Thème 2 : Fonctionnement de l`organisme et besoin en énergie (16
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Thème 2 : Fonctionnement de l’organisme et besoin en énergie (16 semaines) Chapitre 1 : La production d’énergie nécessaire au fonctionnement des organes Problème : Comment les organes se procurent-ils l’énergie nécessaire à leur fonctionnement ? Hypothèse : I. Les modifications de l’organisme lors d’un effort physique Problème : quelles sont les modifications de l’organisme lors d’un effort physique ? Hypothèse : Lors d’un effort physique on observe - une accélération des rythmes cardiaques et respiratoires - une augmentation de la température II. Les besoins des organes Problème : Comment les besoins d’un organe sont-ils satisfaits ? Hypothèse : Les organes effectuent en permanence des échanges avec le sang : -ils y prélèvent des nutriments (ex : glucose) et du dioxygène -ils y rejettent des déchets dont le dioxyde de carbone Nutriment : substance d’origine alimentaire permettant de nourrir les organes. III. Les variations des échanges en fonction de l’activité des organes Problème : Comment les échanges varient lorsque qu’un organe est stimulé ? Hypothèse : La consommation de nutriments et de dioxygène, le rejet de dioxyde de carbone par les organes varient selon leur activité. Un muscle en activité consomme davantage de nutriments et de dioxygène qu’un muscle au repos. De même, il produit plus de déchets. L’augmentation des échanges est favorisée par une augmentation du débit sanguin. IV. L’utilisation des nutriments et du dioxygène par les organes Problème : Comment le dioxygène et les nutriments sont-ils utilisés par les organes ? Hypothèse : Nutriments et dioxygène libèrent de l’énergie utilisable pour le fonctionnement des organes. Une partie de l’énergie libérée au cours de la réaction chimique entre les nutriments et le dioxygène est utilisée pour le fonctionnement des organes et une autre partie est libérée sous forme de chaleur. Réaction chimique : transformation se produisant lorsque plusieurs substances chimiques sont mises en présence. Conclusion : Les organes utilisent du dioxygène et des nutriments pour produire de l’énergie. Le dioxygène et les nutriments sont apportés aux organes par le sang. Chapitre 2 : Le fonctionnement de l’appareil respiratoire Problème : comment les organes s’approvisionnent-ils en dioxygène ? Hypothèse : I. L’air, une source de dioxygène Problème : Comment montrer que le dioxygène utilisé par les organes provient de l’air que nous respirons ? Hypothèse : Protocole : Résultat : L’air expiré contient moins de dioxygène que l’air inspiré : l’organisme prélève donc du dioxygène dans l’air lors de la respiration. On peut donc dire que le dioxygène utilisé en permanence par les organes provient de l’air. II. Le trajet du dioxygène dans l’appareil respiratoire Problème : Quel est le trajet de l’air dans l’organisme ? Hypothèse : L’air pénètre dans le corps humain par le nez ou la bouche. Il est conduit jusqu’aux alvéoles pulmonaires par la trachée, les bronches, les bronchioles. L’air expiré suit le chemin inverse dans l’appareil respiratoire. III. Le devenir du dioxygène dans les alvéoles pulmonaires Problème : Comment passe le dioxygène de l’air dans le sang ? Hypothèse : Les alvéoles pulmonaires sont de petits sacs remplis d’air, à paroi fine et comportant de nombreux vaisseaux sanguins. Cette paroi fine permet le passage du dioxygène de l’air vers le sang contenu dans les vaisseaux. IV. Les effets des substances nocives sur l’appareil respiratoires Problème : Quels sont les effets de ces substances sur la santé ? Hypothèse : Des substances nocives (tabac, polluants), plus ou moins abondantes dans l’environnement, peuvent perturber le fonctionnement de l’appareil respiratoire. Elles favorisent l’apparition de certaines maladies (ex : asthme, cancer). Conclusion : Les organes utilisent le dioxygène de l’air présent dans le sang. Le sang récupère le dioxygène au niveau des alvéoles pulmonaires. Chapitre 3 : La digestion des aliments et le devenir des nutriments Problème : Comment la digestion permet-elle l’approvisionnement des organes en nutriments ? Hypothèse : I. Le trajet des aliments dans le tube digestif Problème : Quel est le trajet des aliments dans l’organisme et que deviennent-ils ? Hypothèse : Les aliments consommés progressent dans le tube digestif formé par la bouche, l’œsophage, l’estomac, l’intestin grêle et le gros intestin. Au cours du trajet, les aliments sont réduits en bouillie puis transformés en liquide grâce à la