Comment fonctionne le système cardiovasculaire

Comment fonctionne le système cardiovasculaire ?

SYSTÈME CARDIOVASCULAIRE11

CORPS HUMAIN

SYSTÈME CARDIOVASCULAIRE

PRINCIPAUX APPRENTISSAGES

Plus spécifiquement dans cette séquence, tu apprendras à :

• représenter le système cardiovasculaire et en nommer les différentes

parties ;

• interpréter une représentation du système cardiovasculaire ;

• faire le lien entre le système cardiovasculaire et les systèmes digestif,

respiratoire et urinaire ;

• expliquer la relation entre les structures du coeur et leur fonction ;

• expliquer la circulation dans le cœur et le corps ;

• nommer certaines substances transportées par le sang ;

tu t’exerceras aussi à :

• réaliser une dissection ;

• faire des observations sur un organe et en déduire des informations sur sa

fonction ;

• formuler des hypothèses cohérentes par rapport au phénomène observé

(la circulation) ;

• rédiger un rapport scientifique, notamment en rendant compte des

résultats d’expérience sous forme de tableau et/ou de graphique ;

• modéliser (circulation sanguine) ;

• t’informer à partir de documents de nature variée.

FICHES DE TRAVAIL pour :

ACTIVITÉ 1 Tu réfléchis pour résoudre une énigme ACTIVITÉ 2 Ta représentation du système cardiovasculaire ACTIVITÉ 3 Relations entre le système cardiovasculaire et les autres systèmes ACTIVITÉ 4 Variation de la fréquence cardiaque selon l’effort physique ACTIVITÉ 5 Dissection du cœur

FICHES DE SYNTHÈSE

S11-2 CORPS HUMAIN p.


11 SYSTÈME CARDIOVASCULAIRE FICHE DETRAVAIL

ACTIVITÉ 1

Tu réfléchis pour résoudre une énigme

1. Question

2. Sur une feuille séparée a) Réponds à la question ou formule des hypothèses. b) Ecris les interrogations que tu as au sujet de la question posée.

3. Mise en commun des hypothèses



ACTIVITÉ 2

Ta représentation du système cardiovasculaire

Comment imagines-tu la circulation sanguine dans le corps ?Dans la silhouette ci-contre, schématise la circulation sanguine telle que tu l’imagines. N’oublie pas de légender ton schéma.



ACTIVITÉ 3

Relations entre le système cardiovasculaire et les autres systèmes

Comment l’oxygène (O2) et les nutriments sont-ils amenés à tes muscles ou à ton cerveau pendant une évaluation ?

1. A l’aide du document « La circulation sanguine », complète le schéma de la page suivante en suivant les consignes ci-dessous .a) Nomme les organes ou systèmes représentés.b) Rajoute des flèches indiquant le sens de la circulation sanguine.c) Colorie en rouge le sang riche en oxygène (O2) et en bleu le sang riche en

gaz carbonique (CO2).d) Indique si les vaisseaux sont des veines ou des artères.e) Donne un titre aux parties I et II.

2. Réponds aux questions suivantes.a) Indique quels sont les organes qui introduisent respectivement l’oxygène et

les nutriments dans la circulation.

b) Indique le nom du système qui élimine les déchets des cellules et légende-le.

Côté droit du corps Côté gauche du corps

I

II



ACTIVITÉ 3

Le système cardiovasculaire

Pour t’aider à comprendre comment fonctionne le système cardiovasculaire, tu peux consulter le site : www.biologieenflash.net (menu biologie / biologie humaine)

Pour aller plus loin...



ACTIVITÉ 3

La circulation sanguine met en relation tous les organes

Le cœur propulse le sang dans deux circuits san-

guins : la petite circulation et la grande circulation.

La petite circulation appelée circulation pulmonaire

est une boucle courte qui part du ventricule droit,

passe dans les poumons où le sang se débarrasse

du gaz carbonique et s’enrichit en oxygène et revient

au cœur par l’oreillette gauche.

La grande circulation appellée circulation générale

irrigue tout le corps : le sang part du ventricule

gauche, passe dans tous les organes par un réseau

très dense de capillaires et revient au cœur au

niveau de l’oreillette droite ; le sang fournit ainsi à

tout le corps l’oxygène et les matières nutritives

nécessaires à la vie.

