TP 2 DF 15 16 - mmbiolmmbiol.weebly.com/uploads/7/4/9/5/7495770/tp_2_df_15_16.pdf · 2019. 12....

TRAVAUX PRATIQUES

BIOLOGIE 2EME DF

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1 INTRODUCTION A LA MICROSCOPIE 3

2 ETUDE D’UN ECOSYSTEME HUMIDE (L’ETANG) 7

3 MISE EN EVIDENCE DE CERTAINS MICROORGANISMES (BACTERIES, CHAMPIGNONS) DANS L’ENVIRONNEMENT 21

4 OBSERVATION DE CELLULES 26

5 OSMOSE 30

6 LE CŒUR 35

7 LE CŒUR A L'OUVRAGE 37

8 DETERMINATION DE GROUPES SANGUINS 47

9 PRINCIPES D'IMMUNOLOGIE ET IMMUNOPRECIPITATION 49

10 ORGANE DES SENS: LE GOUT 53

11 ORGANE DES SENS: LA PEAU 55

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1.1 Le microscope

1. Nomme les principales parties du microscope. 1……………………………………. 2……………………………………. 3……………………………………. 4……………………………………. 5……………………………………. 6……………………………………. 7……………………………………. 8……………………………………. 2. Indique quels sont les grossissements que tu peux obtenir sur ton microscope.

1.2 Observation d'une lettre (journal)

1. Découpe une lettre dans un journal. Place-la sur une lame porte-objet. 2. Observe au faible puis au fort grossissement et dessine les détails de ce que tu observes en précisant le grossissement. 3. Explique comment apparaît l'image grossie par rapport à l'original.

1.3 Observation d’un fragment de cheveu

1.Saisis la lame et la lamelle entre deux doigts. 2. Dépose au centre de la lame porte-objet très propre, une goutte d'eau (évite d'inonder la lame et de faire déborder l'eau sur la platine du microscope). 3. Prélève un fragment de cheveu ( 0,5 à 1 cm). Dépose–le dans la goutte d'eau. Recouvre avec une lamelle très propre. Saisis-la délicatement entre le pouce et l'index, mais jamais avec les doigts à plat) pour éviter des traces. 4. Ne pose pas la lamelle à plat et d'un seul geste rapide, tu emprisonnerais des bulles d'air qui apparaîtraient sous forme de cercles noirs. Pose la lamelle inclinée à 45° par rapport à la lame, puis incline-la doucement sans geste brusque comme l'indique le schéma pour chasser l'air. 5. Dessine les détails de ce que tu observes en précisant le grossissement.

1 INTRODUCTION À LA MICROSCOPIE

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1.4 Comment réaliser un dessin scientifique ?

1.4.1 Généralités

1. Indique avec précision le titre exact du dessin, en précisant si nécessaire sa provenance, son orientation, les colorants éventuels et la manière (frottis, coupe avec son orientation,...) dont il a été préparé. 2. Si l'observation se fait à la loupe ou au microscope, indique le grossissement le plus élevé utilisé pour ce dessin. On peut indiquer la taille réelle de l'objet lorsqu'elle peut être évaluée facilement. 3. Le dessin doit être suffisamment grand. (exemple: 10 à 15 cm environ pour une cellule isolée). 4. Utilise un crayon gris mi-dur; une gomme est nécessaire pour les corrections.

1.4.2 Qualité du dessin

La qualité du dessin dépend d’abord de l’observation. Avant de dessiner, observe ! De cette manière, tu pourras choisir la cellule, la zone d'un tissu qui est la plus favorable à un bon dessin d'observation (absence d'artefacts: bonne coloration, pas de bulles d'air, pas de déchirures dans un tissu).

1. Représente toutes les structures bien distinctes (forme générale, détails internes) dans le champ d'observation.

2. Respecte les proportions relatives des différentes parties du sujet observé et tiens compte de l'épaisseur du trait.

3. Evite de trop schématiser; le dessin représente ce que l'on voit réellement dans les conditions (parfois difficiles) d'observation.

4. Il vaut mieux ne pas dessiner un détail peu visible ou absent plutôt que de vouloir le représenter en imitant un schéma que l'on trouve dans le cours.

