Cours du chapitre 2 : Nutrition, respiration et organisation des animaux

Chapitre 2 : Nutrition, respiration et organisation des animaux
I – Les besoins nutritifs des animaux :
II2 – Activité 1
Les besoins des animaux à différentes échelles
Problème
Comment expliquer les besoins des animaux ?
Compétences
Les cellules animales utilisent de la matière organique et de la matière
Co.3 minérale pour produire leur propre matière organique. Notion de
niveau d'organisation (organisme, organe, tissu, cellule).
La.1 – La.6 – Dé.4
Correction :
1 – On peut supposer que les animaux ont besoins d’énergie pour fonctionner, énergie qui viendrait de
l’alimentation et de la respiration.
2 et 3 – Voir le tableau et la conclusions ci-dessous :
Échelle
de On constate qu’avec l’expérience témoin (sans poisson ou sans ver de farine), le
l’organisme
et dioxygène reste constant. Mais avec la présence d’un poisson ou de vers de farine,
des appareils ou il y a une diminution de la quantité de dioxygène dans l’enceinte. Donc on peut en
systèmes
déduire que ces animaux consomment du dioxygène au cours du temps.
Échelle
l’organe
tissu
Échelle
cellule
et
On remarque qu’avec l’expérience témoin, il n’y a également pas de changement
de
au niveau de la quantité de dioxygène mais avec la présence d’un muscle dans
du
l’enceinte, on remarque que le dioxygène diminue au cours du temps. Donc on peut
en déduire que le muscle comme organe consomme du dioxygène.
de
On observe 2 choses à l’échelle cellulaire :
- que dans les cellules musculaires avant un effort, on trouve du glucose de réserve
et après un effort, il n’y a plus de glucose de réserve. Donc on en déduit que le
la
glucose a été consommé par le muscle pour finir un effort.
- que pour fonctionner et donc pour produire un effort, la cellule musculaire
produit de l’énergie à partir de dioxygène et de glucose. Et cela forme des déchets
comme le dioxyde de carbone.
On en conclue que pour fonctionner une cellule a besoin de produire de l’énergie.
Cette production d’énergie nécessite une réaction chimique qui se fait en présence
de glucose (de la matière organique) et du dioxygène, un gaz (de la matière
Conclusion
minérale). Ainsi comme les cellules ont besoin de dioxygène et du glucose, les
tissus et les organes vont en prélever et donc l’animal va en prélever dans son
milieu. Donc notre hypothèse est validée.
4 – Vois schéma en fin de chapitre 2.
Bilan 1 : Un animal s’organise à plusieurs échelles : de l’organisme, des systèmes ou appareils, des
organes, des tissus et de la cellule. Il a besoin pour vivre de la matière organique sous forme du
glucose et de matière minérale sous forme de dioxygène (un gaz). Le glucose et le dioxygène sont
prélevés dans le milieu extérieur pour être consommés au niveau de la cellule. Elle produit de
l’énergie par une réaction chimique :
glucose + dioxygène → énergie + déchets (dioxyde de carbone)
Cette réaction chimique s’appelle la respiration cellulaire. L’énergie produite va donc permettre le
fonctionnement de la cellule et donc le fonctionnement à chaque échelle de l’organisme animal.
II – Régime alimentaire et digestion chez les animaux :
II2 – Activité 2
Les régimes alimentaires des animaux
Problème
Comment les animaux comblent leurs besoins à partir de leur régime
alimentaire différent ?
Compétences
Co.3
Relier des systèmes digestifs à des régimes alimentaires. Notion de
d’animaux phytophages et de zoophages, de suc digestif.
La.1 – La.6 – La.7
Correction :
Zoophages
Phytophages
Exemple du chien : Canines pointues
Mâchoire
des permettant de déchiqueter la viande et
mammifères
molaires
proéminentes pour broyer
facilement la viande.
Exemple du mouton : Canines réduites et
molaires proéminentes et plates en
forme de râpe permettant de râper les
fibres végétales.
Exemple du gypaète : Puissants sucs
digestifs permettant de digérer les os et
Adaptations des
comportement adapté (laisser tomber
oiseaux
les os pour les briser).
Exemple du colibri : langue hérissée de
fines lamelles pour récupérer le liquide
des fleurs appelé nectar et adaptation au
niveau du vol (vol stationnaire pour
laisser le temps de se nourrir).
Adaptations des
gastéropodes
Exemple des escargots : Possèdent une
plaque dure appelée radula (une sorte ed
langue avec des « dents »), permettant
de râper les fibres végétales.
Cæcum peu développé comme l’intestin Cæcum et rumen développés comme
grêle qui est la zone d’absorption des l’intestin grêle avec la présence de microTubes digestifs
nutriments.
organismes permettant la digestion des
fibres végétales.
2 – Pour leurs besoins alimentaires, les animaux possèdent un tube digestif avec une bouche adaptée à
leur régime alimentaire :
- pour les zoophages : dents permettant de déchiqueter et de broyer la viande.
- pour les phytophages : dents ou radula permettant de râper les fibres végétales ou de fines lamelles
pour récupérer le nectar.
