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CAHIER D’ACTIVITÉS
LABORATOIRES
MODULE 4
Le système
respiratoire et
circulatoire
PH – LA CIGARETTE
X – TEAMWORK
3 cours – RCR
COURS
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
SUJET
T- 4.3 LE SYSTÈME RESPIRATOIRE.
T – 8.2 LA RESPIRATION CELLULAIRE.
T- 9.1 & 9.2 PRESSION, CIRCULATION des FLUIDES.
A – ACT 4.1 : PHÉNOMÈNES FANTÔMATIQUES (prép.)
C – ACT 4.1 (préparation).
A – ACT 4.1 : PHÉNOMÈNES FANTÔMATIQUES (manip)
A - ACT 4.1 D (analyse & conclusion)
T – 4.4 LE SANG.
T – 4.4 GROUPE SANGUIN et COMPATIBILITÉ.
A – LAB 4.2 : VAMPIRE SANGUINAIRE (préparation)
C- LABORATOIRE 4.2 (préparation)
A- LAB 4.2 : VAMPIRE SANGUINAIRE (manipulation)
C- LAB 4.2 : analyse et conclusion
T – 4.5 LE SYSTÈME CIRCULATOIRE SANGUIN
T- 9.2 LA CIRCULATION SANGUINE
A- ACT 4.3 LA DISSECTION (manipulation)
A- LA SANTÉ : CŒUR et POUMON.
T- 4.5 PRESSION & PHYSIOLOGIE DU COEUR
A- DÉMO : cœur-poumon
ÉV- EXAMEN MODULE 4
DEVOIR
À REMETTRE
Ex - P.104 à 108.
Ex – p.279 à 281.
ACT 4.1
(p.4 et p.7)
ACT 4.1 (p.7)
OBS.-ANA.-CON.
Ex – p.112 à 114.
Carnet de santé
Ex – p.115-116
LAB 4.2 (p.10 et 13)
LAB 4.2 (ana-conc)
p.11 & 14
Ex – P.122-125
ACT 4.3 (prép)
P.15 à 18
ACT 4.3 (conclusion)
ACTIVITÉ 4.1
(préparation)
ACTIVITÉ 4.1
(P.7)
LAB 4.2 (prép)
CARNET DE SANTÉ
RAPPORT
LABORATOIRE
4.2
RÉV- p.141-142 &
ACT 4.3
p.281-282
module 4 : Plan
ÉTUDE MODULE 4.
communication
REDACTION COMMUNICATION 4
À REMETTRE AU PROCHAIN COURS
GUIDE D’ÉTUDE : MODULE 4
Connaissances
4.3 Décrire la composition de l’air pur au niveau de la mer.
4.3 Identifier les principales parties du système respiratoire : fosses nasales, pharynx, larynx,
trachée, bronches, poumons et alvéoles.
4.3 Décrire les 3 fonctions des fosses nasales et celle des poumons.
4.3 Expliquer le rôle du système respiratoire (échanges gazeux entre le sang et l’air ambiant).
4.4 Expliquer le rôle du système circulatoire (transport et échange des gaz, des nutriments et
des déchets).
4.4 Décrire la fonction principale du plasma et des éléments figurés du sang.
4.4 Nommer les éléments figurés du sang et leur fonction principale (globules rouges,
globules blancs, plaquettes sanguines).
4.4 Déterminer la compatibilité ou l’incompatibilité des groupes sanguins entre eux.
4.5 Identifier les principales parties du système circulatoire (cœur et vaisseaux sanguins).
4.5 Décrire la fonction et caractéristiques des principales parties du système circulatoire :
coeur, artères, veines et capillaires.
4.5 Identifier la structure du cœur (externe et interne : cavités, valves et vaisseaux).
4.5 Expliquer le rôle du système circulatoire (transport et échange des gaz, des nutriments et
des déchets) avec les organes du corps.
4.5 Décrire le circuit de la circulation pulmonaire et de la circulation systémique.
4.5 Expliquer la pression artérielle sanguine et les 2 phases du battement cardiaque.
8.2 Associer et expliquer des réactions chimiques connues à des réactions de décomposition
et d’oxydation : respiration cellulaire.
9.1 Distinguer un fluide compressible d’un fluide incompressible.
9.1 Nommer des fluides compressibles et incompressibles dans le corps humain.
9.2 Définir la pression et décrire qualitativement les 3 principaux facteurs qui influencent la
pression exercée par un fluide.
