Partie

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Partie C
Relations au sein de l’organisme
Programme offi ciel : « Relations au sein de l’organisme » (répartition conseillée : 25 %)
Connaissances du programme Correspondance avec le manuel
Relations au sein de l’organisme
Cohérence verticale :
Cycle 3 : Les mouvements corporels (les muscles, les os du squelette,
les articulations) ; hygiène et santé : actions bénéfi ques ou nocives
de nos comportements, notamment dans le domaine du sommeil.
Classe de 6e : tous les êtres vivants sont constitués de cellules ; la
cellule possède un noyau, une membrane, du cytoplasme.
Classe de 5e : les organes effectuent en permanence des échanges
avec le sang : ils y prélèvent des nutriments et du dioxygène.
Partie C : Relations au sein de l’organisme
x Je m’interroge pour commencer (pp. 90-91 du manuel de l’élève)
x Ce que je sais déjà (p. 92 du manuel de l’élève)
La commande du mouvement est assurée par le système nerveux qui
met en relation les organes sensoriels et les muscles.
Un mouvement peut répondre à une stimulation extérieure, reçue
par un organe sensoriel : le récepteur. Le message nerveux sensitif
correspondant est transmis aux centres nerveux (cerveau et moelle
épinière) par un nerf sensitif. Les messages nerveux moteurs sont
élaborés et transmis par les centres nerveux et les nerfs moteurs
jusqu’aux muscles : les effecteurs du mouvement.
Le cerveau est un centre nerveux qui analyse les messages nerveux sen-
sitifs (perception) et élabore en réponse des messages nerveux moteurs.
Perception de l’environnement et commande du mouvement suppo-
sent des communications au sein d’un réseau de cellules nerveuses
appelées neurones.
x Chapitre 1. L’organisme en mouvement
(pp. 93-108 du manuel de l’élève)
x Unité 1. La commande du mouvement
x Unité 2. La perception de l’environnement
x Unité 3. De la perception au mouvement
x Unité 4. La communication nerveuse
Le fonctionnement du système nerveux peut être perturbé dans
certaines situations et par la consommation de certaines substances.
Les récepteurs sensoriels peuvent être gravement altérés par des
agressions de l’environnement.
Les relations entre organes récepteurs et effecteurs peuvent être
perturbées notamment :
– par la fatigue ;
– par la consommation ou l’abus de certaines substances.
x Chapitre 2. Les perturbations du système nerveux
(pp. 109-122 du manuel de l’élève)
x Unité 1. Les effets du bruit sur le système nerveux
x Unité 2. Les effets de la fatigue sur le système nerveux
x Unité 3. Les effets de l’alcool et des drogues sur le système
nerveux
La puberté est due à une augmentation progressive des concentra-
tions sanguines de certaines hormones fabriquées par le cerveau ;
elles déclenchent le développement des testicules et des ovaires.
Testicules et ovaires libèrent des hormones qui déclenchent l’appari-
tion des caractères sexuels secondaires.
Les hormones ovariennes (œstrogènes et progestérone) détermi-
nent l’état de la couche superfi cielle de l’utérus. La diminution des
concentrations sanguines de ces hormones déclenche les règles.
Les transformations observées à la puberté sont déclenchées par
des hormones qui assurent une relation entre les organes.
Une hormone est une substance, fabriquée par un organe, libérée
dans le sang et qui agit sur le fonctionnement d’un organe-cible.
x Chapitre 3. Le déclenchement des transformations
du corps à la puberté
(pp. 123-134 du manuel de l’élève)
x Unité 1. Le développement des organes reproducteurs
x Unité 2. L’apparition des caractères sexuels secondaires
x Unité 3. Le déclenchement du cycle de l’utérus

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C • Chapitre 1 • L’organisme en mouvement
Capacités du programme Compétences mises en œuvre dans l’unité
– Formuler des hypothèses sur le rôle des organes
du système nerveux dans la commande du mouvement.
– Suivre un protocole de dissection dégageant les liaisons
nerveuses entre les centres nerveux et un muscle.
– Faire un schéma (en respectant des conventions) traduisant
la relation existant entre les organes sensoriels et les muscles.
– Formuler des hypothèses sur le rôle des centres nerveux et
des nerfs dans la commande du mouvement (doc. 1 à 3).
– Disséquer une grenouille pour mettre en évidence le cerveau,
la moelle épinière, le nerf sciatique et des muscles (doc. 4).
