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Connaissances sur le Vivant pour le CRPE Nutrition Homme version du 29 octobre 2006
Portion du programme du concours concernée (le programme comprend aussi de la physique et de la technologie) :
Le vivant :
Le cycle de développement
Les fonctions du vivant :
- la reproduction sexuée et non sexuée
- les fonctions de nutrition : digestion,
respiration,
circulation
- les fonctions de relation : fonctions sensorielles
et modes de déplacement
Les êtres vivants dans leur milieu
- notions de milieu et d’écosystème
- l’action de l’homme sur son environnement
Le corps humain :
- éducation à la santé : l’hygiène alimentaire,
la prévention des conduites à risque,
la pratique sportive
- reproduction et sexualité
Thème : La digestion et le devenir des nutriments chez l’homme
Place dans les programmes officiels :
Cycle 1 : Observation des caractéristiques du vivant Découverte du corps et sensibilisation aux problèmes d’hygiène et de santé
Cycle 2 : Le monde du vivant :
Les manifestations de la vie chez l’enfant.
Les manifestations de la vie chez les animaux et chez les végétaux.
Cycle 3 : Le corps humain et l’éducation à la santé :
Première approche des fonctions de nutrition (digestion, respiration et
circulation)
Conséquences à court et à long terme de notre hygiène : actions bénéfiques ou
nocives de nos comportements (notamment dans l’alimentation).
Principes simples de secourisme
Collège : 5° Fonctionnement du corps et nutrition.
3° Fonctionnement de l’organisme, activité des cellules et échanges avec le milieu.
Lycée : Seconde : L’organisme en fonctionnement.
Biblio :
1. Fiche connaissances n° 12 : Nutrition animale et humaine – digestion et excrétion ; p 24
2. Ouvrages d’enseignement (= « guides du maître)
a. Bordas enseignant : Partie 1, chapitre 6 : La digestion ; pp 66-79
b. Hatier enseignant : Chapitre 5 ; Digestion et Absorption pp 73-109
c. Magnard cycle 3 : 64 Enquêtes pour… enquêtes n° 36, 37, pp100-103
Questionnement pour aborder le concept de digestion
Quel est le trajet du pain dans mon corps ? / Que deviennent les aliments que j’ai mangé ? / Comment font
les animaux qui n’ont pas de dents ? / Comment se nourrit le bébé dans le ventre de sa maman ? / Pourquoi
l’alcool rend-il rapidement ivre ? / Pourquoi l’aspirine est-elle rapidement efficace pour les maux de tête ?
Notions liées :
Nutrition ; alimentation ; santé ; solution ;
Notions pour aborder le concept de digestion
1. Les animaux (et végétaux non chlorophylliens) sont obligés de prélever leurs aliments dans leur
milieu de vie : Hétérotrophie. Les aliments des animaux peuvent être d’origine animale, végétale ou
minérale.

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2. Chaque espèce à un régime alimentaire particulier et certains organes se sont adaptés, au cours de
l’évolution.
3. Dans l’espèce humaine, les aliments progressent dans un tube unique et continu (bouche, cavité
buccale, œsophage, estomac, intestins). Au cours de ce trajet, les aliments subissent des
modifications (couleur, consistance).
On distingue deux types de transformations (digestion, au sens large) :
4. Physique (broyages, malaxages) : Ce sont des modifications de l’état physique, par action de la
mastication et de divers autres muscles malaxeurs.
5. Chimique (dissolutions, simplifications moléculaires provoquées par des enzymes digestives
(digestion au sens strict)).
6. Chaque enzyme digestive (constituant des sucs) à une action spécifique, sur un type de molécule. Les
simplifications moléculaires auront donc lieu, selon la localisation des sucs dans le tube digestif, et
dans des conditions de pH et de température limitées.
7. Les enzymes sont sécrétées, soit directement dans le tube digestif (enzymes gastriques et
intestinales), soit par des glandes qui déverseront ensuite leur suc dans le tube (enzymes salivaires et
pancréatiques). Rq : La bile ne contient pas d’enzyme, mais un stabilisant d’émulsion lipidique.
8. Les différentes catégories chimiques d’aliments (macronutriment : glucides, protides, lipides) sont
simplifiées respectivement en glucose, acides aminés, glycérol et acides gras. Les éléments minéraux
et les vitamines sont déjà sous forme de micronutriments.
9. L’estomac, par son volume, permet de passer d’une prise alimentaire discontinue, en une digestion
quasiment continue.
10. Au niveau de l’intestin grêle, les micronutriments, éléments de faible taille moléculaire, passent dans
le sang : Absorption intestinale. Rq : possibilités de passage dès l’estomac.