9.2 Expliquer, en s’appuyant sur le concept de pression, la façon dont les fluides se déplacent
dans le corps humain (muscles et mouvements : respiration et circulation sanguine).
9.2 Décrire qualitativement la relation entre la pression et le volume d’un gaz.
LA SANTÉ : communication orale ou écrite.
A - Comment garder le système respiratoire en santé.
B - Comment garder le système circulatoire en santé.
Techniques
Expliquer les phénomènes de pression respiration et leurs applications.
Identifier les groupes sanguins à partir d’un échantillon.
Déterminer la compatibilité sanguine d’un donneur et d’un receveur.
Identifier les parties et les vaisseaux sanguins du cœur.
2
ACTIVITÉ 4.1
SCIENTIFIQUE
PHÉNOMÈNES FANTÔMATIQUES
MISE EN SITUATION :
Comme nous l’avons vu, la digestion est un
processus complexe qui implique des
changements physiques mais surtout chimiques de la
matière. Mais quant est-il de la respiration ? Phénomènes
simples ou complexes ? La respiration est un phénomène
biophysique qui peut sembler complexe lorsqu’on l’étudie
théoriquement. Par contre, on entend aussi souvent des
expressions populaires liées à la respiration et à la grande facilité que nous avons à
l’exécuter (ex : mentir comme on respire, respirer l’honnêteté, respirer c’est exister).
Vous aurez à observer 8 petites expériences faisant appel à
tous les aspects (et même plus) liés à ce phénomène. Vous
pourrez, à la lumière de ces expériences, déterminer si la
respiration est un phénomène physique (simple) et/ou chimique
(complexe) (chapitre 8 p.250-259).
PROTOCOLE :
PARTIE A (question théorique)
Compléter les questions théoriques afin d’arriver prêt pour faire vos observations.
Compléter la partie PROBLÈME et HYPOTHÈSE du rapport d’activité (p.8).
PARTIE B (manipulation)
Observer, écouter attentivement et noter toutes les observations pertinentes dans la
section ‘’notes’’ de chacune des 8 expériences.
En guise de question d’analyse, remplir la partie C du rapport de laboratoire pour chacune
des stations de la façon suivante.
PARTIE C (question d’analyse)
1- À la lumière de ces expériences, déterminer s’il s’agit d’un phénomène
- portant principalement sur des phénomènes de pressions.
- portant principalement sur les constituants de l'air.
- portant principalement sur les réactions de l'O2 (oxydation : respiration cellulaire).
2-Tenter d’expliquer, dans la section explication, ces 8 phénomènes.
3- À la lumière de vos analyses, déterminer si le phénomène implique une réaction
physique ou une réaction chimique et donner une justification plausible
PARTIE D (analyse et conclusion)
Choisir 2 stations et les expliquer exhaustivement. (3 à 5 étapes simple : sujet-verbecomplément)Tirer vos conclusions. La respiration, simple phénomène physique et/ou une
complexe réaction chimique ?
3
A
/15
QUESTIONS THÉORIQUES :
1. Quelle sont les 4 constituants principaux de l’air et leur pourcentage relatif ?
GAZ
%
1.
2.
3.
4.
2. Quel est le gaz important lors de la respiration cellulaire, pourquoi ?
3. En quoi sont transformés l’oxygène et le sucre après la respiration cellulaire.
4. Nommer les structures anatomiques que traverse l’air avant d’arriver dans le sang.
1. fosse nasale
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8. Alvéoles
5. Quels sont les 2 gaz échangés au niveau des alvéoles et indiquer s’ils entrent ou sortent.
6. Nommer les 2 mouvements respiratoires et décrire les actions des structures suivantes.
1er :
Muscles int.
Diaphragme
2em :
Muscles int.
Diaphragme
Cage thoracique
Cage thoracique
7. Quelles sont les capacités ou le volume pulmonaire selon les situations suivantes :
Repos
Inspiration normale
Expiration forcée
8. Quelles sont les 3 éléments qui peuvent faire varier la pression ?
9. Comment réagissent les molécules avec la variation de la pression ?
4
C
QUESTION ANALYSE : En guise de question d’analyse, remplissez le document des 8 stations.