5. Le trait final doit être net et précis, efface donc les traits qui t’ont éventuellement servi lors de l'esquisse de ton dessin.

6. La légende doit être aussi complète que possible en écrivant proprement et correctement les noms scientifiques demandés. Les traits qui désignent un

7. Elément du dessin sont tracés au crayon à l'aide d'une règle et ne se croisent pas.

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La disposition doit être claire. Tous les éléments de la légende doivent être du même côté. Si tu utilises une flèche au lieu d'un trait simple, elle pointera sur un détail de ton dessin. La pointe de la flèche devra alors être fine, discrète peur ne pas gêner la lecture du dessin.

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2.1 Objectifs

Mise en évidence des éléments du biotope (facteurs abiotiques) et de la biocénose (facteurs biotiques) qui constituent un écosystème humide.

2.2 Matériel et réactifs

Etang du Collège Microscope, loupe Becher Lames, lamelles Echantillons de l’étang

2.3 Déroulement

1ère journée Observation sur place Les élèves sont amenés au bord de l’étang où le professeur présente (questionne les élèves sur) les éléments du biotope. Les élèves dessinent ou représentent de manière graphique et schématique, le biotope de l’étang (cf. travail). Le professeur rend attentif les élèves sur les éléments de la biocénose, en particulier les macroorganismes (végétaux, animaux, plantes aquatiques). Il prélève un échantillon de plantes aquatiques (Utricularia). Observation à la loupe et au microscope Les élèves retournent en classe et observent à la loupe une plante d’Utricularia (plante semi-carnivore). Le professeur peut faire préparer un bout de plante pour observation au microscope. 2ème journée Observation à la loupe et au microscope Le professeur apporte quelques échantillons de la biocénose microscopique de l’étang (algues, phytoplancton, zooplancton, bactéries, faune détritivore). Les élèves observent à la loupe, puis au microscope, ces échantillons en essayant de les déterminer.

2 ETUDE D’UN ÉCOSYSTÈME HUMIDE (L’ÉTANG)

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Les élèves dessineront ou représenteront de manière graphique et schématique, les éléments de la biocénose de l’étang (cf. travail).

2.4 Résultats, observations et interprétations

Plusieurs points de discussion possibles (pendant le TP ou le cours):

1. micro-, méso-, macrobiotope: interrelations entre les différents éléments abiotiques.

2. diversité et fonction des éléments de la biocénose dans la chaîne alimentaire: 3. producteurs: plantes terrestres et aquatiques, algues, phytoplancton,

cyanobactéries ou "algues bleues" (fréquentes sur les vitres des aquariums); 4. consommateurs: mollusques, insectes, amphibiens (tritons), zooplancton; 5. transformateurs: champignons et bactéries. 6. étagement de la biocénose en fonction de la profondeur de l’eau. 7. évolution d’un écosystème aquatique, atterrissement.

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8. indique les différents facteurs abiotiques de cet écosystème. 9. représente, de manière schématique, les différents organismes rencontrés

dans cet écosystème, en utilisant le vert pour les organismes producteurs, le rouge pour les organismes consommateurs et le brun pour les organismes transformateurs.

10. dessine deux représentants du phytoplancton, deux représentants du zooplancton et deux représentants des détritivores.

11. établis quelques réseaux trophiques existant dans cet écosystème.

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3.1 Objectifs

Mise en évidence de microorganismes qui échappent à notre regard et à notre appréhension du monde vu leur petite taille. Ces organismes sont indispensables à la vie sur Terre, car d’une part ils étaient les premiers colonisateurs et d’autre part ils restent les mieux adapté aux milieux extrêmes que l’on peut trouver sur Terre. Ils sont aussi essentiels au processus de vie (fermentations, décompositions, photosynthèse) et à l’homme (biotechnologies).


Microscope Lames, lamelles Boîtes de Petri avec milieu nutritif Colorants Matière vivante:

1. aliments: Roquefort ( Penicillium roquefortii), citrons ou fruits moisis, camembert ou Caprice des Dieux, levure de bière, choucroute.

