Sommaire - Quomodo

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Sommaire
Séquence 4
Tu as vu dans la séquence précédente que les organes ont besoin de dioxygène et de nutriments pour
fonctionner et qu’ils rejettent des déchets.
Nous devons donc répondre à différentes questions :
D’où vient le dioxygène et comment arrive-t-il aux organes ?
D’où viennent les nutriments et quel est leur parcours jusqu’aux organes ?
Comment éliminer les déchets ?
Séquence après séquence, nous répondrons à ces questions scientifiques.
Pour commencer, nous allons travailler sur l’apport de dioxygène aux organes. Nous respirons
en permanence, éveillé ou endormi, au calme ou en activité. En même temps, nos organes ont
besoin de dioxygène pour fonctionner.
Problématique :
Comment expliquer l’approvisionnement des organes en dioxygène par le sang ?
Séance 1 L’air est constamment renouvelé dans les poumons
Séance 2 Les poumons permettent des échanges de gaz
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— © Cned, Sciences de la vie et de la Terre 5e
séance 1 —
Séquence 4
Séance 1
L’air est constamment renouvelé dans les poumons
j e m’interroge
On l’a déjà dit, nos organes ont besoin en permanence de dioxygène pour fonctionner ; si ce
gaz vient à manquer, nous perdons connaissance et si cette situation se prolonge, elle peut
entraîner la mort. Le sang doit donc se recharger tout le temps en dioxygène pour répondre
aux besoins de l’organisme.
Les questions auxquelles nous allons répondre sont :
• D’où vient le dioxygène ?
• Quel est son trajet avant d’approvisionner le sang ?
• à quel endroit passe-t-il dans le sang ?
Pour commencer, nous pouvons nous demander :
D’où vient le dioxygène ?
Exercice 1 : [Restituer des connaissances]
L’être humain fait partie du groupe des Mammifères (tu l’as vu en 6e). Dans les séquences 1
et 2, tu as étudié les échanges gazeux respiratoires chez différents êtres vivants.
En te servant de tes connaissances, rappelle quels sont les gaz échangés et avec quel milieu
se font ces échanges, chez l’Homme.
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Exercice 2 : [I – Rechercher l’information utile]
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Séquence 4 — séance 1
Si on met un morceau de muscle dans un récipient d’eau, il coule. Mais si on met
un morceau de poumon de taille équivalente, il flotte à la surface.
Si on presse un morceau de poumon, on voit apparaître quelques bulles
et quelques gouttes de sang.
Quelles informations peux-tu tirer des manipulations décrites ci-dessus ? [Utiliser des
informations d’un texte]
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Le dioxygène provient donc de l’air ambiant ; les poumons sont des organes où les échanges
peuvent avoir lieu avec le sang. Avant de chercher à savoir où ont exactement lieu
ces échanges, on peut se demander quel est le trajet de l’air dans l’organisme ?
Exercice 3 : [C – Utiliser les informations utiles d’un texte pour compléter un schéma]
Légende :
Titre : ...............................................................................................................
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séance 1 —
Séquence 4
Sans arrêt, l’air entre dans notre corps (c’est une inspiration) et en ressort quelques
secondes après (c’est une expiration). Durant l’inspiration, l’air qui nous entoure passe par
le nez (fosses nasales) ou par la bouche (voie buccale), puis circule dans un tuyau entouré
de cartilage, la trachée. Celle-ci se divise ensuite en deux bronches qui entrent chacune dans
un poumon. Les deux poumons sont contenus dans la cage thoracique, composée de douze
paires de côtes et de muscles respiratoires (dont les muscles intercostaux et le diaphragme
qui ferme le bas de la cage thoracique). Des bronches, l’air passe ensuite dans une multitude
de bronchioles (ramifications terminales des bronches) et parvient jusqu’aux alvéoles
pulmonaires (petits sacs remplis d’air). Lors de l’expiration, l’air emprunte le chemin inverse.
En t’aidant du texte, complète les légendes au bout des flèches et distingue les os (que
tu colorieras en jaune) et les muscles (en rouge). Sur le schéma complété, représente en
rouge le trajet du dioxygène contenu dans l’air inspiré puis donne un titre précis au schéma.
[Réaliser un schéma fonctionnel]
Si la question te pose problème, reporte-toi à l’annexe « Besoin d’aide ? » située à la fin de la
séquence 4.
j e retiens
Le dioxygène utilisé par les organes provient de l’air.
Les mouvements respiratoires permettent de renouveler l’air au niveau des alvéoles.
L’air entre par la bouche ou le nez et est conduit jusqu’aux alvéoles par la trachée,
les bronches et les bronchioles.
