par lequel les gaz traversent la membrane alvéolaire se nomme diffusion. La diffusion est le transport d'une substance du milieu le plus concentré (où il y en a le plus) vers le milieu le moins concentré (où il y en a le moins). 9 Quand l'oxygène entre dans les alvéoles, il y a plus d'oxygène dans les alvéoles que dans le sang, alors l'oxygène se dirige vers les vaisseaux sanguins. Par contre le CO2, qui est un déchet produit par nos cellules, est plus abondant dans le sang que dans l'alvéole. Il se dirige donc vers les alvéoles. Le rythme respiratoire Lorsqu'on fait plus d'activité physique, le taux de CO2 augmente et on doit le diminuer car on pourrait s'empoisonner. Le bulbe rachidien (organe derrière la tête) contrôle le rythme respiratoire. Il peut le diminuer ou donner le signal d'alarme afin de l'accélérer. + Activité physique + Métabolisme cellulaire (combustion cellulaire) + Production de CO2 + Concentration de CO2 dans le sang Concentration captée par le bulbe rachidien (cri d'alarme) Message envoyé à la cage thoracique + Rythme respiratoire -CO2 dans le sang 10
