la surface de contact

Séquence 10 Assimiler la plus grande partie de l’air et des aliments :
La surface de contact
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Translated under licence to the French Académie des sciences. Permission to reproduce is granted for classroom use in France only. Permis-
sion expires December 31, 1999.
Traduction faite sous la responsabilité de l’Académie des sciences. Permission accordée uniquement pour les classes françaises jusqu'au 31
décembre 1999.
Séquence 10
Assimiler
la plus grande
partie de l'air
et des aliments
:
la surface
de contact

Séquence 10 Assimiler la plus grande partie de l’air et des aliments :
La surface de contact
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Temps suggéré
Deux séances de 50 min.
Termes scientifiques
• Alvéoles
• Villosités
• Surface de contact
Vue d'ensemble
Dans cette séquence, les élèves utilisent les résultats
de la séquence 9 et des séquences précédentes pour
découvrir une caractéristique importante des organes
des systèmes digestif et respiratoire : la surface de
contact. Ils commencent par réfléchir aux capillaires
situés autour des poumons pour tenter d'en savoir plus
sur la manière dont l’oxygène entre dans le sang. Ils
apprennent alors que la diffusion joue un grand rôle,
non seulement au niveau de la digestion mais égale-
ment pour l'approvisionnement en oxygène. A partir
de ces constatations basiques, on introduit l’idée de
surface de contact. On demande aux élèves de repré-
senter l’importance d'une surface de contact maximale
aux endroits où il y a diffusion. Après avoir mis en
commun les solutions envisagées, les élèves discutent
de l’importance de la taille des surfaces de contact des
alvéoles et des villosités, pour l’approvisionnement en
aliments et en oxygène des cellules.
Objectifs
Les élèves découvrent que l’oxygène pénètre dans le
sang par un processus de diffusion.
Les élèves découvrent la relation entre la surface de
contact et la diffusion.
Les élèves découvrent que les alvéoles (dans le sys-
tème respiratoire) et les villosités (dans le système
digestif) permettent d'obtenir une surface de contact
assez importante pour permettre la diffusion d'une
quantité suffisante d’oxygène et d'aliments dans le
système circulatoire.

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Matériel
Pour chaque groupe de quatre :
1 paire de ciseaux
Des feuilles de papier vierges
Des bâtons de colle
Du scotch
Des feutres
La feuille de compte-rendu de
groupe
Pour la classe :
1 ficelle de 1,5 m
1 ficelle de 8 m
La silhouette du corps humain
2 bouteilles vides de 2 litres
1 bouteille vide de 1 litre
Du scotch non transparent
Un mètre
1 tuyau de dialyse de la sé-
quence 8
Préparation préliminaire
• Essayez de trouver des images d’alvéoles et/ ou de
villosités et mettez-les à la disposition des élèves.
(Reportez-vous à la partie "ressources de
l’enseignant")
• Délimitez avec le scotch un carré de 2m x 2m par
terre, dans la classe.
• Faites des copies de la feuille de compte-rendu de
groupe.
Évaluation
 Les élèves trouvent-ils des ressemblances entre les
systèmes respiratoire et digestif ?
 Est-ce que les élèves ont bien assimilé le concept
de surface de contact et son importance pour le
corps humain ?

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Comment démarrer
Les élèves parlent des besoins du
corps en oxygène.
Séance 1
Rassemblez la classe. Si les élèves posent des ques-
tions sur les poumons en se référant aux précédentes
discussions et séquences, utilisez ces questions pour
démarrer cette séance. Sur le tableau et l'histogramme
"rythme respiratoire", ajoutez toutes les données ras-
semblées par les élèves avec leurs feuilles de travail à
la maison. Ensuite, commencez la discussion sur les
poumons en demandant aux élèves de penser à leur
capacité pulmonaire, comme dans la séquence 9. En
utilisant les moyennes de la classe, calculez la quan-
tité moyenne d’air respirée par chaque élève en une
minute et en une heure. Posez des questions telles
que :
Pourquoi avons-nous tant besoin d’air ?
Que se passera-t-il si vous cessez de respirer ?
Pourquoi ne pouvez-vous pas retenir votre res-
piration très longtemps ?
Continuez la discussion en attirant l’attention des élè-
ves sur les besoins en oxygène du corps humain. Po-
sez les questions suivantes :
Puisque nous savons que les êtres humains ont
besoin de l’oxygène de l’air, puisque les cel-
lules en ont besoin pour fonctionner, comment
penses-tu que les cellules du corps humain ré-
cupèrent l’oxygène nécessaire ?
Où le sang doit-il se rendre pour récupérer
l’oxygène ?
Pensez au processus qui permet aux cellules de
s’approvisionner en aliments. En quoi est-ce
semblable ?
Si personne ne le propose, expliquez aux élèves qu’ils
vont commencer par faire des recherches sur les ca-
pillaires situés autour des poumons, pour répondre à
leurs questions sur l’oxygène.

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Exploration et découverte
On explique aux élèves que le
corps satisfait ses besoins en
oxygène par l'intermédiaire d’un
procédé de diffusion.
On présente le défi aux élèves
Attirez l’attention des élèves sur le schéma du système
respiratoire qui est sur la fiche de travail de l’élève de
la séquence 9. Demandez-leur de réfléchir à ce qu’ils
ont découvert sur la diffusion lors de la séquence 8.
Expliquez aux élèves que l’oxygène, comme la nour-
riture, pénètre dans le sang par diffusion. Dans le
sang, il se fixe sur les globules rouges et, avec les ali-
ments qui proviennent de l'intestin grêle, il est trans-
porté dans tout le corps et distribué à toutes les cellu-
les.
Expliquez aux élèves que, dans cette séquence, ils
vont observer attentivement la structure de la surface
de l'intestin grêle et des poumons. Rappelez-leur que
la diffusion est le mouvement d’une substance qui va
d’un lieu où elle est en forte concentration vers un lieu
où sa concentration est plus faible. Dans le cas des
systèmes étudiés par les élèves, ce mouvement se fait
vers la membrane d’une cellule.
Montrez aux élèves un tuyau de dialyse et rappelez-
leur de quelle manière l’eau colorée se diffusait à tra-
vers les parois dans leurs expériences précédentes.
Ensuite, coupez le tuyau dans le sens de la longueur et
ouvrez-le pour que l’on puisse observer la totalité de
sa surface. Demandez aux élèves ce qui se serait passé
s’ils avaient utilisé un morceau de dialyse deux fois
plus grand. Expliquez que plus la surface de contact
est importante, plus la membrane diffuse de substan-
ces.
Dites aux élèves que plus l’intestin et les poumons ont
une grande surface de contact, plus la quantité d'ali-
ments qui peut quitter les organes au même instant (et
entrer dans le système circulatoire) est importante.
Discutez avec les élèves de ce que cela implique, en
posant notamment des questions comme :
L’intestin et les poumons pourraient-ils être
plus gros ? Plus longs ? Quels problèmes cela
pose-t-il ?
En quoi la structure des poumons et de l'intes-
tin grêle permet-elle d'avoir une surface de
contact maximale ?