– Faire un schéma fonctionnel traduisant la relation
entre le système nerveux et les muscles (doc. 1 à 5).
1L’organisme en mouvement
1La commande du mouvement (pp. 94-95 du manuel de l’élève)
Conseils et suggestions
– L’unité 1 aborde simplement la commande du mouve-
ment, au lieu de présenter directement le mouvement
en réponse à une stimulation extérieure. Dans l’unité 2,
on étudie les stimuli à l’origine des mouvements. Si l’on
avait commencé par présenter les voies sensitives en re-
lation avec la commande motrice, cette dernière n’aurait
été qu’évoquée, faute de place. En outre, tout mouvement
ne répond pas à un stimulus, comme le savent bien les
élèves et comme le précise le B.O. (« Un mouvement peut
répondre à une stimulation extérieure »).
– Les exemples de la paraplégie (prolongé par l’étude de
la tétraplégie dans l’exercice « J’apprends à résoudre une
tâche complexe » p. 135) et de l’hémiplégie (doc. 1 et 2)
permettent d’introduire les centres nerveux (moelle épi-
nière et cerveau) et leur implication dans la commande du
mouvement. Dans le cas de l’hémiplégie, on pourra détailler
les causes possibles : accident vasculaire cérébral (les AVC
sont repris dans l’unité 2) ou traumatisme. Certains élèves
pourront s’interroger sur le fait que seule une moitié du
corps est touchée : ce peut être l’occasion de montrer sans
attendre les hémisphères cérébraux (unité 3).
– Les nerfs sont introduits avec l’exemple d’une greffe de la
main (doc. 3), dont l’une des étapes les plus délicates est la
greffe des nerfs. L’image montre la suture des fascicules qui
constituent le nerf. On ne détaillera pas le mécanisme pour
les élèves : on se contentera d’indiquer que les muscles de
la main sont de nouveau innervés. Le phénomène de re-
pousse nerveuse est illustré dans l’exercice 7 p. 107.
– La dissection de la grenouille (doc. 4) pourra être pour-
suivie pour mettre en évidence un nerf optique : il suffi ra
d’écarter légèrement un œil. Les grenouilles mortes seront
achetées chez un fournisseur qui garantit les conditions
d’élevage et d’abattage (qualité sanitaire, respect de
l’animal, préservation de l’écosystème).
– Pour l’étude anatomique du système nerveux de l’être
humain, l’enseignant pourra avoir recours au logiciel libre
EduAnatomist (http://svt.ac-creteil.fr/?Edu-Anatomist).
Exploitation des documents par les activités
1 Doc. 1 et 2 (Observer, rechercher et organiser des
informations ; formuler des hypothèses). • Chez Joël Jean-
not, l’organe endommagé est la moelle épinière, et la lésion
se traduit par la perte de l’usage des membres inférieurs.
Chez le tireur à l’arc, l’organe touché est le cerveau, et la lé-
sion se traduit par la perte de l’usage d’un bras.
• On fait l’hypothèse que les centres nerveux (cerveau et
moelle épinière) commandent les mouvements.
2 Doc. 3 (Formuler des hypothèses). On fait l’hypo-
thèse que les nerfs transmettent la commande du mou-
vement des centres nerveux vers les muscles.
3 Doc. 3 à 5 (S’informer et raisonner à partir d’une
photographie). On constate que les nerfs relient un centre
nerveux de la grenouille (la moelle épinière) aux muscles :
dans cet exemple, le nerf sciatique relie la moelle épinière
aux muscles de la cuisse et de la jambe.
4 Doc. 1 à 5 (Réaliser un schéma fonctionnel).
Cerveau
Moelle épinière Muscle du bras
Muscle de la cuisse
commande du mouvement
interruption de la commande
chez un paraplégique
5 En conclusion (Organiser et communiquer). La
commande du mouvement naît dans les centres nerveux
(cerveau et moelle épinière), elle est transmise par les
nerfs jusqu’aux muscles.

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Capacités du programme Compétences mises en œuvre dans l’unité
– Formuler des hypothèses sur le rôle des organes
du système nerveux.
– Suivre un protocole de dissection dégageant les liaisons
nerveuses entre un organe sensoriel et les centres nerveux.
– Faire un schéma (en respectant des conventions) traduisant
la relation existant entre les organes sensoriels et les muscles.
– Formuler des hypothèses sur la relation entre organes
des sens et centres nerveux (doc. 1 à 3).
– Disséquer un poisson pour mettre en évidence le cerveau,
la moelle épinière, les yeux et les nerfs optiques (doc. 4).
