Leçon n°5 : Le fonctionnement du corps humain.

I- Découverte des réactions de notre corps.

Au repos En effort

Rythme cardiaque (nombre

de battements / minute)

Rythme respiratoire (nombre

de respirations / minute)

Température (°C) 37°C

Notre corps reçoit des informations grâce à : nos oreilles, nos yeux, notre nez, notre peau et

notre langue. Cela correspond aux organes des sens.

Lors du CROSS du collège, nous avons pris le départ quand nous avons entendu le top départ

(oreilles) puis nous nous sommes mis à courrir et à la fin nous avons notre coeur qui bat plus

vite, notre respiration qui s'accélère et nous avons plus chaud.

Qu'est-ce qui est responsable de ces modifications ?

II- La réaction du corps aux événements extérieurs.

Comment le signal "top départ" provoque la mise en mouvement de nos jambes lors du

CROSS?

Idées: Nos oreilles entendent le signal et le cerveau réagit. Le cerveau demande aux muscles

de réagir.

On imagine qu'il y a des liens entre les organes des sens, le cerveau et les muscles. (nerfs,

veines, tendons)

Pour vérifier qu’il existe bien des liaisons entre les organes des sens et les centres nerveux

(cerveau et moelle épinière), réalisons une dissection d’une tête de poisson.

Document

Livre p307

1- Repérer les organes présents chez la grenouille qui pourraient permettre de relier le

cerveau aux muscles.

Chez la grenouille, il y a une moelle épinière rattachée au cerveau et des nerfs reliés à la

moelle épinière. Ces organes constituent le SYSTEME NERVEUX.

2- Analyser les informations du tableau et déterminer comment les informations voyagent

dans le corps de la grenouille.

Si on pince la patte d’une grenouille, on observe que la patte de la grenouille se plie. (flexion)

Si on pince la patte d’une grenouille à qui on a détruit les centres nerveux (cerveau et moelle

épinière), on observe aucune réaction de la grenouille. Donc les informations doivent voyager

par les centres nerveux.

Si on pince la patte d’une grenouille à qui on a détruit le nerf sciatique, on observe aucune

réaction de la grenouille. Donc les informations doivent voyager par le nerf sciatique.

Si on coupe le nerf sciatique et que l’on stimule (excite) le nerf du côté moelle épinière, on

observe aucune réaction.

Si on coupe le nerf sciatique et que l’on stimule (excite) le nerf du côté muscle, on observe

une flexion de la patte.

Donc l’information doit voyager du cerveau à la moelle épinière puis aux nerfs pour arriver

aux muscles.

Les organes des sens reçoivent des stimulus provenant de notre environnement et ils envoient

une information au cerveau sous forme de message nerveux.

Le cerveau analyse ces informations et produit en réponse un nouveau message qu’il envoie

aux organes effecteurs par l’intermédiaire de la moelle épinière et des nerfs.

Schématisons les relations entre les différents organes.

Les muscles sont des organes effecteurs qui permettent de réaliser un mouvement.

Comment les muscles font-ils pour pouvoir faire bouger nos membres ?

Les muscles permettent la réalisation des mouvements grâce à leur

contraction/décontraction et aux tendons qui les relient aux os.

Les os sont reliés entre-eux par des ligaments.

Lors d’un effort, les muscles se contractent et nous observons des modifications du corps

(augmentation des rythmes cardiaques et respiratoires et de la température).

Etudions les besoins du muscle pour son fonctionnement.

III- Les besoins du muscle.

Analysons les substances présentes dans le sang avant et après le muscle pour découvrir ce

dont il a besoin.

Dans le sang avant le muscle Dans le sang après le muscle

O2 : Dioxygène 20mL 15mL

CO2 : Dioxyde de carbone 49mL 53mL

Nutriments 90mg 85mg

Autres déchets 1 ua (unité arbitraire) 2ua

Comparer les quantités de chaque substances dans le sang avant et dans le sang après le

muscle.

1- Le dioxygène dans le sang avant le muscle (20mL) est plus élevé que dans le sang après le

muscle (15mL).