à connaître :
• Mouvements respiratoires : inspiration et expiration ; ils permettent la circulation
de l’air dans l’organisme.
• Inspiration : entrée d’air dans les poumons.
• Expiration : sortie d’air des poumons.
• Diaphragme : muscle fermant le bas de la cage thoracique.
• Cage thoracique : espace délimité par les côtes contenant le cœur et les poumons
(c’est-à-dire le thorax).
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Séquence 4 — séance 2
Séance 2
Les poumons permettent des échanges de gaz
j e m’interroge
Maintenant que tu connais le trajet de l’air, tu peux te dire que tu ne sais toujours pas :
À quel endroit des poumons le dioxygène passe-t-il dans le sang ?
Exercice 4 : [Ra – Formuler une hypothèse]
Après avoir vu que les fosses nasales, la trachée, les bronches, etc., sont des lieux où
le dioxygène peut passer dans le sang, on veut savoir lequel de ces organes est impliqué.
Pour cela, on a mesuré les quantités de dioxygène dans les différents organes de l’appareil
respiratoire à la fin de l’inspiration :
Mesures de la quantité de dioxygène dans les organes
de l’appareil respiratoire
Organes de l’appareil
respiratoire
Quantité de dioxygène
(pour 100 L d’air)
Fosses nasales
21 L
Trachée
21 L
Bronches
21 L
Bronchioles
21 L
Alvéoles pulmonaires
14 L
En te servant des informations du tableau ci-dessus, propose une hypothèse (en la
justifiant) sur le lieu d’échange du dioxygène. [Sélectionner les informations utiles d’un tableau]
Si cette question te pose problème, reporte-toi à l’annexe « Besoin d’aide ? » située à la fin de
cette séquence.
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séance 2 —
Séquence 4
Exercice 5 : [C – Exploiter des résultats]
Pour confirmer ou infirmer ton hypothèse, on a réalisé des coupes de poumon que l’on
a photographiées. Ces coupes sont observées au microscope optique. La paroi des alvéoles,
très fine, mesure 0,001 mm d’épaisseur. Dans cette paroi, on trouve de très nombreux
capillaires sanguins (les ramifications les plus fines des vaisseaux sanguins). Il y a environ
300 à 450 millions d’alvéoles dans un poumon. La surface totale des alvéoles des deux
poumons est proche de 200 m2 chez un adulte.
Pour information, la surface d’un court de tennis est de 260 m2.
Pa
Pa
Pa
Pa
Pa = Paroi alvéolaire
Pa : Paroi alvéolaire
En observant attentivement les photographies ci-dessus et en te servant du texte,
quelles informations permettent de confirmer ou d’infirmer ton hypothèse ?
[Sélectionner les informations utiles d’une photographie]
Reporte-toi à l’annexe « Besoin d’aide ? » si nécessaire.
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Exercice 6 : [C – Exploiter des résultats]
Pour vérifier si les échanges de dioxygène avec le sang ont vraiment lieu au niveau des
alvéoles, on a mesuré les quantités de gaz dans le sang dans un vaisseau sanguin situé
à proximité des alvéoles.
Tableau présentant les mesures de gaz dans les capillaires proches des alvéoles
Sang arrivant au niveau
des alvéoles
Sang quittant les
alvéoles
Dioxygène
14 mL
20 mL
Dioxyde de carbone
54 mL
50 mL
Pour 100 mL de sang
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Séquence 4 — séance 2
Ces mesures nous permettent-elles d’affirmer que les échanges de gaz ont lieu au niveau des
alvéoles pulmonaires ? Justifie ta réponse. [Sélectionner les informations utiles d’un tableau]
Utilise le « Besoin d’aide ? » si tu ne parviens pas à répondre à cette question.
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Exercice 7 : [C – Réaliser un schéma fonctionnel]
Trois élèves de cinquième ont réalisé un schéma représentant l’organisation
et le fonctionnement d’une alvéole. Mais certains se sont trompés et, de plus,
ils ont oublié de compléter leur schéma.
Schéma n° 1
?
bronchiole
alvéole pulmonaire
vaisseau sanguin
Schéma n° 2
bronchiole
?
alvéole pulmonaire
vaisseau sanguin
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séance 2 —
Séquence 4
Schéma n° 3
bronchiole
?
alvéole pulmonaire
vaisseau sanguin
Après avoir choisi, parmi les trois schémas proposés, celui qui représente le mieux une
alvéole pulmonaire en tant que zone d’échange entre l’air et le sang, complète le schéma
choisi en utilisant la légende proposée. [Lire et compléter un schéma]
Si tu as besoin, tu peux t’aider de l’annexe « Besoin d’aide ? » à la fin de la séquence.
j e retiens
Le passage du dioxygène a lieu au niveau des alvéoles pulmonaires. Le dioxygène passe
de l’air des alvéoles pulmonaires dans le sang des capillaires. Ce passage est facilité par
la grande surface alvéolaire et par sa vascularisation importante.