– Faire un schéma fonctionnel traduisant la relation entre
les organes des sens et les centres nerveux (doc. 2, 4 et 5).
2La perception de l’environnement (pp. 96-97 du manuel de l’élève)
Conseils et suggestions
– Le doc. 2 permet d’introduire la technique de l’image-
rie par résonance magnétique (IRM) fonctionnelle, qui
ne sera pas détaillée. On pourra faire réfl échir les élèves
sur le statut de telles images : ici, le fait que perception et
variation d’activité d’une zone du cerveau soient conco-
mitantes ne prouve pas un lien de causalité. Celui-ci est
établi avec le doc. 3. Par ailleurs, le doc. 2 met en évi-
dence les cortex auditifs et visuels primaires : conformé-
ment au B.O., les aires cérébrales ne sont pas ici étudiées
pour elles-mêmes, elles ne viennent qu’en illustration.
– L’unité propose deux exemples de cécité unilatérale
(doc. 3 et doc. 5) dont l’origine est différente (cortex
visuel et nerf optique). S’il a déjà introduit la notion de
récepteur sensoriel, l’enseignant pourra mentionner une
troisième cause possible de cécité en précisant qu’ici,
les récepteurs sensoriels ne sont pas en cause (examen
de fond de l’œil normal). Dans le cas d’un AVC (doc. 3), la
perte de la vision est brutale, tandis qu’elle est progres-
sive lorsqu’elle est due au développement d’une tumeur
sur le nerf optique (doc. 5). Dans ce dernier cas, la baisse
d’acuité visuelle est due à la pression exercée sur le nerf.
La vision n’est pas toujours récupérée après l’opération.
– L’enseignant peut prolonger le travail sur le nerf optique
avec le logiciel L’œil, réalisé par Pierre Perez (http://peda-
gogie.ac-toulouse.fr/svt/serveur/lycee/perez/oeil/oeilin-
dex.htm).
– Pour montrer le lien entre organes des sens et centres
nerveux, on peut prendre l’exemple des systèmes auditif
ou olfactif au lieu du système visuel. Le nerf olfactif est
facile à mettre en évidence dans la dissection du poisson
ou de la grenouille. Quant au nerf auditif, il sera retrouvé
dans l’unité 1 du chapitre 2.
Exploitation des documents par les activités
1 Doc. 1 (S’informer et raisonner à partir d’une pho-
tographie). Les stimulations qui entraînent la commande
du mouvement chez le coureur sont visuelle (l’entraîneur
abaisse le bras) et auditive (l’entraîneur tire un coup de
pistolet). Les organes récepteurs impliqués sont les yeux
et les oreilles.
2 Doc. 2 et 3 (S’informer et raisonner ; formuler des
hypothèses). • Chez une personne occupée à voir, une
zone du cerveau s’active, qui n’est pas celle qui s’active
chez une personne occupée à entendre. En outre, cer-
tains accidents vasculaires cérébraux entraînent la perte
de la vision d’un œil. Une zone du cerveau semble donc
impliquée dans la vision.
• Par analogie avec l’unité précédente, on fait l’hypothèse
que les nerfs assurent la communication entre les yeux
et le cerveau.
3 Doc. 4 et 5 (S’informer et raisonner à partir d’une
photographie). On constate qu’un nerf (le nerf optique) relie
l’œil au cerveau. Une tumeur située sur le nerf optique per-
turbe la vision de l’œil correspondant. Le nerf optique est
donc bien la voie de communication entre l’œil et le cerveau.
4 Doc. 2, 4 et 5 et unité 1 (Réaliser un schéma
fonctionnel).
Cerveau
Moelle épinière Muscle de la cuisse
Muscle du bras
Œil commande
du mouvement
trajet
de l’information
reçue
5 En conclusion (Organiser et communiquer). Un
mouvement peut être déclenché par une stimulation de
l’environnement. L’organisme est informé de l’environ-
nement grâce aux organes des sens, qui recueillent les
informations de l’environnement, et aux nerfs, qui trans-
mettent ces informations aux centres nerveux.

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C • Chapitre 1 • L’organisme en mouvement
Capacités du programme Compétences mises en œuvre dans l’unité
– Formuler des hypothèses sur le rôle des organes du système
nerveux dans la commande du mouvement.
– Participer à la conception d’un protocole pour éprouver
ces hypothèses et le mettre en œuvre dans le cadre
d’une démarche expérimentale.
