Fonctionnement du corps humain et besoins en énergie
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Fonctionnement du corps humain et besoins en énergie I- Quelles sont les modifications de l’organisme lors d’un effort physique Au repos Après un effort Fréquence cardiaque (battements/min) : mesurée avec le pouls Fréquence de la ventilation (nombre de mouvements/min) (inspiration+expiration=1 mouvement ventilatoire) Lors d’un effort physique, l’organisme s’adapte par des modifications de son fonctionnement : - la fréquence des ventilations augmente (un mouvement ventilatoire = inspiration et expiration) - la fréquence des battements cardiaques augmente - la consommation de dioxygène augmente On constate de nombreuses modifications de l’organisme quand les muscles travaillent ; ces modifications servent à satisfaire les besoins de nos muscles ; II-Quels sont les besoins des muscles ? Doc 5c p.54 quand les muscles travaillent, notre corps consomme plus de dioxygène (O2) (Pourquoi ? pour les muscles ?) Comment varie la quantité de dioxygène dans l’enceinte entre le début et la fin de l’expérience ? Elle passe de environ 9,2 mg/L au début de l’expérience à 8,9 mg/L après 4,5 min : donc la quantité de dioxygène dissous a baissé ;dans l’autre enceinte (sans le muscle), la quantité reste la même ; donc le muscle consomme du dioxygène. mesures de la quantité de glucose dans un muscle pendant un effort physique : Temps (en min) 0 15 30 45 Quantité de 4 2 1 0,5 glucose (en g/kg de muscle) Il y a 4g de glucose au début de l’expérience et à la fin il y a 0,5g de glucose. Donc la quantité de glucose a diminué ; le muscle a consommé le glucose. Donc les muscles consomment du glucose (nutriment) Au repos ou en activité, les muscles comme tous les organes ont des besoins : -du dioxygène -du glucose (sorte de sucre : c’est un nutriment. Dans le cas des muscles, ces besoins augmentent avec l’effort physique. Comment les muscles arrivent à satisfaire leurs besoins en dioxygène et en nutriments ? Activité : p. 58 (doc14 a et b) Il y a moins de glucose et de dioxygène dans le sang qui sort du muscle que dans le sang qui arrive dans le muscle ; le muscle satisfait ses besoins en dioxygène et en nutriments en prenant ces substances dans le sang ; on constate que quand le muscle travaille il en prend davantage. p.58 doc 13 Dans le sang il y a du dioxygène (O2) et des nutriments comme le glucose. Les muscles et tous les autres organes prennent dans le sang l’oxygène et les nutriments (glucose) dont ils ont besoin (ils en prennent davantage quand ils travaillent plus) III- Que deviennent les nutriments et le dioxygène prélevés par nos organes ? Le dioxygène et les nutriments sont utilisés au cours d’une transformation chimique pour fabriquer de l’énergie (pour permettre à l’organe de fonctionner correctement) Lors de cette transformation chimique, il y a fabrication de déchets (urée et dioxyde de carbone). Le bilan de la réaction est le suivant schéma Dioxygène + Nutriments (ex : glucose) Déchets (urée, dioxyde de carbone) + Energie (chaleur + fonctionnement de la cellule) IV-Comment se déroule la circulation sanguine pour satisfaire les besoins de nos organes ? 1) Le sang circule à l’intérieur de vaisseaux sanguins p.107 Le sang circule à sens unique dans des vaisseaux sanguins (artère, veine et capillaire) qui forment un système clos. Dans les artères le sang circule du cœur vers les organes et dans les veines le sang circule des organes vers le cœur. 2) Le sang est propulsé dans les vaisseaux grâce à une pompe : le cœur Livre p.108, 109 et 110 Le sang est mis en mouvement par le cœur, muscle creux, cloisonné, fonctionnant de façon rythmique ; le « cœur droit » envoie le sang vers les poumons et le « cœur gauche » propulse le sang vers l’ensemble de l’organisme. 3) les maladies cardio-vasculaires et les facteurs de risque Livre p.130 Le bon fonctionnement du système cardiovasculaire est favorisé par l’activité physique ; une alimentation trop riche, le stress…sont à l’origine de maladies cardio-vasculaires (=qui touchent le cœur et les vaisseaux sanguins) V- Comment le sang est-il approvisionné en dioxygène et en nutriments ? 