Le schéma général montre une dérivation de ce circuit

qui amène les substances nutritives digérées absor-

bées au niveau de l’intestin grêle vers le foie qui est un

organe vital aux multiples fonctions : une banque de

sucre qui fournit du glucose selon les besoins, une

«fabrique» de bile mais aussi des agents coagulants

du sang, une «station d’épuration» qui fabrique l’urée

(un déchet liquide provenant de la décomposition des

protéines et qui devra être évacué au niveau des reins),

qui élimine aussi les substances toxiques et qui, en

outre, neutralise l’alcool et certains médicaments.

Une seconde dérivation passe par les reins qui fil-

trent le sang et en extraient l’urine constituée de

l’urée formée par le foie, des déchets fabriqués par

les mécanismes de la vie et du surplus de sels miné-

raux; une vue en coupe d’un rein montre sa struc-

ture complexe et, en détails, les capillaires sanguins

en contact intime avec un tubule rénal et un

néphron, sièges de ces échanges purificateurs du

sang; des millions de micro-systèmes comme celui

qui est représenté extraient du sang 1à 2 litres

d’urine par jour, urine qui s’écoule par l’uretère dans

la vessie, réservoir fermé par un sphincter qui est

un muscle annulaire dont tu as pris le contrôle dès

ta petite enfance.

Le sang, sa composition, ses rôles essentiels

14 – DONNÉESJe construis mes apprentissages en sciences —- �De Boeck & Larcier, 2004

SERUM transport du gaz carbonique vers les poumons pour l’éliminertransport des vitamines, hormones pour contrôler les fonctionnements délicatstransport des aliments digérés vers les organes pour les nourrir et les construiretransport des anticorps pour résister aux agressions extérieurestransport de l’urée vers les reins et le foie pour l’éliminer

Fibrinogène coagulation du sang pour stopper les hémorragies

Plaquettes sanguines coagulation du sang pour stopper les hémorragies

Globules blancs lutte contre les infections dans tout l’organisme(6 000 à 8 000 / mm3 de sang) élimination des cellules mortes, des débris cellulaires

Globules rouges transport de l’oxygène vers tous les organes(5 000 000 / mm3 de sang)

SANG(5 à 6 litres)

(1/12 de la masse du corps)

Eléments liquides

PLASMA SANGUIN

56%

Eléments solides

CELLULES SANGUINES

44%

globules rouges

plaquettessanguines

globules blancs

capsulesurrénale

rein

uretère

vessie

a v

La circulation sanguine



ACTIVITÉ 3

DONNÉES – 15Je construis mes apprentissages en sciences —- �De Boeck & Larcier, 2004

La grande circulation est aussi en étroite relation

avec le squelette : la moelle rouge des os à l’inté-

rieur de l’os spongieux fabrique les globules rouges,

ces microscopiques taxis à oxygène, globules qui ne

vivent que 100 jours et qui sont recyclés au niveau

du foie et de la rate.

Le sang est un mélange d’une complexité incroyable

qui transporte dans tout le corps des substances

chimiques rares mais vitales : les vitamines, les hor-

mones, les anticorps.

Ces substances agissent sur ta croissance, ta

sexualité, ton activité cérébrale, ta résistance aux

agressions des bactéries et virus qui pullulent dans

ton environnement.

La circulation sanguine est donc un agent de liai-

son qui unit tous les organes du corps et qui coor-

donne leurs actions un peu à la manière d'un

réseau routier qui unit les villes et villages et qui

permet à toutes les activités économiques,

sociales, culturelles de s'y dérouler.

Anatomiquement, la circulation sanguine des 4 200

espèces de mammifères dont l’homme fait partie se

caractérise avec 3 idées :

– la circulation est complète : une cloison complète

partage le cœur en 2 parties, n’autorisant pas le

mélange du sang oxygéné avec le sang chargé de

gaz carbonique;

– la circulation est double : une petite circulation

reliant cœur et poumons et une grande circulation

reliant le cœur avec tous les autres organes;

– la circulation est fermée : le sang ne se déverse

pas librement dans les tissus, il est canalisé et

circule dans un réseau d’artères, d’artérioles, de

capillaires, de veinules et de veines.

néphrona

artère

tubule rénal

v

u

veine

uretère

Texte tiré du manuel « Je construis mes apprentissages en sciences »,de SIMONE BERTRAND et JEAN MOLS, aux éditions De Boeck

DONNÉES – 13Je construis mes apprentissages en sciences —- �De Boeck & Larcier, 2004

terre !) et que ces capillaires innombrables (on en

compte 2500 par cm2) vont oxygéner et nourrir les

60 000 milliards de cellules constituant ta person-

ne ! ! ! (Quand tu penses qu’il n’y a que 6 milliards

d’humains sur terre, ton nombre de cellules fait

rêver!)