– Valider ou invalider les hypothèses formulées.
– Faire un schéma (en respectant des conventions) traduisant
la relation existant entre les organes sensoriels et les muscles.
– Adopter une démarche expérimentale pour comprendre le rôle
des différents organes du système nerveux de la grenouille
(doc. 1).
– Extraire des informations et raisonner à partir de documents
pour comprendre la relation entre organes récepteurs
et effecteurs (doc. 1).
– Compléter un schéma fonctionnel traduisant la relation
entre organes récepteurs et effecteurs (doc. 1 à 4).
3De la perception au mouvement (pp. 98-99 du manuel de l’élève)
Conseils et suggestions
– Dans le logiciel CMD (doc. 1), d’autres types de lésions
« virtuelles » sont possibles (cerveau, moelle épinière) et
permettent de vérifi er la bonne compréhension de l’élève.
– Les termes de nerf « sensitif » et « moteur » tirés du B.O.
ne doivent pas prêter à confusion. Il existe bien, parmi les
nerfs crâniens, des nerfs purement sensitifs (comme le
nerf optique) ou moteurs (comme le nerf pathétique). En
revanche, les nerfs rachidiens, comme le nerf sciatique,
sont mixtes : ils sont à la fois sensitifs et moteurs. Qualifi er
ici le nerf sciatique de moteur revient seulement à dire qu’il
conduit des messages moteurs. Les exercices p. 108, re-
prenant les célèbres expériences de Magendie, concernent
des segments purement sensitifs ou moteurs, les racines
dorsales et ventrales des nerfs rachidiens.
– Le B.O. indique que les centres nerveux sont capables
d’élaborer des messages moteurs. Toutefois, le seul
centre nerveux envisagé dans cette unité est le cerveau.
En effet, le B.O. exclut l’étude des mouvements réfl exes.
On ne peut donc pas montrer que la moelle épinière est
elle aussi capable d’élaborer de façon autonome des mes-
sages moteurs.
– Le terme de « cerveau » est ici utilisé au sens large et
est synonyme d’encéphale.
– L’étude de l’intégration des données visuelles et audi-
tives par le cerveau du violoniste (doc. 3) peut être com-
plétée avec le doc. 2 de l’unité 2, en évitant de s’appesan-
tir sur les aires.
Exploitation des documents par les activités
1 Doc. 1 (S’informer et raisonner ; formuler des hy-
pothèses). • La grenouille intacte (A) est effrayée (son
œil se dilate) et saute. La grenouille dont le nerf optique
est sectionné (B) n’est pas effrayée (œil non dilaté) et ne
saute pas. La grenouille dont le nerf de la cuisse est sec-
tionné (C) est effrayée mais ne saute pas.
• La conséquence attendue de la section d’un nerf sensi-
tif est l’absence de perception : le nerf optique transmet
donc bien des messages nerveux sensitifs. La consé-
quence attendue de la section d’un nerf moteur est l’ab-
sence de mouvement, même lorsque la grenouille est ef-
frayée : le nerf de la cuisse (nerf sciatique) transmet donc
bien des messages nerveux moteurs.
2 Doc. 1 (Réaliser un schéma fonctionnel).
nerf et message
nerveux moteurs
nerf et message
nerveux sensitifs
Cerveau
Moelle épinière Muscle du bras
Muscle de la cuisse
Œil
3 Doc. 2 et 3 (S’informer et raisonner à partir d’une
photographie). Le cerveau du violoniste reçoit des mes-
sages nerveux auditifs de ses oreilles, et des messages
nerveux visuels de ses yeux. Il doit suivre le chef, les
autres musiciens ainsi que sa partition, et donc intégrer
les messages auditifs et visuels, pour commander le bon
mouvement avec son archet (le doc. 2 de l’unité 2 montre
même que ces messages ne sont pas reçus au même
endroit du cerveau). Les informations sensitives sont
donc analysées et un message nerveux différent est éla-
boré : le message nerveux moteur.
4 Doc. 4 (Observer, rechercher et organiser des in-
formations). La partie du cerveau active lors de la réalisa-
tion d’un mouvement est différente de celle active dans
la vision ; mais le mouvement du violoniste s’effectue en
réponse aux informations visuelles : il y a donc eu com-
munication entre ces deux parties du cerveau.
5 En conclusion (Organiser et communiquer). Les
organes récepteurs informent l’organisme sur son environ-
nement au moyen de messages nerveux sensitifs, trans-
mis par des nerfs sensitifs. Ces messages sont analysés
par les centres nerveux. Ceux-ci élaborent en retour des
messages nerveux moteurs, transmis aux muscles par
des nerfs moteurs.

