Partie 1, Chapitre 2

LA RESPIRATION

Rappels : L'air que nous respirons est composé de :

• diazote (N2) : 79 %

• dioxygène (O2) : 20,9 %

• dioxyde de carbone (CO2) : 0,03 %• gaz rares

Une inspiration est un prélèvement d'air, une expiration est un rejet d'air.L'eau de chaux se trouble en présence de CO2

Intro : Nous savons que nos organes ont besoin d'O2 pour bien fonctionner et l'air que nous respirons contient du O2.

⇒ Comment fonctionne l'appareil respiratoire pour permettre d'apporter le dioxygène dans le sang ?

⇒ Hypothèse : le dioxygène provient de l’air inspiré et des échanges entre l’air et le sang ont lieu dans les poumons ⇒ Investigation :Il faudra donc :

• prouver que l’on prend le dioxygène dans l’air inspiré et que l’on rejette le dioxyde de carbone dans l’air expiré.

• connaître le trajet de l’air une fois entré dans le corps

• vérifier que les poumons sont le lieu des échanges entre l’air et le sang.

I Composition de l'air inspiré et de l'air expiré :

Activité 2.1 : Prouver que notre corps prélève de l'O2 dans l'air

On expire dans une enceinte dans laquelle est fixée la sonde à O2 de la console de VTT. (On a une enceinte témoin dans laquelle on ne souffle pas.)

Résultats : On constate sur l'écran de la console VTT que la quantité d'O2 diminue dans l'enceinte au fur et à mesure des cycles respiratoires.

Air inspiré : 20,9 % d'O2 Air expiré : 17,3 % d'O2

Interprétation : l'air expiré contient moins d'O2 que l'air inspiré.Conclusion : Notre corps prélève donc de l'O2 de l'air lorsque nous respirons.

Activité 2.2 : Prouver que notre corps rejette du CO2 dans l'air

On souffle dans de l'eau de chaux (expiration)contenue dans un récipient. (On a un récipient témoin dans lequel on ne souffle pas.)

Résultats : L'eau de chaux se trouble.Interprétation : l'air expiré contient plus de CO2 que l'air inspiré.Conclusion : Notre corps rejette donc du CO2 lors de nos expirations.

Bilan : Une partie de l'O2 de l'air reste dans notre corps après une inspiration. Une partie du CO2 de notre corps est libéré dans l'air lors de nos expirations. L'O2 utilisé en permanence par nos organes provient de l'air que nous respirons.

⇒ L'air que nous respirons apporte de l'O2 aux poumons. Quel trajet suit-il ?

II Le trajet de l'air :

Activité 2.3 : Observation d'un appareil respiratoire

Nos 2 poumons sont rouges (cela est dû au sang qui les parcourt), ils sont mous (on peut les couper), ils flottent dans l'eau (car ils contiennent de l'air) et sont déformables (ils gonflent quand on souffle de l'air dans une bronchiole).

Les bronchioles sont des tubes -entourés d'une structure dure- parcourant les poumons.La trachée est un tube formé d'anneaux de cartilage rigides.

Trachée de moutonActivité 2.4 : Trajet de l'air

Bilan : Grâce aux mouvements respiratoires, l’air que nous inspirons pénètre dans nos poumons jusqu’aux alvéoles pulmonaires. (Il pénètre par le nez ou la bouche et est ensuite conduit jusqu'aux alvéoles par la trachée, les bronches puis les bronchioles.)

Nos poumons sont des organes flasques qui peuvent se gonfler d'air. Ils sont protégés par la cage thoracique. Celle-ci est limitée par des os : les côtes, le sternum et la colonne vertébrale et par un muscle : le diaphragme.

⇒ Que devient l'O2 présent dans les alvéoles ?

III Le devenir de l'O2 de l'air dans les poumons :

Activité 2.5 : Échanges au niveau des alvéoles

Le sang qui repart des alvéoles contient plus d' O2 que le sang qui arrive aux alvéoles.

De plus, l'observation microscopique montre qu'un très grand nombre de capillaires entourent les alvéoles.

Bilan : C'est au niveau des alvéoles pulmonaires que l'O2 de l’air passe dans le sang. Attention, il n’y a pas d'air dans le sang, seulement des gaz !!!

Activité 2.6 : Caractéristiques de la zone d'échanges au niveau des alvéoles

Il y a environ 700 millions d'alvéoles, soit une très grande surface d'échanges (= surface séparant 2 milieux (air et sang)) entre les alvéoles et les capillaires d'environ 210 m2.La paroi des alvéoles est très fine : 0,4 micromètres (=0,004 mm)La longueur totale des capillaires à la surface des alvéoles pulmonaires est de 2100 km.

Bilan : La paroi des alvéoles possède toutes les propriétés d'une bonne surface d'échanges : elle est grande, fine et riche en vaisseaux sanguins.

IV Respiration et santé :

Activité 2.7 : Les effets de substances nocives sur l'appareil respiratoire

Bilan : Des substances nocives, plus ou moins abondantes dans l'environnement, peuvent perturber le bon fonctionnement de l'appareil respiratoire et favoriser l'apparition de certaines maladies comme l'asthme, les bronchites, les cancers.

⇒ Comment préserver sa santé ? ...... En réduisant l'exposition de notre organisme aux substances nocives.

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FICHE CONTRAT N°2A la fin du chapitre 2, je suis capable :

• De définir (savoir ce que c'est) inspiration, expiration, surface d'échanges.• De savoir dans quel cas l'eau de chaux se trouble.• De comparer la composition de l'air qu'on inspire et de l'air qu'on expire.• De légender un schéma de l'appareil respiratoire humain.• D'expliquer à quel niveau le sang est renouvelé et quels sont les gaz renouvelés.• D'expliquer pourquoi les échanges de gaz se font au niveau des alvéoles pulmonaires.• De faire un schéma des échanges gazeux entre une alvéole et un capillaire.• D'expliquer ce qu'il faut faire pour conserver un appareil respiratoire en bonne santé.• De connaître quelques conséquences du tabac sur la santé.

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Pour réviser :

http://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=bio-0044-6http://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=bio-VFrespiration5-7