2. corps humain: doigts, éternuements (ou bouche avec expérience dite du micro)

3. air, eau, sol: eau du robinet, eau de la mare, eau stagnante, eau du commerce, déposition de microorganismes en laissant ouvert la boîte, expérience du micro

4. écorce verte d’un arbre 5. témoin: Pétri sans rien et sans ouverture à l’air ambiant

3.3 Déroulement de la manipulation

3.3.1 Echantillonnage des différents milieux

1. air: 3 minutes d’exposition 2. eau du robinet: 3 gouttes d’eau par boîte 3. doigts d’élève: 4 empreintes par boîte 4. bouche: parler une minute sur la boîte comme si l’on parlait dans un micro 5. linge à mains: appliquer un bout du linge sur une boîte de Petri

3 MISE EN ÉVIDENCE DE CERTAINS MICROORGANISMES (BACTÉRIES, CHAMPIGNONS)

DANS L’ENVIRONNEMENT

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6. chevelure: appliquer la boîte de Petri sur la chevelure d’un élève 7. chaussettes: appliquer une chaussette sur une boîte de Petri 8. sol: empreinte de chaussure

Pour certains milieux (notamment l’eau) possibilité de procéder à des dilutions (1/10, 1/100, etc.) Ne pas oublier le témoin. On peut aussi envisager de travailler avec d’autres «témoins» et de faire des expériences en doublet (avant et après désinfection ou lavage de mains, de sol, eau avec ou sans micropure ).

3.3.2 Mise en culture

Conservation des boîtes 1 à 2 jours à température ambiante puis mise au frigo pour lecture lors des prochaines séances de TP.

3.3.3 Observation directe

1.Moisissures (loupe)

1. observer d’abord le citron, le pain ou le fruit à la loupe 2. racler un peu de moisissure 3. poser délicatement l’échantillon sur une lame puis recouvrir d’une lamelle 4. observer d’abord à la loupe puis au microscope à différents grossissements 5. pour chaque observation faire un dessin avec le nom de l’échantillon, le

grossissement, les légendes 2. Levures (bloc de levure acheté)

3.3.4 Résultats, observations et interprétations

Plusieurs points de discussion possibles: 1. présence de la vie dans pratiquement tous les milieux (bactéries, algues,

champignons). 2. diversité des colonies de bactéries (forme, couleur, nombre, exigences dans

différents milieux, rapidité de croissance). 3. utilité des organismes pour l’homme: directe avec utilisation des produits de

bactéries (biotechnologies, aliments) ou indirecte avec les services rendus à la nature comme la décomposition ou le recyclage de la matière.

4. pathogénicité (maladies bactériennes et fongiques chez les Animaux, les Plantes et l’Homme).

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3.4 Commentaires, source

1. éventuellement documents à distribuer aux élèves pour la préparation des TP 2. articles de journaux 3. cycles reproductifs de levures et de champignons 4. systématique avec place des champignons et des levures

Les bactéries à Gram positif sont mises en évidence par une technique de coloration appelée coloration de Gram. Les bactéries à Gram positif apparaissent alors mauves au microscope. La technique de coloration repose sur les caractéristiques membranaires et de paroi de la bactérie. La coloration au Gram est un facteur déterminant dans la taxinomie (classification) bactérienne. Milieu de culture sélectif

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4.1 Objectifs (cellules épiderme oignon)

Tous les êtres vivants sont formés d'une ou d'un ensemble de cellules, la cellule étant l'unité de base structurale et fonctionnelle. Au cours de la différenciation cellulaire, des cellules adoptent des fonctions précises: à fonction particulière, structure particulière. Le bulbe d'oignon est constitué, de l'extérieur vers l'intérieur, par des écailles sèches (la pelure), des écailles charnues (gorgées de réserve) et un bourgeon central le tout implanté sur une très courte tige ou plateau porteur de racines adventives a sa face inférieur. Les écailles charnues permettent l'observation de cellules végétales caractéristiques.


Bulbe d'oignon Solution d’éosine Microscope Lames de rasoir Lames et lamelles Pinces fines


1. prélever une écaille charnue après avoir sectionné verticalement un bulbe d'oignon en trois ou quatre morceaux. L’écaille choisie possède un épiderme externe lié au parenchyme épaissi de réserves et un épiderme interne qui, lui, s'en sépare facilement.