1) L’approvisionnement du sang en dioxygène Composition de l’air Diazote (N2) Dioxygène (O2) Dioxyde de carbone (CO2) Gaz rares 78 % 21 % 0.03 % <1% -Il y a 21% de dioxygène dans l’air -Lors de l’inspiration de l’air entre par notre nez, puis se dirige dans la trachée, puis dans les bronches, les bronchioles pour enfin terminer son trajet dans les alvéoles pulmonaires. Réaliser une phrase pour expliquer le trajet réalisé par l’air dans notre organisme : Composition du sang entrant et sortant des alvéoles pulmonaires Pour 100 ml de sang Sang arrivant dans l’alvéole Sang quittant l’alvéole Dioxygène (O2) 14 ml 20 ml Dioxyde de carbone (CO2) 60 ml 50 ml Compléter le schéma suivant à l’aide du tableau précédent : Dioxygène : Dioxyde de carbone : Dioxygène : Dioxyde de carbone : Le passage du dioxygène vers le sang est facilité par le très grand nombre d’alvéoles pulmonaires et par le fait quelles sont très vascularisées = irrigués (=il y a de nombreux vaisseaux sanguins). Les échanges entre le sang et l’alvéole se font en permanence. Le déchet « dioxyde de carbone » est éliminé au niveau des poumons dans l’air expiré. Livre p.94 et 95 Certaines substances comme le tabac ou la pollution de l’air peuvent empêcher le bon fonctionnement de l’appareil respiratoire et entraîner des maladies (cancer du poumon). 2) L’approvisionnement du sang en nutriments D’où proviennent les nutriments ? Des aliments Comment les aliments sont transformés en nutriments ? Réaumur (1683- 1752) s'attaqua au problème de la digestion car , à l'époque, deux hypothèses s’affrontent : -dans la première les aliments sont uniquement broyés dans le tube digestif et finissent par y pourrir - dans la seconde, les aliments sont rendus liquides par des substances chimiques sécrétées par les organes Voici le description d’une expérience qu’il a réalisée sur une buse Une buse est un rapace qui rejette par son bec ce qui n’est pas digéré par son estomac (plumes, os, …). « Une buse, à qui j’avais seulement arraché quelques plumes des ailes pour la laisser vivre en liberté dans mon jardin, fut destinée à des expériences. Je plaçai dans un tube de fer blanc ouvert par les deux bouts, un morceau de viande. Le tube ainsi garni fut donné à la buse pour son premier déjeuner. Ce ne fut que le lendemain que je trouvai le tube qu’elle venait de rendre : il avait toute sa rondeur ; on ne trouvait sur sa surface extérieure aucune trace de frottements. Le morceau de viande avait été réduit peut-être au quart de son premier volume ; ce qui en restait était couvert par une espèce de bouillie, venue probablement des parties qui avaient été dissoutes. ».. …… Le contenu du tube ne sentait pas le pourri. . LA DIGESTION : Expériences historiques de Réaumur sur les transformations des aliments dans le tube digestif Voici le compte-rendu de deux expériences sur la digestion réalisées au XVIIIème siècle Document 1. 1 D’après l’expérience de Réaumur, quelle est l’hypothèse de départ qui semble juste ? Justifier la réponse. La transformation de la plupart des aliments en nutriments se fait dans le tube digestif sous l’action des sucs digestifs qui contiennent des enzymes. Ces transformations chimiques complètent l’action mécanique réalisée par les dents ou les contractions de l’estomac. Animation flash Trajet des bouche aliments dans l’organisme Eléments Salive permettant la + transformation broyage des aliments (dents) en nutriments Œsophage Estomac Suc gastrique + broyage (contraction de l’estomac) Intestin grêle Gros intestin Bile(foie), suc pancréatique (pancréas) et suc intestinal Où vont les nutriments après la digestion ? Les nutriments passent dans le sang au niveau de l’intestin grêle, organe très vascularisé ; les replis de l’intestin grêle augmentent sa surface interne (250 m2); cette très grande surface riche en vaisseaux sanguins facilite l’absorption des nutriments, c'est-à-dire le passage des nutriments de l’intestin grêle vers le sang ; VII- Comment expliquer que l’on grossisse ou que l’on maigrisse ? Pour bien s’alimenter, il faut : -prendre des repas réguliers et équilibrés (il faut manger de tout) -ne pas consommer des sucres et des graisses en excès qui conduisent à l’obésité -éviter le grignotage Si l’apport énergétique (apporté par les aliments) > dépenses énergétiques (activités physiques et intellectuelles) augmentation de la masse de la personne Si l’apport énergétique<dépenses énergétiques diminution de la masse Si l’apport énergétique = dépense énergétique la masse reste stable L’IMC est un indice qui permet de savoir si une personne a un excès de masse ou si elle est obèse ; pour un adulte si IMC>25 c’est un excès de poids.
