TP n° 4 La circulation sanguine et l`approvisionnement des muscles

TP-TD de Sciences de la Vie et de la Terre – Classe de seconde Enseignement commun
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N. COHEN
TP classe de seconde – LPO LOUIS ARMAND
TP n°
4
LA CIRCULATION SANGUINE ET
L’APPROVISIONNEMENT DES MUSCLES
Durée :
1 h
SVT
biologie
THEME 1 : CORPS HUMAIN ET SANTE
Nom :
Prénom :
Date :
Introduction :
Le cœur est la pompe qui permet au sang de circuler et d’approvisionner les cellules en nutriments et en
dioxygène. Nous nous intéressons ici aux échanges gazeux au niveau des poumons et au mode de distribution
du sang aux organes.
Problématique :
Comment l’organisme s’approvisionne en dioxygène ? Qu’est-ce qu’une surface d’échanges ?
Objectifs :
Analyser une micrographie, légender, raisonner, réaliser un graphe, réaliser un schéma bilan.
Matériel :
Pas de matériel.
I. LA SURFACE D’ECHANGES ALVEOLO-CAPILLAIRE.
Comme son nom l’indique, une surface d’échanges est spécialisée dans les échanges de diverses substances entre deux compar-
timents et elle est « optimisée » pour être la plus efficace possible selon les substances qui la traverse : ainsi l’intestin est adapté
au passage des nutriments dans le sang. Qu’en est-il des alvéoles ?
Document 1 : alvéoles pulmonaires et capillaire sanguin observés au microscope électronique à balayage.
1. Légendez capillaire, globules rouges, alvéoles
2. Donnez un ordre de grandeur de l’épaisseur qui sépare le capillaire de l’alvéole.
3. La surface totale d’une seule alvéole vaut 3.105 m² ; il y a 150 millions d’alvéoles par poumon soit deux fois
plus pour un organisme entier. Calculez la surface totale alvéolaire des poumons d’un individu.
4. Caractérisez la notion de surface d’échange.
II. LA PRESSION PARTIELLE DES GAZ RESPIRATOIRES : MOTEUR DE L’ECHANGE.
5. Définissez la notion de pression partielle d’un gaz dans un mélange de plusieurs gaz.
6. Lorsque la pression totale de l’air est supérieure à l’intérieur d’une cocotte-minute par rapport à la pression
totale de l’air extérieur, que se passe-t-il lorsqu’on enlève la soupape ?
7. Lorsque la pression de l’air est différente entre deux pièces séparées par une porte, que se passe-t-il lorsqu’on
ouvre la porte ? Comment appelle-t-on ce phénomène courant ? Le même principe de diffusion de la matière peut
être appliqué à un gaz en fonction de sa pression partielle. Si la pression partielle d’un gaz est différente entre deux
compartiments séparés par une membrane perméable, dans quel sens s’effectuent les échanges ?

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8. Complétez le schéma suivant en précisant bien le sens de diffusion des gaz respiratoires. Ajoutez-y un titre.
9. Commentez les pressions partielles du dioxygène dans les différents compartiments.
Document 2 : _
Document 3 : concentrations en gaz respiratoires du sang veineux et du sang artériel en fonction de l’effort
Puissance de l’effort (unités arbitraires)
0
150
300
600
900
Concentration en dioxygène du sang artériel de la circu-
lation générale (mL/100 mL de sang)
18
18
18
18
18
Concentration en dioxygène du sang veineux de la circu-
lation générale (mL/100 mL de sang)
12
7
6
5
4
10. Représentez graphiquement la courbe de la concentration en dioxygène du sang artériel et du sang veineux en
fonction de la puissance de l’effort sur un même graphe.
11. Interprétez le graphe obtenu.
III. LA CIRCULATION EN PARALLELE ET L’APPROVISIONNEMENT DES ORGANES.
Document 4 : deux types de circulation sanguine
12. À partir de l’étude du document 4, déterminez à quoi correspond la circulation sanguine dite « en série » et à
quoi correspond la circulation « en parallèle ». Quelle remarque pouvez-vous faire concernant le cœur ?
13. Quel est l’intérêt d’une circulation « en parallèle » des organes ?
CŒUR DROIT
MUSCLES
MUSCLE CARDIAQUE
CERVEAU
AUTRES ORGANES
CŒUR GAUCHE
POUMONS

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IV. LA REDISTRIBUTION DU SANG EN FONCTION DE L’ACTIVITE.
Les cellules qui ont des besoins accrus en nutriments ou en dioxygène voient leur débit sanguin augmenter au détriment des
cellules au repos. Cette faculté de l’organisme de redistribuer le sang s’appelle vasomotricité : lorsque les vaisseaux se rétrécis-
sent ou se ferment, on parle de vasoconstriction et lorsqu’ils s’ouvrent ou s’agrandissent, on parle de vasodilatation.
Document 5 : capillaires sanguins et vasomotricité au niveau d’un muscle (ce dernier n’est PAS représenté)
14. Déterminez sur le document 5 dans quel cas le muscle est en activité et dans quel cas il est au repos. ATTEN-
TION : ne confondez pas les muscles circulaires représentés sur le document avec le muscle dont il est question.
15. Définissez le débit sanguin (pensez à la notion de débit d’un fleuve).
16. Mettez en relation la vasomotricité et le débit sanguin en expliquant les phénomènes qui ont lieu.
V. BILAN : L’APPROVISIONNEMENT DE L’ORGANISME EN DIOXYGENE – A FINIR HORS TP.
17. Complétez le schéma bilan ci-dessous en précisant les pressions partielles en O2 dans les différents comparti-
ments du corps.
Air extérieur 160 mmHg
POUMONS
Air alvéolaire 104 mmHg
Capillaires entrant Capillaires sortant
dans les alvéoles des alvéoles
40 mmHg 104 mmHg
Artères pulmonaires Veines pulmonaires
40 mmHg 104 mmHg
CŒUR DROIT CŒUR GAUCHE
Veines caves 40 mmHg Artère aorte 104 mmHg
Capillaires Capillaires
MUSCLES < 40 mmHg
(dont cœur)
Capillaires Capillaires
MUSCLES < 40 mmHg