2. prélever à l’aide d'une lame de rasoir et ensuite d'une pince fine quelques morceaux d’épiderme interne.

3. déposer la portion d’épiderme dans une goutte d’eau sur une lame. Recouvrir d’une lamelle.

4. observer cet échantillon au microscope et le dessiner en y mettant les légendes.

5. prendre un deuxième fragment d’épiderme et le colorer à l’éosine (c'est un colorant qui permet de mettre en évidence des structures internes de la cellule). Après rinçage à l’eau, placer ce fragment entre lame et lamelle.

6. observer cet échantillon au microscope, le dessiner, mettre les légendes.

4 OBSERVATION DE CELLULES

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A faire tous ensemble après l’observation des deux échantillons.

4.5 Objectifs (cellules muqueuse buccale)

L’homme est composé d’environ 50 trillions de cellules (trillion = mille milliard), de 200 types différents. Des cellules différenciées de la même manière forment un tissu (tissu épithélial, conjonctif, musculaire, nerveux). Les tissus épithéliaux revêtent la surface externe et interne des organismes. L’épithélium de Ia muqueuse buccale, en continuité avec l’épiderme cutané au niveau des lèvres, est un exemple d’épithélium de mammifère qui joue le rôle d'une frontière vis-à-vis du milieu extérieur.


Epithélium de la muqueuse buccale Solution de bleu de méthylène Lames et lamelles


1. après nettoyage du bout de l’index, gratter doucement avec l’ongle, sans écorchure la face interne de la joue. On détache alors une petite quantité d'un matériau mou et blanchâtre formé par des cellules superficielles de l’épithélium de la muqueuse buccale.

2. tapoter ensuite l’index mouillé sur une lame, recouvrir d’une lamelle. 3. pour obtenir un meilleur contraste, verser sur la préparation cellulaire avant de

Ia couvrir d'une lamelle, une goutte de bleu de méthylène dilué. 4. observer au microscope optique, d'abord à faible grossissement, puis à fort

grossissement. 5. dessiner quelques cellules en mettant les légendes.


Avec la solution de bleu de méthylène, les cellules épithéliales, colorées en bleu, apparaissent sous forme d'amas de cellules jointives, aplaties. Le noyau apparaît plus sombre que le cytoplasme. Les cellules se ressemblent toutes, elles forment un revêtement continu et jouent un rôle protecteur. Des cellules ainsi associées, ayant la même forme et la même fonction, constituent un tissu, ici un tissu épithélial ou épithélium. En fait il s'agit d'un épithélium stratifié, c'est-à-dire formé de plusieurs couches superposées de cellules.

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4.9 Variante:observation de cellules de la peau

Avec un coton-tige, étaler quelques gouttes de bleu de méthylène sur le dos de la main; laisser sécher une à deux minutes. Coller du ruban adhésif sur la partie de la peau colorée, puis l’enlever et le placer sur une lame, face collante vers le bas. Observer au microscope aux différents grossissements.

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5.1 Objectifs

Mise en évidence des échanges de particules entre les cellules et leur milieu. Lorsque les particules sont assez petites pour traverser la membrane cellulaire, elles diffusent de part et d’autre, mais toujours en direction de la solution la moins concentrée jusqu’à obtenir une concentration uniforme. A ce stade, la diffusion continue, mais il y a autant de particules qui entrent et qui sortent de la cellule, maintenant ainsi l’équilibre. Lorsque les particules sont plus grandes et qu’elles ne passent pas la membrane (membrane dite semi-perméable), la diffusion de l’eau se fait de la solution la moins concentrée vers la solution la plus concentrée afin de tendre à l’équilibre des concentrations. Ce phénomène s’appelle osmose. La pression exercée par cette diffusion unidirectionnelle s’appelle pression osmotique. Lorsque la diffusion se fait de l’extérieur vers la cellule, la pression osmotique s’exerce sur les parois de la cellule, c’est la pression de turgor (ou turgor) ou turgescence, et la cellule devient turgescente. Lorsque la diffusion se fait de la cellule vers l’extérieur, la membrane cytoplasmique se détache de la paroi cellulaire et le cytoplasme se réduit sous la pression osmotique qui s’exerce: c’est la plasmolyse.

