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Blog de Mme García Senín

2de/ 4º ESO

Les sciences de la vie et de la Terre en Seconde

Les sciences de la vie et de la Terre en seconde

En classe de seconde, les trois thématiques présentées dans le préambule général pour le lycée se déclinent ainsi. Dans le thème « La Terre dans l’Univers, la vie et l’évolution du vivant », selon une logique d’approfondissement des acquis du collège, on étudie successivement les caractéristiques de la Terre qui permettent de comprendre que la vie s’y développe, quelques originalités de fonctionnement et d’organisation du vivant et quelques idées sur la biodiversité et son origine évolutive. Pour aborder le thème des « enjeux planétaires contemporains » on s’intéresse à certains aspects de la question énergétique ainsi qu’au défi que représente, en matière de ressources en sol, le développement d’une agriculture qui répond aux besoins de l’humanité. Enfin le thème « corps humain et santé » est envisagé dans le cadre d’un exercice physique.


L’organisme en fonctionnement

Escrito por el 19 febrero, 2013 en 2de, Physiologie, SVT/BIO&GEO | 2 comentarios

Problème: Comment l’augmentation synchrone des activités des systèmes circulatoire et respiratoire contribue-t-elle à assurer un apport accru en dioxygène aux muscles ?

L’organisation de la circulation générale

Document : Distribution du débit sanguin au repos et lors de l’effort prolongé (jogging). Le tableau représente les débits sanguins (exprimés en L.min-1) traversant différents organes irrigués par la circulation générale.

Repos Exercice
Cerveau 0.75 1.00
Muscles 1.00 20.25
Peau 0.25 1.00
Reins 1.25 0.75
Tube digestif 1.50 0.75
Coeur 0.25 1.25
Poumon 5.00 25.00

Débit sanguin : volume de sang circulant dans une partie de vaisseau par unité de temps (L.min-1).

Au repos, ce sont les poumons, le tube digestif et les reins qui reçoivent le plus de sang. A l’exercice, le débit augmente dans les muscles, le cerveau et la peau.

 

IRRIGATION DES MUSCLES

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Ouverture et fermeture des capillaires musculaires selon les besoins.

Les muscles sont irrigués par des artérioles qui se ramifient en capillaires. Au repos, les sphincters (muscles circulaires) des capillaires et les muscles entourant les artérioles sont contractés et réduisent le débit sanguin au niveau des muscles. Au cours d’un effort, ces sphincters et les muscles des artérioles se relâchent et augmentent le débit sanguin.

Vasoconstriction : diminution du diamètre d’un vaisseau par contraction des fibres musculaires de la paroi.

Vasodilatation : augmentation du diamètre d’un vaisseau par relâchement des fibres musculaires de la paroi.

Question : Où se situent les poumons dans cette circulation sanguine ?

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Notion 1: L’apport préférentiel de dioxygène aux muscles en activité résulte de la disposition en parallèle de la circulation générale associée à une vasoconstriction variable.

Notion 2: La disposition en série de la circulation pulmonaire et de la circulation générale permet la recharge en dioxygène de l’ensemble du volume sanguin.

Rappel d’électricité

Circuit en série et en parallèle.

schema_circulation_serie

 

schema_circulation_parallele

 

Problème : Comment expliquer que le sang circule à sens unique à l’intérieur du cœur ?

Les structures responsables de la circulation en sens unique dans le coeur

Activité : Dissection du cœur de mouton et croquis à annoter. Voir photos onglet Multimedia.

Le fonctionnement du coeur

Activité : Utilisation du logiciel Coeur 2 . Vous pouvez le télécharger dans l’ onglet PROGRAMAS.

Au cours d’une révolution cardiaque (= un cycle cardiaque = 1 battement), le cœur passe par des phases de systole (= contraction avec éjection du sang) et par des phases de diastole (= relâchement et remplissage des cavités par le sang). L’augmentation de l’activité cardiaque contribue à l’augmentation du débit cardiaque.

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Voici un croquis issus du logiciel.

schema_coeur

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L’adaptation cardio-respiratoire

Voici un graphique représentant l’évolution de la concentration de dioxygène et de dioxyde de carbone dans le sang au cours de l’effort.

graphique_DAV

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Le graphique nous montre que la concentration en dioxygène du sang artériel reste constante, malgré l’augmentation de l’effort. En revanche, la concentration en dioxygène du sang veineux baisse avec l’effort (la D.A.V. Augmente). L’augmentation du débit permet au sang d’aller plus vite dans les vaisseaux et de prélever davantage de dioxygène au niveau des surfaces d’échange des alvéoles pulmonaires. Pour cela, il faut maintenir une pression alvéolaire en dioxygène importante c’est pourquoi il faut augmenter le débit ventilatoire et le débit cardiaque de manière synchrone.

Remarque : Le VO2 max est limité par le débit cardiaque non par le débit ventilatoire.

Problème: Comment le système nerveux contrôle l’activité cardiaque ?

Expérimentation à partir du logiciel Regnerv, pour déterminer le contrôle.

REGNERV-RC

A défaut de pratiquer sur le vivant, cette animation permet de réaliser des sections des nerfs pneumogastrique et sympathique innervant le coeur. Un simple clic permet ensuite de stimuler les nerfs pour comprendre leur rôle respectif dans la modulation du rythme cardiaque. Un bouton offre la possibilité de recommenser de s’en donner à “coeur” joie.

Le cœur est sous le contrôle de :

– un nerf parasympathique (= nerf vague ou nerf pneumogastrique ou nerf 10), cardio-freinateur qui véhicule un message nerveux provoquant la diminution de son activité,
- un nerf sympathique, cardio-accélérateur qui véhicule un message nerveux provoquant l’augmentation de son activité.

Notion : Le fonctionnement du cœur est modulé par le système nerveux.

Vous pouvez aussi vous entraîner avec  cet exercice.

L’activité respiratoire

Problème: Si le système nerveux contrôle l’activité cardiaque alors les poumons doivent cesser de fonctionner quand ils sont isolés de leurs connexions nerveuses.?

Activité : Visualisation de l’anatomie du système respiratoire à partir du logiciel Pulmo. Vous pouvez le télécharger dans l’onglet Programas.

Les mouvements respiratoires sont dus à deux types de muscles respiratoires :

– le diaphragme, situé entre le thorax et l’abdomen,

– les muscles intercostaux, situés entre les côtes.

La contraction de ces muscles entraîne l’augmentation du volume de la cage thoracique : c’est l’inspiration. L’expiration est due au relâchement des muscles, ce qui entraîne une diminution du volume de la cage thoracique.

Notion : L’activité rythmique des muscles respiratoires est commandée par le système nerveux.