1. Crushing Cola!
2. Eau tiède en ébullition!?
OBSERVATIONS:
OBSERVATIONS :
Pression
/
air
/
oxygène Pression
Explication :
Physique
Justification :
/
air
/
Explication :
ou
chimique
Physique
Justification :
ou
chimique
3. Le ballon fantôme.
4. L’œuf qui bouge.
OBSERVATIONS :
OBSERVATIONS :
Pression
/
air
/
oxygène Pression
Explication :
Physique
Justification :
oxygène
/
air
/
oxygène
Explication :
ou
chimique
Physique
Justification :
ou
chimique
5
5. Feu et carburant.
6. l’eau de chaux et l’expiration
OBSERVATIONS :
OBSERVATIONS :
Pression
/
air
/
oxygène Pression
air
/
ou
Chimique
Physique
Justification :
ou
Chimique
7. La souris.
8. La laine qui rouille.
OBSERVATIONS :
OBSERVATIONS :
Pression
/
air
/
oxygène Pression
Explication :
Physique
Justification :
oxygène
Explication :
Explication :
Physique
Justification :
/
/
air
/
oxygène
Explication :
ou
Chimique
Physique
Justification :
ou
Chimique
6
NOM :
GROUPE:
QT /15
ÉQUIPE :
PROBLÈME :
B
HYPOTHÈSE :
OBSERVATIONS : Indiquer le numéro des stations qui démontre une réaction physique ou chimique.
physique
chimique
ANALYSE : Analyser deux stations (une parmi les stations 1 à 4 et une parmi les 5 à 8).
Station (1 - 2 - 3 - 4) :
PRESSION
Ο AIR
Ο
OXYGÉNE
Explication :
PHYSIQUE
Justification :
Ο
Station (5 - 6 - 7 - 8) :
PRESSION
Ο
Explication :
PHYSIQUE
Justification :
Ο
CHIMIQUE
AIR
Ο
CHIMIQUE
Ο
Ο
OXYGÉNE
Ο
Ο
CONCLUSION :
7
TABLEAU RÉSUMÉ DES 8 STATIONS
EXPÉRIMENTALES
1. Crushing Cola!
5. Flamme et comburant.
2. Eau tiède en
6. Eau de chaux et expiration.
ébulition!?
3. Le ballon
fantôme.
7. La
4. L’œuf qui
8. La laine
bouge.
qui rouille.
souris
s’amuse.
BONUS
Comment faire sortir
l’oeuf sans le briser ?
BONUS : La cigarette!
8
LABORATOIRE 4.2
SCIENTIFIQUE
LE VAMPIRE SANGUINAIRE
MISE EN SITUATION
Janvier 2015, enquête d’une mort mystérieuseR
Aux petites heures du matin, 4 fêtards ont été attaqués. Deux
des quatre victimes ont été découvertes sans vie dans un
sentier de Lévisht du nom du «Chemin interdit». Les
enquêteurs ont découvert sur 2 des pauvres victimes des
marques étranges. Aussi incroyable que cela puisse paraître,
ces marques, deux petits trous le long de l’artère carotide, pourraient bien être celles du
célèbre vampire Petr Grunt (un immigré slovaque illégal toujours en cavale). Par contre, la
police a de la difficulté à déterminer pourquoi 2 des 4 personnes n’ont pas été tuées ni
même attaquées. Ces créatures légendaires n’ont pas l’habitude de laisser de témoin.
Le groupe sanguin de Petr avait déjà été déterminé (été 97) lors d’un prélèvement d’ADN
sur le corps d’une jeune enseignante, madame Nataly Brouchard. Ce groupe sanguin
s’avéra le plus rare d’entre tous. On a donc fait appel à votre expertise scientifique afin de
déterminer le groupe sanguin des victimes (mortes ou vivantes) et de Petr le vampire. Vous
pourrez ainsi déterminer la compatibilité sanguine des morsures mortelles du vampire.
THÉORIE VAMPIRIQUE :
Ces créatures, repoussées par le soleil et l’ail, l’eau bénite et les croix religieuses,
transpercent le cou de leurs victimes avec leurs canines et se nourrissent de leur sang.
Selon la théorie d’un scientifique névrosé, le Dr.Pratt Rule, les dents des vampires
possèdent des canaux par lesquelles le sang de leurs victimes entre directement dans leur
circulation sanguine. Ils doivent donc avoir du flair, car une victime dont le groupe sanguin
est incompatible avec le leur pourrait bien être fatale. Dans le cas contraire, le sang, ingéré
par la bouche, est tout simplement digéré et absorbé.
MANIPULATIONS:
1. Assurez-vous que la lame et les alvéoles des tests de
groupes sanguins sont propres.
2. Déposez 1 goutte de sang du patient dans les trois
alvéoles près des lettres A, B et Rh.