5 OSMOSE

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Lames et lamelles Lancettes stériles Pipette Microscope Réactif: solution colorée,solutions de sucre (0,1%, 1%, 5% de glucose),solutions de nitrate de potassium (KNO3): 1 mol/l, 0,7 mol/l, 0,3 mol/l, 0,1 mol/l. Matière vivante: globules rouges, oignon.


Oignon 1. préparation de cellules épidermiques d’oignon sur lames et lamelles; 2. application à l’aide d’une pipette en bordure de lamelle de la solution de nitrate de potassium la plus concentrée et application d’un buvard au côté opposé afin que la solution entoure les cellules d’oignon (plasmolyse); 3. remplacement de la solution saline avec l’eau du robinet (déplasmolyse ou turgescence); 4. répétition de l’opération avec les autres concentrations.

Globules rouges (option) 1. préparer trois tubes à essais contenant chacun 0,5 ml d’une solution à 0,1%, 1% et 5% de glucose; 2. effectuer une prise de sang au bout du doigt à l’aide d’une lancette stérile; 3. introduire deux gouttes de sang dans chacun des tubes à essai, puis bien mélanger (ces tubes constituent la réserve pour toute la classe); 4. prélever une goutte de chaque tube et placer-les sur une lame en les recouvrant d’une lamelle.

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Oignon Les cellules d’oignon en présence d’une solution saline concentrée voient leur cytoplasme se détacher de la paroi cellulaire et se réduire: c’est la plasmolyse due à la diffusion de l’eau du cytoplasme vers la solution extérieure plus concentrée en vue de rétablir l’équilibre des concentrations. Les cellules d’oignon en présence de l’eau du robinet gonflent: c’est la turgescence due à la diffusion de l’eau du robinet vers l’intérieur de la cellule en vue de rétablir l’équilibre des concentrations. En présence d’eau pure, les cellules peuvent éclater sous la pression osmotique. Globules rouges

A la concentration de 1% (concentration correspondant aux conditions naturelles), les globules rouges ont une forme normale et apparaissent rès faiblement teintées. A une concentration de 0,1%, les globules rouges apparaissent incolores et gonflées. A une concentration de 5%, les globules rouges sont bien visibles, très teintées et comme ratatinées.

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6.1 Observation externe

1. distinguez les ventricules qui constituent la masse principale du cœur ; les oreillettes sont disposées à leur sommet, un peu comme les oreilles par rapport à la tête (d'où leur nom).

2. la limite des deux ventricules est marquée par un grand sillon oblique, le sillon interventriculaire, par quoi ce sillon est-il parcouru ?

3. orientez le cœur sachant que le sillon est plus marqué sur la face ventrale et que la pointe du cœur appartient au ventricule gauche.

4. recherchez sur la face dorsale du cœur un sillon plus réduit, et deux petits sillons latéraux sur ses flancs.

5. dessinez la face ventrale du cœur et indiquez la légende.

6.2 Dissection du cœur

1. orientez le cœur de façon à voir sa face ventrale. 2. sectionnez à l’aide du ciseau l'oreillette et le ventricule droits (section A-B sur

la figure ci-dessous). Ouvrir largement de ventricule. 3. sectionnez ensuite l'oreillette et le

ventricule gauches (section C-D sur la figure ci-dessous). Comparez l'épaisseur de cette paroi avec celle du ventricule droit et expliquez le pourquoi de la différence.

4. dessinez le cœur ainsi disséqué et indiquez la légende (ventricules, oreillettes, vaisseaux, valvules)

5. recherchez les quatre valvules et comparez-les.