Il y a plus de dioxyde de carbone dans le sang après le muscle (53mL) que dans le sang avant

le muscle (49mL).

Les nutriments dans le sang avant le muscle sont plus grand (90mg) que dans le sang après le

muscle (85mg).

Il y a moins d’autres déchets dans le sang avant le muscle (1ua) que dans le sang après le

muscle (2ua).

2-Déterminer les échanges réalisés par le muscle.

Donc le muscle doit prélever (prendre) du dioxygène et des nutriments et il rejete du

dioxyde de carbone et des autres déchets.

Schématisons les échanges de substances entre le sang et le muscle.

Regardons ce qui se passe pour le muscle en effort.

Dans le sang avant le muscle Dans le sang après le muscle

O2 : Dioxygène 20mL 12mL

CO2 : Dioxyde de carbone 49mL 59mL

Nutriments 90mg 78mg

Autres déchets 1ua 5ua

1-Comparer les quantités de chaque substance dans le sang avant et après le muscle en

effort.

La quantité de dioxygène dans le sang avant le muscle est plus élevé que dans le sang après le

muscle (20> 12)

La quantité de dioxyde de carbone dans le sang est plus grande après le muscle qu’avant.

(49<59)

La quantité de nutriments dans le sang avant le muscle est plus grande que celle après le

muscle (90>78)

La quantité d’autres déchets dans le sang après le muscle est plus grande qu’avant le muscle.

(5>1)

2- Déterminer les échanges réalisés par le muscle.

Le muscle prend du dioxygène et des nutriments. Il rejette du dioxyde de carbone et des

autres déchets.

3- Schématiser ces échanges entre le sang et le muscle.

On constate que le muscle en effort réalise les mêmes échanges qu’au repos mais de manière

plus importante.

Si nos organes prélèvent du dioxygène et des nutriments et qu’ils rejettent du dioxyde de

carbone et des autres déchets dans le sang il devrait, au bout d’un certain temps, manquer de

dioxygène et de nutriments et accumuler le dioxyde de carbone et les autres déchets. Hors

ce n’est pas le cas !

Comment notre corps réoxygène notre sang ?

Comment notre corps renouvelle les nutriments dans notre sang ?

Comment notre corps se débarrasse-t-il du dioxyde de carbone ?

Comment notre corps élimine-t-il les autres déchets ?

IV- Le renouvellement du dioxygène dans notre sang.

Idée : On pense que le dioxygène serait renouvelé grâce à notre respiration. (poumon,

bronches)

L’air qui entre dans notre corps est appelé air inspiré (INSPIRATION) et l’air qui ressort du

corps est appelé air expiré (EXPIRATION).

Mesurons la quantité de dioxygène dans l’air inspiré et dans l’air expiré.

On remarque que la quantité de dioxygène dans l’air expiré est moins importante que dans l’air

inspiré. Donc le corps a gardé du dioxygène.

Regardons le trajet de l’air pour découvrir ce qui arrive au dioxygène.

L’air voyage dans notre corps jusqu’aux alvéoles pulmonaires situées dans les poumons. L’air ne

rentre pas dans le sang.

Le passage de dioxygène dans le sang

1- Compléter les bulles du document ci-dessus en y indiquant la quantité de dioxygène à partir

des informations apportées dans le tableau. (s’informer)

2- Comparer la quantité de dioxygène dans le sang arrivant au niveau des alvéoles pulmonaires et

dans le sang en sortant. (raisonner)

La quantité de dioxygène dans le sang arrivant au niveau des alvéoles est moins importante

que dans le sang s’éloignant des alvéoles.

3- Comparer la quantité de dioxygène dans l’air inspiré et dans l’air expiré. (raisonner)

La quantité de dioxygène dans l’air inspiré est plus importante que dans l’air expiré.

4- Représenter sur le schéma, à l’aide d’une flèche rouge, le passage du dioxygène de l’air au

sang. (communiquer)

Le dioxygène passe de l’air au sang au niveau des alvéoles pulmonaires.

