Respirationmilieuxdevie 20 03

Modalités de la respiration et milieux de vie (Leçon – 5ème)
La partie relative à « Respiration et occupation des milieux » permet dans un premier
temps de découvrir les échanges gazeux de la respiration, qui s’observent chez les animaux
comme chez les végétaux.
Il s’agit ensuite de s’intéresser à la diversité des appareils et des comportements
respiratoires, qu’il importe d’étudier en relation avec l’occupation des milieux par les
animaux (milieux aquatique et aérien). On montrera que parfois le milieu de vie n’est pas le
milieu de respiration (exemple des insectes aquatiques utilisant l’oxygène gazeux).
Les exemples d’organismes animaux étudiés seront positionnés dans la classification
actuelle, ce qui enrichira les connaissances acquises en 6ème sur la diversité du monde vivant.
Enfin on montre comment l’oxygénation des milieux peut être modifiée par différents
facteurs (agitation, température) et par l’action d’autres organismes (influence des végétaux
chlorophylliens) ou l’action de l’homme. Il est alors important de comprendre que ces
variations d’oxygénation peuvent influer sur les peuplements et la répartition des organismes
vivants.
Ce dernier objectif s’inscrit dans une éducation à l’environnement pour un
développement durable, puisque les activités humaines influent sur les caractéristiques des
milieux de vie donc, sur les conditions de respiration et la répartition des organismes vivants.
La problématique de cette leçon est donc principalement de comprendre comment les
manifestations de la respiration chez différents organismes peuvent se réaliser en relation avec
les milieux de vie de ceux-ci.
I / Milieux de vie et milieux de respiration
On se fondera sur l’observation d’un milieu naturel. L’un des environnements les plus
riches serait l’observation d’un étang et de sa périphérie.
Cette partie est l’occasion de replacer chaque organisme dans la classification.
-
Il convient en effet de montrer que :
le milieu de vie peut être le milieu de respiration : ce milieu est alors aquatique ou
aérien.
le milieu de vie peut être différent du milieu de respiration : vie en milieu aquatique et
respiration dans l’air : exemple des Insectes aquatiques, ou de certains Gastéropodes
Pulmonés d’eau douce (Limnée, Planorbe).
1 / Les échanges gazeux en milieu aérien
- expérimentation assistée par EXAO pour mettre en évidence la consommation de dioxygène
par un animal : on suivra l’évolution de la concentration en oxygène d’une enceinte dans
laquelle aura été placé un organisme vivant.
- mise en évidence du rejet de dioxyde de carbone par le test à l’eau de chaux.
Rmq : la mise en évidence du CO2 pourrait aussi être faite par suivi de sa concentration dans
une enceinte fermée grâce à une sonde à CO2 et traitement EXAO.
Notion construite :
atmosphérique.
Les
organismes
aériens
prélèvent
le
dioxygène
dans
l’air
2 / Les échanges gazeux en milieu aquatique
Les expériences proposées en 1/ sont reprises en prenant par exemple un poisson
(mesure EXAO ; mise en évidence de CO2 dans un échantillon d’eau provenant de
l’enceinte).
Notion construite :
dissous dans l’eau.
Les organismes qui respirent en milieu aquatique prélèvent l’oxygène
Il faut alors étudier, pour chacun de ces cas, la nature des appareils respiratoires et les
comportements respiratoires associés.
II / La respiration en milieu aquatique
1 / Les mouvements respiratoires
Exemple du poisson :
- observation des mouvements respiratoires.
- mise en évidence d’un courant d’eau allant de la bouche aux ouïes (expérience avec du
liquide coloré).
2 / Les échanges au niveau des branchies
Activité pratique : observation des branchies du poisson :
- Soulever et découper l’opercule.
- Prélever une branchie en coupant l’arc branchial.
- Observer à la loupe binoculaire.
- Observer éventuellement des filaments branchiaux.