Remarques On peut distinguer aisément les artères des veines, sachant que l’orifice des artères reste béant à cause des nombreuses fibres musculaires et élastiques que leur paroi épaisse renferme ; par contre, l'orifice des veines s'aplatit car leur paroi, assez mince, contient beaucoup moins de fibres. Si l'identification des vaisseaux s'avère difficile :

6 LE CŒUR

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Plonger l'index dans un des orifices artériels avec l'extrémité du doigt, appuyer, par l’intérieur sur la paroi du ventricule afin d'en apprécier l’épaisseur ; si cette paroi est jugée souple et mince, l'index est engagé dans l’artère pulmonaire, le ventricule correspondant est le ventricule droit. Si la paroi externe du ventricule est jugée épaisse, l’index est engagé dans l’artère aorte, le ventricule correspondant est le ventricule gauche. Plonger l’index par un des orifices veineux ; le doigt pénètre successivement dans une oreillette puis dans un ventricule ; avec l’extrémité du doigt, appuyer, par l’intérieur, sur la paroi externe du ventricule afin d'en apprécier l’épaisseur ; si cette paroi est jugée souple et mince, l'index est engagé dans une des veines caves, le ventricule correspondant est le ventricule droit. Si la paroi externe du ventricule est jugée épaisse, l'index est engagé dans une des veines pulmonaires, le ventricule correspondant est le ventricule gauche.

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À quels numéros du dessin correspondent les noms suivants :

artère tibiale …… artère carotide …… artère radiale …… artère fémorale …… artère poplitée …… artère humérale ……

Chacun des battements du cœur propulse dans les artères, tel un raz de marée miniature, une onde de sang à haute pression ! À mesure que cette onde se propage, sa force diminue pour se perdre finalement dans le vaste réseau des capillaires. Les ondes se succèdent au rythme des contractions cardiaques. Les ondes de pression successives - le pouls - peuvent être perçues à différents endroits du corps, particulièrement là où une artère affleure à la surface de la peau. La fréquence et l'intensité du pouls reflètent la vitesse et l'intensité du pompage cardiaque.

7.1 Expérience 1 : chercher son pouls

Après une activité physique intense, quelques génuflexions par exemple, il est possible de sentir son pouls en différents points du corps. En t'aidant du schéma ci-contre, cherche ton pouls aux endroits indiqués. Résultats

7 LE CŒUR À L'OUVRAGE

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……………………………………………………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………….

7.2 Expérience 2: prendre son pouls

La prise du pouls consiste à compter les pulsations du cœur par compression d'une artère. Elle est possible partout où l'on peut presser avec le doigt une artère de diamètre moyen. Généralement, on choisit l'artère radiale. On peut aussi exercer cette pression sur les tempes (artère temporale) ou au cou (artère carotide).

7.2.1 Observations et résultats

Compte durant une minute le nombre de battements à chacun de ces endroits. Indique tes résultats dans le tableau suivant:

Emplacement de l’artère

Fréquence des battements pendant une minute

poignet

tempe

cou

Compare tes résultats. Que constates-tu?

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7.3 Expérience 3: faire varier son rythme cardiaque

1. Indique ta fréquence cardiaque au repos dans le tableau ci-dessous. 2. Effectue un exercice physique (par exemple, vingt flexions des genoux), compte immédiatement ta fréquence cardiaque en prenant ton pouls pendant quinze secondes. Inscris cette valeur dans le tableau. 3. Effectue la même mesure une minute, deux minutes et trois minutes après l'effort et complète le tableau:

Mesure du pouls Fréquence 15 secondes 1 minute

Au repos (1) Immédiatement après l’effort (2) Une minute après l’effort (3) Deux minutes après l’effort (4) Trois minutes après l’effort (5)

4. Sur le tableau ci-dessous, établis le graphique de ton rythme cardiaque en fonction de l’effort.

fréquence

1 2 3 4 5

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7.4 Expérience 4: prendre sa tension

