TP-TD de Sciences de la Vie et de la Terre – Classe de seconde Enseignement commun

TP n° 4 LA CIRCULATION SANGUINE ET L’APPROVISIONNEMENT DES MUSCLES

Durée : 1 h

SVT biologie

THÈME 1 : CORPS HUMAIN ET SANTÉ

Nom : Prénom : Date :

Introduction : Le cœur est la pompe qui permet au sang de circuler et d’approvisionner les cellules en nutriments et en di-oxygène. 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’ÉCHANGES ALVÉOLO-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, alvéoles2. 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’ÉCHANGE.

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 900Concentration 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 PARALLÈLE 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 ?

CŒUR DROIT

MUSCLES

MUSCLE CARDIAQUE

CERVEAU

AUTRES ORGANES

CŒUR GAUCHEPOUMONS

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TP-TD de Sciences de la Vie et de la Terre – Classe de seconde Enseignement commun13. Quel est l’intérêt d’une circulation « en parallèle » des organes ?

IV. LA REDISTRIBUTION DU SANG EN FONCTION DE L’ACTIVITÉ.

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 rétré-cissent 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 ques-tion.

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 DIOXYGÈNE – À 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

POUMONSAir alvéolaire 104 mmHg

   Capillaires entrant Capillaires sortantdans les alvéoles des alvéoles

40 mmHg 104 mmHgArtères pulmonaires Veines pulmonaires

40 mmHg 104 mmHg

CŒUR DROIT CŒUR GAUCHE

Veines caves 40 mmHg Artère aorte 104 mmHg

       Capillaires CapillairesMUSCLES < 40 mmHg

(dont cœur)

       Capillaires Capillaires

MUSCLES < 40 mmHgPage 3

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