On pourra donner à l’élève un document représentant la branchie et sa coupe
transversale, pour qu’il y figure le sens du courant d’eau (observé chez le poisson vivant) et
les échanges qui se déroulent au niveau d’une branchie.
L’activité proposée correspond ainsi à :
- la réalisation d’une dissection : suivi d’un protocole.
- la mise en relation d’observations pour comprendre comment s’effectue la
respiration du poisson.
Rmq : on pourrait aussi se fonder sur d’autres exemples : écrevisse...
Chez les animaux respirant en milieu aquatique, la respiration s’effectue grâce à des
branchies.
L’animal présente des mouvements respiratoires qui font circuler un courant d’eau au
contact des branchies.
III / La respiration en milieu aérien
Différents exemples peuvent être utilisés comme supports d’activités pratiques. Il faut
cependant étudier un exemple de respiration pulmonaire et un exemple de respiration
trachéenne.
1 / La respiration pulmonaire
Exemple de la Grenouille :
Cet exemple permet de montrer quelques caractères de la paroi pulmonaire facilitant
les échanges (finesse, vascularisation importante).
Parmi les autres exemples exploitables, on peut citer l’escargot ou un petit
Mammifère.
Activité pratique sur l’escargot :
- Débarrasser l’animal de sa coquille.
- Observer le poumon et repérer le pneumostome.
- Ouvrir le poumon et prélever le toit de celui-ci pour l’observer à la loupe binoculaire :
on retrouve les caractères observés sur les poumons de la grenouille.
Activité sur un petit Mammifère : l’observation de l’appareil respiratoire montre les voies
respiratoires : trachée... Ces observations pourront être réinvesties plus tard dans la partie
relative à « Fonctionnement de l’organisme et besoin en énergie ».
On associera à des observations d’appareils respiratoires, les comportements respiratoires
avec l’observation de mouvements.
Les animaux aériens comme l’escargot ou les Vertébrés respirent dans l’air grâce à des
poumons dans lesquels circule l’air. Celui-ci est renouvelé grâce à des mouvements
respiratoires.
2 / La respiration trachéenne
Exemple d’un Insecte : le criquet.
On observera l’animal vivant pour montrer l’existence de mouvements respiratoires
au niveau de l’abdomen.
On observera également les stigmates.
La mise en évidence des trachées peut se faire sur cet insecte ou sur un asticot, qu’il
est plus facile (et moins onéreux) de se procurer en nombre.
Activité pratique sur l’asticot :
- Repérer les deux stigmates bruns situés à l’extrémité de l’abdomen.
- Découper le tégument de l’asticot autour des stigmates.
- Pincer le stigmate et le tirer doucement pour extraire un réseau de trachées.
- Rincer le morceau prélevé dans l’eau.
- Monter le morceau prélevé entre lame et lamelle dans une goutte d’eau.
- Observer au microscope.
Les insectes respirent grâce à un réseau de trachées très ramifiées qui s’ouvrent à
l’extérieur du corps par des orifices respiratoires. Des mouvements respiratoires du corps
permettent de chasser et de renouveler l’air des trachées.
IV / Vivre en milieu aquatique et respirer en milieu aérien
On se fondera sur différentes observations :
- Gastéropodes Pulmonés d’eau douce
- Insectes aquatiques : comportement respiratoire du dytique.
Ces observations seront celles du comportement des animaux auxquelles il faudra associer
l’observation des organes respiratoires.
Certains animaux comme certains Mollusques ou certains Insectes vivent dans l’eau
mais viennent respirer dans l’air.
Ils possèdent des organes respiratoires semblables aux animaux vivant en milieu
aérien, poumons ou trachées.
Ils viennent en surface prélever l’air : ils présentent un comportement respiratoire
adapté à ce prélèvement.
Conclusion : --> Les caractéristiques du milieu et les exigences des espèces conditionnent la
répartition des êtres vivants (Oxygénation des milieux et répartition des êtres vivants)