On exprime la pression artérielle à l'aide de deux nombres séparés par une barre oblique; la première valeur représente la pression systolique et la seconde, la pres-sion diastolique. La pression artérielle d'une personne de 20 ans est d'environ 16/10,7 figure a). L'unité à privilégier pour exprimer la pression artérielle est le kilo-pascal (kPa), bien qu'en milieu hospitalier on lui préfère encore le millimètre de mercure (mm Hg); dans ce dernier cas, la pression artérielle d'une personne de 20 ans équivaut à 120/80 environ. Pour mesurer la pression artérielle, on se sert d'un sphygmomanomètre, c'est-à-dire un manchon gonflable relié à un manomètre (figure b). On enroule le manchon autour de la partie supérieure du bras et on le gonfle jusqu'à ce que la pression ferme l'artère et arrête complètement la circulation sanguine en aval du manchon. À l'aide d'un stéthoscope, on écoute alors les bruits de la circulation sanguine sous le manchon afin de vérifier que l'artère est bel et bien fermée. Ensuite, on dégonfle progressivement le manchon jusqu'à ce que le sang recommence à circuler dans l'avant-bras et qu'on puisse entendre, avec le stéthoscope, les bruits causés par la pulsation du sang artériel dans l'avant-bras (figure c). Cela se produit quand la pression sanguine est plus grande que celle exercée par le manchon. La pression notée à ce moment correspond à la pression systolique, c'est-à-dire à la forte pression exercée par la contraction des ventricules. On continue à dégonfler le manchon jusqu'à ce que le sang s'écoule librement dans l'artère et que les bruits sous le manchon disparaissent. La pression notée à ce moment correspond à la pression diastolique, la pression résiduelle entre les contractions du cœur (figure d).

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7.4.1 Mode opératoire

Pour mesurer les tensions systolique et diastolique, on entoure le bras du sujet, au niveau de la saignée du coude (pli entre le bras et l'avant-bras), d'une manchette munie d'un manomètre relié à un appareil de mesure.

1. le "patient" doit être assis et calme. 2. noue le brassard autour du bras sans serrer. 3. introduis de l'air dans le brassard jusqu'à ce que la pression atteigne environ

200 mm Hg. 4. dégonfle le brassard très lentement. Au moment où tu commences à entendre

le pouls, lis la valeur sur l'appareil : c'est la pression maximale ou systolique : 5.

6. Pression systolique

7. continue à dégonfler très lentement. Au moment où le bruit du pouls disparaît, lis la valeur sur l'appareil : c'est la pression minimale ou diastolique :

8. Pression diastolique

Les valeurs obtenues dépendent de l'âge, du sexe et de l'état de repos ou de travail. Seul le praticien est en mesure de les analyser.

7.5 Expérience 5: Test de Ruffier

Pour une fois, le sujet de notre expérience sera le lecteur lui-même: nous allons calculer l"' indice de résistance " de Ruffier. Cet indice que l'on calcule après une simple épreuve d'effort à partir des variations de la fréquence cardiaque est destiné à mesurer la "forme" des sportifs et donc leur capacité d'adaptation physiologique à l'effort.

7.5.1 Déroulement

1. prends le pouls radial (au niveau du poignet) au repos, chez le sujet assis depuis deux minutes (compte les battements pendant 15 secondes et multiplie le résultat par 4 pour obtenir les valeurs à reporter dans la formule). Le noter P0.

2. le sujet doit effectuer ensuite 30 flexions complètes sur ses jambes, buste maintenu droit, en 45 secondes. Le pouls est mesuré de nouveau à la fin de l'exercice (P1) et après une récupération d'une minute en position assise (P2).

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3. l' indice de résistance (IR) est égal à:

IR = (P0+P1+P2) – 200 le tout divisé par 10

Indice de Ruffier Valeur Forme 0 excellente 0 à 5 Très bonne 5 à 10 bonne 10 à 15 moyenne 15 à 20 médiocre

7.6 L'hypertension, qu’est-ce ?

Le muscle cardiaque, en se contractant de manière rythmique, propulse le sang dans l'appareil circulatoire. Il est ainsi à l'origine de la pression qui règne dans l'ensemble des vaisseaux. Cette pression est plus élevée dans les artères que dans les veines. Elle peut être estimée au niveau d'un bras ou d'un doigt à l'aide d'un tensiomètre. La pression artérielle oscille entre un maximum, la pression systolique, qui correspond à la poussée du sang due à la contraction de la paroi des ventricules cardiaques (systole), et un minimum, la pression diastolique, lors du relâchement du muscle cardiaque (diastole).