Comment notre corps renouvelle les nutriments dans notre sang ?

V- Le renouvellement des nutriments présents dans le sang.

1- Proposer une hypothèse sur l’origine des nutriments présents dans le sang.

On imagine que les nutriments proviennent des aliments que nous mangeons.

Le document ci-dessous présente les quantités de matière solide ingérée et excrétée par un

adolescent de 13 ans. Matière solide (en g/jour) Aliments ingérés 650

Excréments 60

2- Comparer les quantités de matières solides ingérée et excrétée. (raisonner)

La quantité de matière solide est plus importante dans les aliments ingérés que dans les ex-

créments.

Le document ci-dessous présente la quantité de nutriments, présents dans le sang, avant et

après un repas. Quantité de nutriments (en g/L de sang) Avant un repas De 4 à 8

Après un repas De 35 à 40

21mL 16mL

15mL 20mL

3- Comparer la quantité de nutriments, présents dans le sang, avant et après un repas. (raisonner)

La quantité de nutriments présents dans le sang est plus importante après un repas qu’avant.

4- Valider ou non l’hypothèse formulé en 1. L’hypothèse est validée.

5- A l’aide de la vidéo sur l’appareil digestif du lapin et des mots de vocabulaire ci-dessous,

légender les différents organes de l’appareil digestif en bleu. (une recherche

complémentaire est autorisée)

Bouche, Estomac, Anus, Foie, Rectum, Pancréas, Glandes salivaires, Œsophage, Gros intestin =

Côlon, Intestin grêle

6- A partir de la vidéo sur l’appareil digestif du lapin, décrire l’aspect de la nourriture dans

l’estomac, l’intestin grêle et le gros intestin.

Dans l’estomac, la nourriture a l’aspect d’une bouillie plus ou moins solide.

Dans l’intestin grêle, la nourriture est sous forme de bouillie liquide.

Dans le gros intestin, les restes de nourriture sont présents sous forme de solide (excréments).

bouche

oesophage

estomac

Intestin grêle

Gros intestin (=côlon)

Glandes salivaires

foie

pancréas

anus

rectum

Comment expliquer la transformation des aliments au cours de

leur passage dans le tube digestif ?

Les documents ci-dessous présentent l’évolution des idées concernant la digestion au cours

des temps.

1- Indiquer ce que l’on pensait sur la digestion des aliments :

a) A l’époque de Giovanni Borelli

A l’époque de Giovanni Borelli, on pensait que les aliments étaient digérés de manière

mécanique grâce à la mastication (action des dents) et aux mouvements de l’estomac.

b) A l’époque de René Antoine Ferchault de Réaumur

M Réaumur montre par son expérience que la digestion n’est pas uniquement un processus

mécanique puisque le morceau de viande contenu et protégé dans le tube a été digéré. Il y a

donc une substance capable de digérer le morceau de viande.

c) A l’époque de Lazzaro Spallanzani

M Spallanzani montre par son expérience que la substance capable de digérer les aliments est

le suc gastrique, liquide contenu dans l’estomac.

Information : Depuis l’époque de Spallanzani, les scientifiques ont découvert la composition

de ce suc gastrique. Il contient principalement de l’eau, de l’acide et des enzymes.

Le document ci-dessous présente une expérience qui a été réalisé sur du pain.

2- Déterminer l’hypothèse testée dans cette expérience.

Dans cette expérience, on suppose que les enzymes contenues dans les sucs digestifs (salive,

suc gastrique) peuvent digérer les aliments. 3- Indiquer à quoi sert l’eau iodée utilisée dans l’expérience.

L’eau iodée est un réactif permettant de tester la présence d’amidon : une couleur jaune

orangé indique une absence d’amidon et une couleur bleu-noir indique une présence d’amidon.

4- Indiquer à quoi servent les bandelettes test.

Les bandelettes test utilisées dans l’expérience permettent de tester la présence de glucose.