digestion ; les restes non digérés forment les excréments. II. La digestion, un mécanisme chimique Problème : En quoi consiste la digestion des aliments ? Hypothèse : La digestion débute dans la bouche, se poursuit dans l’estomac et se termine dans l’intestin grêle. Au cours de cette digestion, les aliments sont transformés en nutriments sous l’action d’enzymes digestives. Ces transformations chimiques sont favorisées par des actions mécaniques (broyage par les dents, contraction des muscles de la paroi du tube digestif). Enzyme digestive : substance fabriquée par l’appareil digestif et agissant sur les aliments III. Le passage des nutriments dans le sang Problème : comment les nutriments se retrouvent-ils dans le sang ? Hypothèse : Les nutriments traversent la paroi de l’intestin grêle et passent dans le sang : c’est l’absorption des nutriments. Les nutriments transportés par le sang sont ensuite utilisés par les organes pour leur fonctionnement. IV. Equilibrer son alimentation pour rester en bonne santé Des apports énergétiques supérieurs ou inférieurs aux besoins de l’organisme favorisent le développement de certaines maladies (diabète, maladies cardio-vasculaires). Conclusion : Les aliments sont transformés en nutriments dans le tube digestif. Ils passent ensuite dans le sang au niveau dans l’intestin grêle. Le sang transporte ensuite les nutriments aux organes pour couvrir leurs besoins. Chapitre 4 : L’élimination des déchets de la nutrition Le fonctionnement des organes produit des déchets qui passent dans le sang. Problème : Comment sont éliminés les déchets de l’organisme ? I. L’élimination d’un déchet : le dioxyde de carbone Problème : Comment le dioxyde de carbone est-il éliminé du sang ? Hypothèse : Protocole : Résultat : Si le dioxyde de carbone s’accumule en excès dans le sang, il devient toxique. Il est donc nécessaire de l’éliminer. Le dioxyde de carbone est éliminé du sang par les poumons. Il passe du sang vers l’air au niveau des alvéoles pulmonaires puis il est rejeté avec l’air expiré. II. L’élimination d’un déchet : l’urée Problème : Comment l’urée est-elle éliminé du sang ? Hypothèse : Un autre déchet produit par les organes est l’urée. L’urée est éliminée par les reins. Les reins filtrent le sang et fabriquent l’urine riche en urée. Celle-ci est acheminée jusqu’à la vessie où elle est stockée puis rejetée à l’extérieur. Conclusion : Les déchets sont éliminés par l’air expiré et par l’urine. Chapitre 5 : Le rôle de la circulation sanguine dans l’organisme Problème : Comment le sang circule-t-il dans l’organisme ? I. Le sang circule dans des vaisseaux Problème : Dans quels types de vaisseaux le sang circule-t-il ? Hypothèse : Le sang circule à sens unique dans un système clos composé de trois types de vaisseaux : les artères, les veines, et les capillaires. Les capillaires, situé dans les organes, assurent la continuité de la circulation sanguine entre les artères et les veines. Artère : vaisseau sanguin dans lequel le sang circule du cœur vers les organes Veine : vaisseau sanguin dans lequel le sang circule des organes vers le cœur Capillaire : vaisseau sanguin très fin situé dans un organe II. La mise en mouvement du sang par le cœur et la circulation sanguine Problème : Comment le sang est-il mis en mouvement par le cœur ? Hypothèse : Le cœur est un muscle creux constitué de deux parties (droite et gauche) cloisonnée. Le sang est mis en mouvement par le cœur. En se contractant le cœur expulse le sang dans les artères. Le sang passe ensuite dans les capillaires au niveau des organes. Il réalise des échanges dans les organes. Le sang revient ensuite au niveau du cœur via les veines. La circulation sanguine assure des échanges permanents au niveau des organes. Elle permet l’approvisionnement des organes en dioxygène (prélevé aux poumons) et en nutriments (prélevé dans l’intestin grêle). Elle permet l’élimination des déchets produits par les organes : dioxyde de carbone (poumon), et urée (rein). III. Préserver son cœur et ses vaisseaux sanguins. Problème : Comment éviter les maladies cardio-vasculaires ? Hypothèse : Le système circulatoire peut s’obstruer et provoquer en aval un arrêt de la circulation sanguine. Le bon fonctionnement du système cardio-vasculaire est favorisé par l’activité physique. Une alimentation trop riche, la consommation de tabac, l’excès de stress sont à l’origine de maladies cardio-vasculaires. Conclusion : Le sang est mis en mouvement dans les vaisseaux par le cœur. La circulation sanguine assure la continuité des échanges au niveau des organes.