3. Déposez 1 goutte d’agglutinine Anti-A dans l’alvéole
A et mélangez avec un cure-dents.
4. Déposez 1 goutte d’agglutinine Anti-B dans l’alvéole B et mélangez avec un
nouveau cure-dents.
5. Déposez 1 goutte d’agglutinine Anti-Rh dans l’alvéole Rh et mélangez avec un
nouveau cure-dents.
6. Attendre 2 minutes et noter les résultats.
7. Nettoyer la lame et jeter les 3 cure-dents dans la
poubelle.
PRINCIPE : Rappel
Les globules rouges possèdent à leur surface les protéines A
et/ou B ainsi que la présence ou l’absence de la protéine Rh. Les
agglutinines (anticorps) permettent d’identifier la présence des
protéines à la surface des globules rouges par agglutination.
9
/15
QUESTIONS THÉORIQUES:
1. Où sont situés?...
Les agglutinogènes A, B et Rh ?
Les agglutinines anti-A, anti-B et anti-Rh ?
2. Quels sont les groupes sanguins (incluant Rhésus) le plus rare et le plus fréquent ?
Rare :
Fréquent :
3. Qu’arrive-t-il lors d’une transfusion de sang incompatible? Utiliser les termes
agglutinogène, agglutinine, agglutination, donneur et receveur.
4. Quel groupe sanguin est considéré comme donneur universel ? Pourquoi ?
5. Déterminer le groupe sanguin résultant des analyses suivantes (mélange de sang et
d’agglutinines). Déterminer la compatibilité de ces groupes avec un receveur A+.
Groupe sanguin :
DONNEUR
RECEVEUR (A+)
oui ou non ?
a)
b)
c)
d)
6. Huit amis, Jeanne, Florence, Nicole, Frédérique, Carl, Julien, François et Martin,
discutent de leur groupe sanguin et font les observations suivantes :
Ils sont tous de groupes sanguins différents.
Les 4 filles sont toutes du même signe rhésus
Florence n’a ni d’agglutinines A ni
d’agglutinines B.
Carl peut recevoir du sang de Florence.
Julien et François peuvent recevoir du sang de
Martin.
Nicole peut donner du sang à Martin.
Frédérique et François ont de l’agglutinine B
Quel est le groupe sanguin de Jeanne ?
7. Quel est votre groupe sanguin ? Faire initialiser votre parent si non disponible.
10
QA
QUESTIONS D'ANALYSE
/15
1. Quel est le groupe sanguin et les anticorps contenus dans le sang de Petr?
Groupe sanguin
Agglutinine
2. Quelles sont les antigènes contenus sur les globules des victimes ? Identifier les
victimes es victimes et leur état de santé suite à l’attaque du vampire.
NOM des VICTIMES
GROUPE
AGGLUTINOGÉNE MORT ou
SANGUIN
VIVANT
1234-
3. Selon la théorie du docteur Rule et de la compatibilité sanguine, est-il possible que Petr
soit responsable de ces homicides? Expliquer pourquoi.
4. Pourquoi Petr n’a-t-il pas attaqué les 2 autres membres du groupe ?
5. Si la théorie de Pratt Rule s’applique, compter dans la classe le nombre de victime
potentielle de Petr et critiquer si ce nombre correspond aux statistiques proposées dans le
manuel P.111.
GROUPES SANGUINS DES VICTIMES POTENTIELLES =
NOMBRE de VICTIMES POTENTIELLES / TOTAL =
STATISTIQUE (p.111) =
%
/
%
CRITIQUE :
11
NOTE PER
PERSONNELLE
12
NOM :
DATE :
LABO :
GROUPE :
ÉQUIPE :
RÔLE :
QT
/15
PROBLÈME :
RÉEL :
SCIENCE :
HYPOTHÈSE ou STRATÉGIE:
MATÉRIEL :
MANIPULATIONS : Résumer en 3 étapes l’identification des groupes sanguins.
Résumer ou illustrer la compatibilité sanguine
CD1-Représentation adéquate de la situation
1
2
3
4
5
CD1-Élaboration d’une démarche pertinente pour la situation
1
2
3
4
5
13
OBSERVATIONS et RÉSULTATS:
tableau
/5
manip
/5
ANALYSE :
CONCLUSION :
CD1-Concrétisation du plan d’action. Respect de la
terminologie, des règles et des conventions.
1
2
3
4
5
CD1- Élaboration d’explication et de solutions pertinentes.