J e teste mes connaissances
Exercice 8
1- Utilise tes connaissances pour compléter la grille à l’aide des définitions suivantes :
a) Phase de la respiration pendant laquelle de l’air sort des poumons.
b) Lieu où se réalise le passage du dioxygène de l’air vers le sang.
c) Gaz qui passe de l’air vers le sang au niveau alvéolaire.
d) Phase de la respiration pendant laquelle de l’air entre dans les poumons.
Mot caché

a
b
c
d
S
2- Trouve le mot caché. Définis ce mot.
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Séquence 4 — séance 2
J ’applique mes connaissances
Exercice 9
1- Utilise tes connaissances pour légender le schéma de la page suivante. (11 zones de
pointillés à compléter, légende et titre)
2- Représente par des flèches rouges le trajet du dioxygène du milieu extérieur jusqu’au
sang.
P our aller plus loin
Exercice 10
L’asthme est une maladie respiratoire, souvent d’origine allergique, qui se manifeste
au moment des crises par une gêne respiratoire grave avec sensation d’oppression et
respiration sifflante.
Ces difficultés respiratoires momentanées proviennent à la fois d’une production
abondante de mucus (substance visqueuse) au niveau des voies respiratoires et de
la contraction de la paroi des bronchioles, ce qui entraîne une diminution de leur
diamètre.
Les médicaments donnés aux asthmatiques agissent sur les muscles des bronchioles.
En te servant du texte, explique l’action de ces médicaments sur les muscles des bronchioles
et le passage de l’air. [Sélectionner les informations utiles d’un texte]
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séance 2 —
Séquence 4
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pharynx
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..........................
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..........................
..........................
...
...
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Légende :
Titre :
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Séquence 4
ANNEXE « Besoin d’aide ? »
Séance 1
Exercice 3
1- Place les légendes sur le schéma au fur et à mesure que tu vois leur nom dans le texte.
Attention ! N’oublie pas d’utiliser un crayon à papier pour noter les légendes.
2- Cherche dans le texte la phrase qui se rapporte aux os et aux muscles puis mets les
couleurs.
Si tu n’es pas sûr(e) de toi, tu peux noter sur le schéma les lettres « r » (pour rouge) et « j »
(pour jaune) au crayon et regarder le corrigé avant de colorier.
3- Représente le trajet du dioxygène dans l’air inspiré par des flèches rouges.
Attention ! N’oublie pas d’indiquer dans la légende la signification des flèches rouges.
4- Donne un titre au schéma.
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Séquence 4
Séance 2
Exercice 4
Pour t’aider, réponds, sur une feuille de brouillon, aux questions ci-dessous.
1- Que constates-tu en observant les différentes mesures présentées dans le tableau ?
2- D’après toi, pourquoi la quantité de dioxygène est-elle plus faible dans les alvéoles
pulmonaires ?
3- Formule une hypothèse sur le lieu d’échange du dioxygène.
Exercice 5
Pour t’aider, réponds, sur une feuille de brouillon, aux questions guidées ci-dessous.
1- Repère sur les photographies les organes très riches en capillaires sanguins.
2- Compare l’épaisseur de la paroi d’une alvéole à l’épaisseur d’une bronchiole.
3- D’après toi, ces observations confirment-elles ou non l’hypothèse émise dans l’exercice 4 ?
Exercice 6
1- Compare les quantités de dioxygène dans le sang arrivant au niveau alvéolaire et dans le
sang sortant.
Rappel : pour comparer, il faut utiliser des expressions telles que « plus faible que », « plus
élevé que », « constante »…
2- Compare les quantités de dioxyde de carbone dans le sang arrivant au niveau alvéolaire et
dans le sang sortant.
3- Rédige la conclusion de tes observations. Ces mesures permettent-elles d’affirmer que les
échanges de gaz ont lieu au niveau des alvéoles pulmonaires ?
Exercice 7
1- Rappelle-toi ce que tu as vu dans les exercices précédents et choisis le schéma qui te paraît
le plus exact. Tu dois justifier tes choix (« J’élimine le schéma n°… car …. », « Je garde le
schéma n°… car … »).
2- Sur le schéma que tu as choisi, rajoute les flèches représentant les échanges de dioxygène
et de dioxyde de carbone.
3- Donne un titre au schéma choisi.
Remarque : rappelle-toi que tu dois toujours donner un titre à un schéma (ou à un dessin…)
même si cela ne t’est pas explicitement demandé dans l’énoncé.
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