De plus, le tube digestif permettant de digérer avec des sucs digestifs les aliments en nutriments de les
absorber dans le milieu intérieur de l’animal. Les phytophages ont des adaptations à différents niveaux
(cæcum et rumen) qui permettent une bonne digestion des fibres végétales (présence de microorganismes particuliers digérant les fibres végétales).
3 – Voir schéma en fin de chapitre 2.
Bilan 2 : Les animaux possèdent un tube digestif permettant la digestion des aliments en
nutriments grâce à des structures particulières (mâchoires, dents, sucs digestifs, etc.). De plus, leur
tube digestif possède des adaptations à leur régime alimentaire (zoophage ou phytophage). On
peut trouver des organes spécifiques avec la présence de micro-organismes permettant la
digestion de certains aliments (exemple des fibres végétales). Une fois les aliments digérés en
nutriments, ils vont passer dans le milieu intérieur de l’animal au niveau de l’intestin grêle.
III – Les appareils respiratoires chez les animaux :
II2 – Activité 3
Des exemples d’appareil respiratoire
Problème
Comment les animaux récupère le dioxygène nécessaire à la formation
d’énergie ?
Compétences
Relier le passage du dioxygène des milieux de vie au niveau des
Co.3 appareils respiratoires aux caractéristiques des surfaces d’échanges.
Notion de surface d’échange.
La.1 – La.6 – Mé.1 – Mé.2 – Ad.2 – Ad.4 – Dé.4
Correction :
1 et 3 – Voir les schémas d’observation :
Schéma d’observation de
Schéma d’observation de trachées Schéma d’observation d’alvéoles
branchies de poisson vues
respiratoires d’asticot vues au
pulmonaires humaines vues au
au microscope (x40)
microscope (x50)
microscope (x400)
2 et 3 – Voir tableau ci-dessous.
Branchies chez les
Poumons chez l’espèce
Trachée chez les insectes
poissons
humaine
Les organes sont livrés
directement du dioxygène
de l’air par une série de
conduits appelés trachées.
Description L’air
rentre
par
les
de l’appareil stigmates (sur les côtés de
respiratoire l’abdomen) puis l’air passe
les trachées, puis les
trachéoles pour arriver en
contact direct avec les
organes.
Le dioxygène doit être
récupéré dans l’eau. L’eau
passe par la bouche et
passe par les ouïes du
poisson. Au niveau de
chaque ouïe, il y a une série
de branchie. Ce sont des
structures qui forment des
filaments où le sang passe.
Et le dioxygène passe de
l’eau jusque dans le sang.
Les poumons sont remplis
de sacs et de conduits qui
vont se gonfler en air grâce
à des muscles (diaphragme
et muscles intercostaux) :
lorsque les muscles se
contractent
la
cage
thoracique se soulève et les
poumons se gonflent ce qui
fait rentrer l’air. Lorsque les
muscles se relâchent la
cage thoracique s’abaisse
et
les
poumons
se
dégonflent et l’air sort. L’air
arrive de la bouche ou du
nez jusqu’aux alvéoles en
passant par la trachée, la
bronche et les bronchioles.
Très grande surface (8
branchies avec 2 lames à Très grande surface au
Très
grande
surface chaque fois soit 8 lames et niveau des alvéoles qui sont
d’échange grâce à la des centaines de lamelles irriguées par des vaisseaux
quantité de trachéoles. où le dioxygène va passer sanguins (dans les sacs
Description
L’épaisseur de la surface est dans le sang). L’épaisseur alvéolaires). On a 145 m²
de la surface
de 0,05 µm donc le de la surface est de 0,5 µm de surface avec une
d’échange
dioxygène peut passer de donc le dioxygène. De plus épaisseur de 0,5 µm donc le
l’air à l’intérieur des le sang circule dans le dioxygène
peut
être
organes facilement.
même sens que l’eau donc facilement être absorbé et
le passage du dioxygène se passé dans le sang.
fait encore plus facilement.
Tableau de comparaison des appareils respiratoires de 3 animaux
4 – Voir le schéma-bilan en fin de chapitre 2.
Bilan 3 : Pour prélever le dioxygène du milieu de vie, les animaux ont développés différentes
stratégies. Les échanges gazeux se font entre l’air ou l’eau et l’organisme par l’intermédiaire des
appareils respiratoires : poumons, branchies, trachées :
soit le dioxygène est apporté directement aux organes grâce aux trachées chez les insectes
soit le dioxygène passe entre l’eau ou l’air et le sang grâce aux poumons pour l’espèce
humaine ou les branchies pour les poissons.
Ce dioxygène est prélevé au niveau d’une surface optimisée au niveau de la taille et de l’épaisseur :
on parle de surface d’échange.
•
•
Milieu
extérieur
(aquatique)
Aliments
O2
CO2
CO2
O2
Milieu
extérieur
(terrestre)
CO
O2 2
Trachées
Digestion
Branchies
O2
Sucs
digestifs
Alvéoles
(poumons)
CO2 O2
CO2
Microorganismes
Nutriments
Appareil digestif
(former du tube
digestif)
Glucose
Organe
O2 CO2
Cellule
Organe
Cellule
Organisme
animal
(milieu intérieur)
Excréments
Schéma-bilan sur la fonction
de nutrition chez les animaux