2
4
6
8
10
14
ACTIVITÉ LABORATOIRE 4.3
SCIENTIFIQUE
Dissection du cœur de porc
MISE EN SITUATION :
Comme un nouveau nom apparaît sur les listes d’attente d’un don
d’organe toutes les 16 minutes et que 11 personnes meurent chaque jour
faute de n'avoir pu bénéficier d'une transplantation, une solution s’impose. Pourquoi pas les
animaux et pourquoi pas le plus près anatomiquement de nous, le porc. Tu devras
identifier les structures anatomiques du cœur de porc et les principaux vaisseaux sanguins
qui s’y attachent afin de déterminer la compatibilité avec celui de l’homme. Une greffe
serait-elle finalement envisageable?
MATÉRIEL : Scalpel, 2 paires de ciseaux, tige de verre et pince.
MANIPULATIONS (protocole de dissection) :
1- Placer le cœur dans le plateau de façon à ce que son ventricule droit (paroi mince)
soit à votre gauche. Localiser les 4 parties du cœur (oreillettes et ventricules) l’aorte
et l’artère pulmonaire ainsi que les vaisseaux coronaires (artères et veines).
2- Effectuer une incision de 1 cm à l’aide du scalpel à la base des 2 ventricules.
3- Insérer la tige de verre avec précaution dans le ventricule droit et le faire remonter
lentement jusqu’à l’artère pulmonaire.
3
1-2
Tige de
verre
15
4- Découper, à l’aide des ciseaux ou du scalpel, le
ventricule droit à partir de l’incision jusqu’à l’oreillette.
5- Couper avec les ciseaux perpendiculairement de
l’oreillette droite jusqu’aux vaisseaux coronaires.
(Attention de ne pas couper trop près de l’artère
pulmonaire). L’idée est de faire une porte pour voir à
l’intérieur le ventricule droit et les 2 valves du coeur.
6- Retirer et insérer la tige
dans une veine cave et
la faire glisser
lentement jusque dans
l’oreillette droite.
4-5
7- Couper avec les ciseaux le long de la tige et observer
l’intérieur de l’oreillette droite.
8-9
6-7
8- Insérer la tige dans le
ventricule gauche et le faire
glisser lentement jusqu’à la crosse aortique.
9- Pour le ventricule gauche, répéter les étapes 4 et 5.
(Attention de ne pas couper trop près de l’aorte).
L’idée est de faire une porte pour voir à l’intérieur les
valves artérielles et auriculo-ventriculaires.
10- Soulever les parties ventrales du cœur et localiser
toutes les structures indiquées sur la feuille annexe
(p.18 : le cœur). Demander de l’aide pour les valves.
11- Mesurer et comparer l’épaisseur des 2 ventricules (myocarde).
12- ÉVALUATION : Identifier les 6 structures affichées au tableau avec
les aiguilles et faire corriger (p.17) par le professeur ou le technicien
une fois terminée.
13- Disposer du cœur dans le plateau tel que demandé par le technicien.
14- Nettoyer tous les instruments de dissection, les aiguilles et le plateau.
BIEN SE LAVER LES MAINS
LORSQUE VOUS AVEZ TERMINÉ!
16
NOM :
GROUPE :
ÉQUIPE :
PROBLÈME :
Réel :
Scientifique :
HYPOTHÈSE :
QUESTIONS D’ANALYSE :
1- Compare les parois de l’aorte et celles des veines caves. Que remarques-tu
de différent (2 caractéristiques physiques) ?
2- a) Mesure l’épaisseur du ventricule gauche. _______________
b) Mesure l’épaisseur du ventricule droit. ________________
c) Pourquoi y a-t-il une différence d’épaisseur ? 2 raisons.
123- Y a-t-il une différence entre les 2 oreillettes ? Si oui laquelle.
4- Y a-t-il une différence entre les deux types de valves ? Si oui laquelle.
5- Fais le trajet du sang circulant dans tout le cœur.
1. veines caves
2.
3.
4.
5. poumons
8.
9.
6.
7.
10. Tous les organes du corps
6- Résultat obtenu pour l’identification des 6 structures =
Anatomie
Dissection
/6
/4
CONCLUSION : Retour sur les 2 problèmes.
17
LE COEUR
STRUCTURE À IDENTIFIER
1. Identifier les structures du cœur interne et externe.
P.S. Assurez-vous de distinguer la gauche de la droite ainsi que les
cavités et vaisseaux oxygénées et non oxygénées.
18