Avant de me taire, encore une ou deux remarques.

Je t’ai décrit le trajet du sang en une série (oreillet-

te droite puis ventricule droit puis poumons puis ...)

En réalité, mes 2 oreillettes se remplissent simulta-

nément, en même temps (on appelle cette étape

passive la diastole) puis je les vide en même temps

(c’est la systole auriculaire) et ensuite les 2 puis-

sants ventricules chassent le sang dans les artères

en même temps (c’est la systole ventriculaire).

Une dernière remarque très importante, je suis très

sensible ! ! ! Je suis sensible à la peur ... Je suis sen-

sible aux excitants (café, thé, alcool...)... Je suis

sensible à l’angoisse, au stress, ... à la colère, à

l’énervement. Tout cela me donne des palpitations

ou de l’hypertension par excès de pression. De plus,

le tabac, l’alcool, une alimentation déséquilibrée trop

riche en sucres et en graisses animales, le manque

d’exercices physiques ... tout cela durcit et encras-

se à la longue mes artères qui finissent par se bou-

cher ! Et alors, là, c’est la catastrophe, la galère !

Tout ce qui n’est plus irrigué par le sang est paraly-

sé, abîmé et même détruit ! Pire encore, si les

artères coronaires qui me nourrissent et m’oxygè-

nent se bouchent, alors je m’arrête pile ! C’est l’in-

farctus du myocarde, la mort brutale, sur place !

Mais, je sais que tu rejettes les saletés qu’on te pro-

pose trop souvent (alcool, drogues, cigarette), que

tu manges bien (un peu de tout ... et pas trop!) que

tu dors suffisamment (au moins 9 heures par jour)

que tu es bien dans ta peau (tu sais rire mais aussi

travailler quand c’est nécessaire), que tu fais bouger

ton corps (la marche, le sport...) ... et, à ce propos,

je te signale que tu peux pousser ton effort : je peux

battre s’il le faut jusqu’à 200 coups à la minute!

No problem!»

Comparaison entre les 2 sortesde vaisseaux sanguins

Critères de comparaison Artères Veines

définition vaisseaux vaisseaux qui partent du cœur qui arrivent au cœur

parois épaisses, élastiques, minces, flasquesmusculeuses

équipement spécial aucun valvules qui empêchent le sang de faire marche arrière

circulation sanguine saccadée, par jets successifs poussés par la continue, lente, calmecompression des ventricules

schéma

La petite circulation et la grande circulation

cœur

poumons

reins

foieintestin grêle



ACTIVITÉ 3

3. Modélise les échanges entre les systèmes cardiovasculaire, digestif, respiratoire et urinaire avec la cellule, en complétant le schéma ci-dessous.

Cellule



ACTIVITÉ 4

Variation de la fréquence cardiaque selon l’effort physique

Question

Concevoir et réaliser une expérience scientifiqueRédige un rapport d’expérience scientifique selon le modèle ci-dessous.

1. HypothèsesRédige des hypothèses répondant à la question de départ. Identifie clairement ce que tu vas faire varier pendant l’expérience pour mesurer la variation de la fréquence cardiaque. Une hypothèse est une supposition vérifiable, seul un paramètre doit varier à la fois.

2. ProtocoleFais une liste du matériel dont tu auras besoin pour réaliser ton expérience.Rédige un texte décrivant le déroulement de ton expérience.

3. RésultatsPrésente tes résultats sous forme d’un tableau et d’un graphique.Décris et interprète tes résultats sous forme de texte.

4. ConclusionsRédige les conclusions de ton expérience qui répondent brièvement à la question de départ et à tes hypothèses.



ACTIVITÉ 5

Dissection du cœur de Dans l’organisme, le cœur est enveloppé dans un sac, le péricarde, rattaché lui-même par des ligaments aux organes qui l’entourent (diaphragme, sternum, vertèbres, œsophage, trachée, aorte, bronches). La taille du cœur humain correspond environ au volume du poing serré de l’individu.