11. Les micronutriments sont distribués par le sang aux différents organes. L’appareil circulatoire
lymphatique participe au transport, mais de toute manière il rejoint l’appareil circulatoire sanguin.
12. Les nutriments absorbés peuvent être utilisés immédiatement ou stockés (un des rôles du foie et des
tissus adipeux).
13. Les parties non digérées sont transformées en excréments dans le gros intestin (réabsorption d’eau)
et sont rejetées par l’anus (après rétention momentanée dans le rectum).
14. Les organes utilisent les nutriments (énergie ; matière ; fonctionnement) et produisent des déchets.
Les déchets, également transportés par le sang, sont éliminés dans l’urine (après filtration par les
reins), dans l’air expiré (CO2), par la sueur excrétée par la peau.
En résumé :
La digestion, au sens strict est une simplification moléculaire des aliments en nutriments, ce qui leurs permet
d’avoir une taille compatible avec le franchissement de membranes (absorption intestinale ; absorption
cellulaire). Ce sont des réactions chimiques qui font disparaître des produits (aliments) pour faire apparaître
d’autres produits (nutriments).
Attention : La digestion et l’absorption ne sont qu’une partie de la nutrition.
Source : légèrement remis en forme d’après une page d’Yves Vaccari
Autre exemple de cours digestion (version déc 2005)
L’apport de nutriments :
Les organes ont besoin d'être nourris
Nous avons toujours besoin de nous alimenter ; lors d'un effort physique ces besoins augmentent.
Les aliments servent à faire fonctionner nos organes mais aussi à grandir et à compenser l'usure de notre
corps.
Les aliments sont transformés en nutriments
Dans un premier temps, les aliments imbibés de salive sont broyés par les dents avant d'être déglutis.
Les contractions des parois de l'estomac et de l'intestin grêle assurent un brassage des aliments. Ces
aliments, imprégnés de sucs digestifs sont peu à peu transformés. Ils deviennent des nutriments.
Toutes ces transformations constituent la digestion.

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La digestion s'achève dans l'intestin grêle, au niveau de cet intestin les nutriments et l'eau des boissons
quittent le tube digestif et passent dans le sang qui les transporte jusqu'aux organes.
Les aliments non digérés et les substances non assimilées sont évacués : ce sont les excréments.
L'importance d'une bonne mastication et d'une alimentation régulière et variée
Une bonne mastication facilite la digestion
Les dents doivent être saines. Pour éviter les caries, il faut se brosser régulièrement les dents.
Pour bien s'alimenter il faut :
- prendre des repas réguliers et équilibrés ;
- ne pas consommer des sucres et des graisses en excès qui conduisent à l'obésité ;
- éviter le grignotage qui conduit à un travail permanent des organes digestifs.
Source : extrait probablement d'un manuel Biologie-Géologie ancien de Collège
Thème : La respiration chez l’Homme
Place dans les programmes officiels :
Cycle 1 : inexistant
Cycle 2 : Le monde du vivant :
Les manifestations de la vie chez l’enfant.
Les manifestations de la vie chez les animaux et chez les végétaux.
Cycle 3 : Le corps humain et l’éducation à la santé :
Première approche des fonctions de nutrition (digestion, respiration et
circulation)
Conséquences à court et à long terme de notre hygiène : actions bénéfiques ou
nocives de nos comportements (notamment dans l’alimentation).
Principes simples de secourisme
Collège : 5° Fonctionnement du corps et nutrition.
3° Fonctionnement de l’organisme, activité des cellules et échanges avec le milieu.
Lycée : Seconde : L’organisme en fonctionnement
Terminale S : Diversité et complémentarité des métabolismes.
Biblio :
3. Fiche connaissances n° 13 : Nutrition animale et humaine - respiration et circulation
4. Ouvrages d’enseignement (= « guides du maître)
a. Bordas enseignant : Partie 2, chapitre 6 ; pp 107-116
Partie 6, chapitre 5 ; pp 305-313
b. Hatier enseignant : Chapitre 7 ; pp161-192
c. Magnard cycle 3 : 64 Enquêtes pour… enquêtes n° 38, 39, pp104-109
Questionnement pour aborder le concept :
Où va l’air inspiré ? / L’air inspiré a-t-il la même composition que l’air expiré ? / Pourquoi un secouriste fait-
il le bouche à bouche ? / A quoi sert l’air que nous respirons ? / Pourquoi meurt-on d’une asphyxie ? /
Pourquoi je respire plus vite pendant un effort ? / Pourquoi sommes-nous essoufflés après un effort ?