Une coloration rose (négatif) indique l’absence de glucose et une coloration plus foncée allant

jusqu’au noir indique une quantité croissante de glucose.

5- Recopier et compléter le tableau ci-dessous.

Tube 1 (Témoin) Tube 2 (Test)

Contenu du tube Pain + eau Pain + eau + amylase salivaire

(enzyme)

Présence d’amidon (oui ou non)

Au début de l’expérience Oui (coloration noire) Oui (coloration noire)

A la fin de l’expérience Oui (coloration noire) Non (coloration orangée)

Présence de glucose (oui ou non)

Au début de l’expérience Non (coloration rose) Non (coloration rose)

A la fin de l’expérience Non (coloration rose) Oui (coloration noire)

6- Conclure sur vos découvertes réalisées grâce à cette expérience.

En présence d’enzymes (amylase salivaire par exemple), le pain est digéré : l’amidon contenu

dans le pain au début disparaît et laisse sa place au glucose. L’amidon est donc transformé en

glucose par les enzymes lors de la digestion.

Exercice d’application : La digestion des spaghettis

Une expérience de digestion sur des pâtes. Dans le tube 1, on place des spaghettis entiers, de l’eau et des enzymes digestives. Dans le tube 2, on place des spaghettis entiers et de l’eau. Dans le tube 3, on place des spaghettis coupés en morceaux, de l’eau et des enzymes digestives. Dans le tube 4, on place des spaghettis coupés en morceaux, de l’eau. La partie a du document, ci-dessous, présente les informations au début de l’expérience. On y voit l’aspect des pâtes, les résultats des tests effectués avec des bandelettes test au glucose et les résultats des tests à l’eau iodée.

La partie b du document, ci-dessous, présente les informations à la fin de l’expérience. On y voit l’aspect des pâtes, les résultats des tests effectués avec des bandelettes test au glucose et les résultats des tests à l’eau iodée.

Le document ci-dessous permet d’analyser les résultats obtenus avec les bandelettes tests au glucose. Négatif signifie aucune présence détectée. + / ++ / +++ signifie présence détectée en quantité de plus en plus importante.

1- Compléter le tableau ci-dessous (vous pouvez le reproduire) 2- Conclure sur le rôle des enzymes digestives et sur l’intérêt de bien mastiquer (= mâcher) la nourriture.

Tube 1 Tube 2 Tube 3 Tube 4

Au

déb

ut

de

l’ex

pér

ien

ce

Contenu du tube

Spaghettis entiers + eau + enzymes digestives

Spaghettis entiers + eau

Spaghettis coupés + eau + enzymes digestives

Spaghettis coupés + eau

Présence d’amidon

oui

oui

oui

oui

Présence de glucose

non

non

non

non

A la

fin

de

l’ex

pér

ien

ce

Présence d’amidon

non

oui

non

oui

Présence de glucose

oui

non

oui

non

Analyse de la manipulation (que s’est-il passé ?)

Les spaghettis ont été digérés. L’amidon qu’ils contenaient a été transformé en glucose.

Les spaghettis n’ont pas été digérés. L’amidon qu’ils contenaient est toujours présent et aucun glucose n’a été formé.

Les spaghettis ont été digérés. L’amidon qu’ils contenaient a été transformé en glucose.

Les spaghettis n’ont pas été digérés. L’amidon qu’ils contenaient est toujours présent et aucun glucose n’a été formé.

Conclusion Les enzymes digestives ont transformé l’amidon contenu dans les spaghettis en glucose provoquant la digestion des spaghettis. Les spaghettis coupés ont été mieux digéré que les spaghettis entiers. La mastication facilité la digestion des aliments.

négatif + ++ +++

Les aliments sont donc transformés en nutriments grâce à

l’action des enzymes digestives.

La quantité de protéines a diminué fortement au niveau de l’intestin grêle.

La quantité de glucides a diminué fortement au niveau de l’intestin grêle.

La quantité de lipides a diminué fortement au niveau de l’intestin grêle.

Les nutriments doivent donc passer dans le sang au niveau de l’intestin grêle.