Comment est organisé le cœur et quelles sont ses différentes structures ?Pour répondre à ces questions, tu vas disséquer un cœur de mammifère.

1. Observation des faces ventrale et dorsale du cœur

a) Oriente le cœur : repère la face ventrale du cœur, bombée, avec un sillon interventriculaire oblique bien visible (si tu n’es pas sûr de l’orientation, observe bien la photo ci-dessous). De part et d’autre de ce sillon, la surface du cœur est parcourue par des vaisseaux sanguins, les vaisseaux coronaires.

b) Place le cœur avec la face ventrale visible dans la cuve à dissection, avec la pointe du cœur (apex) vers toi.

c) Distingue les oreillettes gauche et droite, petites masses flasques, situées vers le haut du cœur et les ventricules gauche et droit, constituant la masse principale du cœur. Ils sont séparés par le sillon interventriculaire. (Attention : le côté droit du cœur est à ta gauche !)

MATÉRIEL DE DISSECTION

cœur, baguettes de verre, cuve à dissection, gros ciseaux, brucelles,



ACTIVITÉ 5

d) Repère les artères et, à l’aide de la baguette en verre, détermine avec quelle partie du cœur elles communiquent.

L’aorte est la plus grosse des artères et la plus en arrière. Elle est issue du ventricule gauche. L’artère pulmonaire est la plus en avant et provient du ventricule droit. Tu observes en fait le tronc duquel partiront plus loin les deux artères pulmonaires.

Qu’est-ce une artère, par quoi est-elle caractérisée ?

e) Retourne le cœur pour le placer en face dorsale. Si cela est possible, car elles sont parfois coupées, repère les différentes veines. A l’aide de la baguette en verre, détermine avec quelle partie du cœur elles communiquent.

Du côté droit du cœur se trouvent les veines caves supérieure et inférieure et du côté gauche les veines pulmonaires.

Qu’est-ce une veine, par quoi est-elle caractérisée ?

2. Observation de l’intérieur du cœur et des artères

a) Oriente le cœur en face ventrale, avec le haut du cœur vers toi. Avec les gros ciseaux, découpe en suivant la ligne AB la paroi de l’artère pulmonaire et poursuis en découpant la paroi ventrale du ventricule droit en restant à 1 cm du sillon interventriculaire.

b) Ouvre largement le ventricule droit en coupant la cordelette charnue qui relie les parois.

c) Avec les gros ciseaux, découpe en suivant la ligne CD la paroi de l’aorte et poursuis en découpant la paroi ventrale du ventricule gauche en restant à 1 cm du sillon interventriculaire.

A

C

B

D

sillon interventriculaire



ACTIVITÉ 5

d) Ouvre largement le ventricule gauche et compare son organisation à celle du ventricule droit. Compare également l’épaisseur de la paroi musculaire (appelée myocarde) de ces ventricules.

Note tes observations et explique les différences.

e) Observe à la base des artères trois petits sacs très minces, les valvules artérielles, et dans les ventricules des fibres très solides formant une sorte de toile, les valvules cardiaques. Si possible, repère à la base de l’aorte un orifice communiquant avec les vaisseaux coronaires qui se ramifient sur le cœur.

Explique en quoi ces valvules obligent le sang à circuler en sens unique.



ACTIVITÉ 5

f) Réponds aux questions suivantes.• Y a-t-il une communication entre les deux oreillettes ?• Y a-t-il une communication entre les deux ventricules ?• Peux-tu mettre en relation tes réponses avec la circulation du sang dans

ton corps ?

Côté droit du cœur Côté gauche du cœur



ACTIVITÉ 5

3. A partir de tes observations

a) Légende la coupe de cœur en face ventrale.b) Indique le sens de la circulation en utilisant la couleur rouge (sang riche en

O2) et la couleur bleue (sang riche en CO2).



ACTIVITÉ 5

4. Réponds aux questions.

a) Comment l’organisation du cœur permet-elle une circulation indépendante entre le sang riche en oxygène provenant des poumons et le sang riche en gaz carbonique revenant des organes ?

b) Quelles sont les structures responsables de la circulation du sang en sens unique dans le cœur ?

Pour t’aider à comprendre comment fonctionne le coeur, tu peux consulter le site : www.biologieenflash.net (menu biologie / biologie humaine)

Pour aller plus loin...

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