Notions liées :
Air ; volume ; rythme ; adaptation ; mesure ; santé ; secourisme ; unité et diversité du vivant
Notions pour aborder le concept :
1. La respiration consiste en un échange et utilisation de gaz, entre un être vivant et son milieu de vie.
Elle se manifeste, par un flux (d’air ou d’eau) et parfois par des mouvements respiratoires.
2. Chez l’homme, l’air atmosphérique suit un trajet aller–retour (air inspiré/air expiré), depuis le milieu
environnant, jusqu’aux poumons (air pulmonaire) : La cavité nasale (accessoirement buccale), la
trachée, les bronches, les bronchioles et les alvéoles pulmonaires sont ainsi parcourues.
3. L’alternance régulière d’inspirations et d’expirations (mouvement respiratoire), par unité de temps,
définit le rythme respiratoire. Le rythme respiratoire s’adapte à l’effort physique.

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4. Les mouvements respiratoires sont permis par l’intervention de muscles (muscles du diaphragme ;
muscles intercostaux ; muscles élévateurs de la cage thoracique), insérés sur le squelette osseux (cage
thoracique) ou cartilagineux (diaphragme).
5. La contraction musculaire entraîne l’augmentation du volume de la cage thoracique. Le tissu
pulmonaire, solidaire à cette dernière (rôle des plèvres) et extensible, augmente aussi de volume,
entraînant l’inspiration (entré d’air). L’expiration est permise par le relâchement des muscles et
l’élasticité du tissu pulmonaire, qui reprend son volume initial, entraînant avec lui la cage thoracique.
6. Les poumons sont un ensemble de tuyaux conduisant l’air (à partir des bronches) et de vaisseaux
sanguins (artères, capillaires sanguins, veines), étroitement imbriqués, au travers desquels se font les
échanges de gaz (dioxygène (O2) et dioxyde de carbone (CO2)).
7. Le dioxygène de l’air pulmonaire (alvéolaire) passe dans le sang pulmonaire au niveau des alvéoles.
Le dioxygène est transporté jusqu’aux organes (niveau cellulaire) par l’hémoglobine des globules
rouge (hématies). C’est une réaction chimique rare car réversible.
8. Le dioxyde de carbone est produit en permanence, par tous les organes (niveau cellulaire). Il est
transporté, sous forme dissoute dans le plasma sanguin, jusqu’aux alvéoles pulmonaires, puis il passe
dans l’air alvéolaire, pour ensuite rejoindre l’air atmosphérique.
9. Ainsi l’air ne fait pas qu’entrer et sortir du corps, mais sa composition est modifiée :
Diazote (en %) Dioxygène (en %) Dioxyde de carbone (en %)
Air atmosphérique = Air inspiré 78 21 0.03
Air expiré 78 16 5
10. Le dioxygène est utilisé en permanence, par toutes les cellules pour produire de l’énergie disponible
sous forme d’ATP. Cette réaction chimique est une oxydation des nutriments, libérant de l’eau et du
dioxyde de carbone. La respiration cellulaire est rendue possible par la coopération de deux appareils
spécialisés : appareil respiratoire et appareil circulatoire.
11. Le tabac, les polluants atmosphériques jouent un rôle nocif sur la fonction respiratoire et la santé.
En résumé :
La respiration, au sens strict, correspond à une réaction chimique intracellulaire. Elle se manifeste à
différentes échelles par des échanges de gaz.
Au sens large, la respiration englobe les comportements et mécanismes permettant la formation de cette
« monnaie énergétique de la cellule ».
La respiration est commune au règne animal et végétal.
Source : légèrement remis en forme d’après une page d’Yves Vaccari
Autre exemple de cours respiration-circulation (version déc 2005)
La respiration a pour rôle de fournir de l'énergie à l'ensemble des cellules. L'air inspiré contient de
l'oxygène (ou dioxygène). Une partie de celui-ci va traverser la paroi très fine des poumons et se retrouver
dans le sang.
Le sang va apporter à l'ensemble des cellules cet oxygène ainsi que du glucose provenant de la digestion
des aliments. Dans les cellules, la combinaison du dioxygène et du glucose produit une libération d'énergie
et des déchets (dioxyde de carbone et eau). L'eau est réutilisée par l'organisme. Le dioxyde de carbone
passe dans le sang et sera rejeté au niveau des poumons dans l'air expiré.
Ce ne sont donc pas les poumons qui respirent mais l'ensemble des organes. Les poumons ne sont
qu'une surface d'échange des gaz respiratoires.
Les cellules du corps humain ont besoin d'oxygène pour dégrader les nutriments et trouver ainsi l'énergie
nécessaire aux diverses réactions chimiques (synthèse de matière notamment) dont elles sont le siège.