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Capacités du programme Compétences mises en œuvre dans l’unité
– Effectuer un geste technique en réalisant une observation
microscopique de neurones.
– Formuler des hypothèses sur le rôle des neurones
dans la transmission des messages nerveux.
– Observer une préparation de tissu nerveux
au microscope optique (doc. 1).
– Extraire des informations et raisonner à partir de documents
pour comprendre l’organisation en réseau des neurones
(doc. 1 à 5).
– Formuler des hypothèses sur l’importances des contacts
entre neurones pour la transmission des messages nerveux
(doc. 4 à 7).
4La communication nerveuse (pp. 100-101 du manuel de l’élève)
Conseils et suggestions
– Pour une observation des neurones (doc. 1), travailler
sur du matériel frais (poisson ou grenouille) est délicat :
on privilégiera l’utilisation d’une préparation du com-
merce. Avec une coloration au violet de crésyl ou à l’hé-
matéine-éosine, les élèves pourront deviner le noyau.
Dans le commentaire de l’exercice 4 p. 106, la coloration
différentielle de ces structures est discutée. Les élèves
remarqueront surtout que le système nerveux comporte
de très nombreuses cellules et que celles-ci semblent
constituer un réseau.
– La notion de synapse a disparu du programme. Il n’est
donc pas question de détailler la façon dont les neurones
communiquent entre eux. Toutefois, le programme retient
cette notion de communication nerveuse : on se contentera
donc de montrer que les neurones sont en contact par leurs
prolongements (doc. 4 et 5) et forment un réseau dans les
centres nerveux.
– Le doc. 4 a été obtenu par immunofl uorescence, en
utilisant des anticorps dirigés contre une protéine synap-
tique (en rouge) et un marqueur reconnaissant une molé-
cule injectée dans le cytoplasme (en vert). On remarque
de nombreux « contacts » sur les dendrites et le corps
cellulaire du neurone central, ce qui fait comprendre à
l’élève la complexité du réseau.
– Les doc. 6 et 7 montrent l’importance fonctionnelle de tels
contacts. Dans l’expérience décrite par le doc. 7, des neu-
rones fœtaux de souris sont greffés dans une zone détruite
du cerveau de souris, le striatum. Cette zone présente des
lésions chez les individus atteints de la chorée de Hunting-
ton et sa destruction entraîne chez les souris l’apparition des
symptômes de la chorée de Huntington. Les neurones gref-
fés reforment des circuits neuronaux, et le défi cit moteur
des souris greffées régresse (S. B. Dunnett, Behav. Brain
Res., 1995, 66 : 133-142). Des greffes de neurones (obtenus
à partir de cellules souches neurales ou de cellules souches
embryonnaires) sont également pratiquées chez l’homme
et atténuent des aspects de la chorée de Huntington chez
certains patients. Il s’agit toutefois de ne pas laisser l’élève
croire à un « traitement miracle », d’où le choix de se canton-
ner à l’exemple de la souris.
Exploitation des documents par les activités
1 Doc. 1 à 3 (Faire un dessin scientifi que ; remobili-
ser des connaissances).
membrane
noyau
cytoplasme fibre nerveuse
Neurone 1 Neurone 2
Deux neurones en contact
Le neurone comprend du cytoplasme, limité par une
membrane, et incluant un noyau. C’est donc bien une cel-
lule.
2 Doc. 1 à 3 (S’informer et raisonner à partir d’une
photographie). L’organisation en réseau des centres ner-
veux résulte des nombreux prolongements des neurones,
qui se projettent dans toutes les directions, ainsi que du
grand nombre de neurones.
3 Doc. 4 et 5 (Formuler des hypothèses). Les
contacts entre les neurones permettraient une commu-
nication entre ces cellules : c’est ainsi que les messages
nerveux seraient transmis.
4 Doc. 6 et 7 (S’informer et raisonner). La destruc-
tion des neurones, dans la chorée de Huntington, abolit
la commande du mouvement : les différentes parties du
cerveau ne communiquent plus correctement. Les neu-
rones injectés chez les souris malades se connectent aux
autres : le réseau des neurones est ainsi rétabli, et la com-
mande du mouvement redevient possible.
5 En conclusion (Organiser et communiquer). Les
communications entre les neurones permettent la trans-
mission des messages nerveux.