Ces cellules, dans leur immense majorité, ne sont pas au contact de l'air et ne peuvent donc pas prélever
directement l'oxygène dans le milieu extérieur. Leur ravitaillement en oxygène et leur rejet de dioxyde de
carbone se font dans leur "milieu de vie", c'est à dire dans la lymphe interstitielle ; deux systèmes
intermédiaires assurent le relais entre milieu extérieur et lymphe :
- l'appareil respiratoire qui permet les échanges gazeux entre le "milieu extérieur" et le sang,
- l'appareil circulatoire qui assure par le sang le transport des gaz jusqu'à la lymphe.

Connaissances sur le Vivant pour le CRPE Nutrition Homme version du 29 octobre 2006
I. L'appareil respiratoire
L'appareil respiratoire comprend un lieu d'échange (les poumons), des voies aériennes (trachée,
bronches, bronchioles) en relation avec les poumons, enfin des organes thoraciques qui assurent l'entrée
et la sortie de l'air.
A. La ventilation pulmonaire
Le renouvellement de l'air dans les poumons est à la fois permanent et partiel (0,5 litre d'air est rejeté à
chaque expiration sur un volume total de plus de 3 litres) ; il assure à l'air alvéolaire une composition
remarquablement constante.
Ce renouvellement est obtenu grâce à la contraction de muscles respiratoires qui font varier le volume de
la cage thoracique dans laquelle sont logés les poumons solidaires de cette paroi thoracique par
l'intermédiaire des plèvres, les poumons augmentent de volume à chaque inspiration, ce qui entraîne une
entrée d'air atmosphérique.
Inversement, lorsque les muscles respiratoires se relâchent la cage thoracique s'affaisse et élimine de l'air
hors des poumons à chaque expiration.
B. Une surface d'échanges remarquable
Les bronchioles pulmonaires les plus fines se terminent dans les alvéoles pulmonaires. Les échanges
entre l'air alvéolaire et le sang sont favorisés par :
- l'importance de la surface d'échanges (on l'évalue à 200 m2 pour les deux poumons) ;
- la richesse de l'irrigation sanguine (l'artère pulmonaire qui pénètre dans un poumon avec la bronche se
ramifie parallèlement aux voies respiratoires et donne naissance à un réseau de capillaires
particulièrement développé) ;
- la finesse de la paroi alvéolaire (le sang d'un capillaire n'est pratiquement séparé de l'air d'une alvéole
que par la paroi du capillaire dont l'épaisseur est de 0,2 micromètre).
Ainsi des échanges rapides de grandes quantités d'oxygène et de dioxyde de carbone sont possibles
entre le "milieu extérieur" et le milieu intérieur.
II. Le rôle du sang
Le sang transporte d'importantes quantités d'oxygène des poumons vers les organes et de dioxyde de
carbone des organes vers les poumons. c'est un liquide de transport étonnant.
Plus de 90% de l'oxygène véhiculé par le sang est transporté par l'hémoglobine des globules rouges. Ce
pigment respiratoire a donc un rôle essentiel dans la respiration. Ce rôle s'explique par :
- l'aptitude de l'hémoglobine à se combiner à l'oxygène pour donner de l'oxyhémoglobine (une molécule
d'hémoglobine est capable de se lier à quatre molécules d'oxygène. Chaque globule rouge contient
plusieurs millions de molécules d'hémoglobine. La réaction inverse de libération de l'oxygène est facile à
obtenir) ;
- l'abondance de l'hémoglobine dans les globules rouges (95% du poids sec des hématies, dans 1 litre de
sang il y a 150 g d'hémoglobine) ;
- le grand nombre des globules rouges (5 millions par millimètre cube de sang) ;
- la surface des hématies (évaluée à 3000 m2 soit 500 fois la surface du corps).
Le transport de l'oxygène par le plasma est quantitativement très faible mais cependant très important
puisque c'est l'oxygène dissous dans le plasma qui passe dans la lymphe interstitielle, intermédiaire
obligatoire entre les hématies et les cellules.
III. La respiration cellulaire
Toutes les cellules du corps sont le siège de réactions de dégradation des nutriments qui
- utilisent de l'oxygène ;
- rejettent du dioxyde de carbone ;
- libèrent de l'énergie utilisable par les cellules.
A. Le glucose est le métabolite le plus utilisé
Sa dégradation à suivre
Thème : La circulation sanguine chez l’homme
Place dans les programmes officiels :
Cycle 1 : inexistant (Observation des caractéristiques du vivant Découverte du corps et sensibilisation aux problèmes d’hygiène et de
santé)
Cycle 2 : Le monde du vivant :
Les manifestations de la vie chez l’enfant.
Les manifestations de la vie chez les animaux et chez les végétaux.
Cycle 3 : Le corps humain et l’éducation à la santé :