Variation de la pression artérielle avec l’âge chez l’homme Âge

Pression systolique (mm Hg) Pression diastolique (mm Hg) Distribution normale

Hypertension si ≥

% hypertendus

Distribution normale

Hypertension si ≥

% hypertendus

16-19 20-24 25-29 30-34 35-39 40-44 45-49 50-54 55-59 60-64

105-135 105-140 108-140 110-145 110-145 110-150 110-155 115-160 115-165 115-170

145 150 150 155 160 165 170 175 180 190

}5 }3 }3 }28

60-86 62-88 65-90 68-92 68-92 70-94 70-96 70-98 70-98 70-100

90-95 95 96 98 100 100 104 106 108 110

}9 }8 }16 }21

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Variation de la pression artérielle avec l’âge chez la femme Âge

Pression systolique (mm Hg) Pression diastolique (mm Hg) Distribution normale

Hypertension si ≥

% hypertendus

Distribution normale

Hypertension si ≥

% hypertendus

16-19 20-24 25-29 30-34 35-39 40-44 45-49 50-54 55-59 60-64

100-130 100-130 102-130 102-135 105-140 105-155 105-155 110-165 110-170 115-175

140 140 140 145 150 165 175 180 185 190

}0 }3 }7 }26

60-85 60-85 60-86 60-88 65-90 65-92 65-96 70-100 70-100 70-100

90 90 92 95 98 100 105 108 108 110

}1 }3 }7 }20

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7.7 Cœur, système nerveux et pression artérielle

http://www.snv.jussieu.fr/vie/informations/2/13integration/PA/ensPA.htm Après lecture du texte ci-dessous répondez aux questions suivantes :

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1. différence pression systolique et diastolique 2. si le rythme cardiaque augmente que se passe-t-il avec la pression ? 3. faites un graphique où vous mettez en relation le cœur, le nerf

parasympathique et le nerf sympathique. Sur ce même dessin avec des signes + ou – donnez l’effet de chacun de ces nerfs sur la fréquence cardiaque.

4. dans le cas du cœur dites qui est le capteur, le centre nerveux, le message afférent, le message efférent, l’effecteur.

5. sous forme de schéma expliquez ce qui se passe dans le cas d’une hypertension pour que le cœur rétablisse une pression normale.

http://svt.ghediri.com/bac-sciences/10/neurophysiologie/21/regulation-pression-arterielle.html

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Dans un deuxième temps vous irez sur le logiciel : http://www.ac-nice.fr/svt/productions/freeware/regulpan/

1. repérer le nerf de Hering, le nerf parasympathique, le nerf sympathique, le sinus carotidien

2. brancher le manomètre : noter la pression moyenne 3. sectionner nerf PS : conséquence sur la pression 4. même chose pour nerf Héring, pour nerf S 5. installer le stéthoscope et faites les mêmes expériences 6. puis utiliser les clamps et clamper au dessous du sinus, puis en dessus, puis

les deux. 7. faites un tableau avec toutes les expériences et les conclusions que vous en

tirez.

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8.1 Objectifs

Les pertes de sang lors d’accidents, blessures ou opérations graves nécessitent des transfusions sanguines. Les groupes sanguins du donneur et du receveur jouent un rôle essentiel. Les premiers rapports de transfusion sanguine remontent à la deuxième moitié du XVIIe siècle. A cette époque on essayait de transfuser du sang animal (de mouton) à l’homme. Ces expériences se révélèrent négatives dans la plupart des cas. L’expérience montra que les transfusions avec du sang humain étaient plus prometteuses. Cependant, dans la moitié des transfusions des complications graves apparaissaient causant souvent la mort. Les analyses révélèrent que les globules rouges se coagulaient dans les artères et bouchaient en particulier les capillaires sanguins. C’est le médecin viennois Karl Landsteiner qui découvrit en 1901 les groupes sanguins et trouva ainsi l’explication tant aux échecs qu’aux succès des transfusions.


Fioles contenant des anticorps anti A, anti B et anti Rhésus.

8.3 Détermination de groupes sanguins

8.3.1 Déroulement

Suivre les instructions du professeur.

8.4 Si temps à disposition : recherche sur Internet, répondre aux questions suivantes :

1. combien de groupes sanguins ? Comment les différencie-t-on ? 2. faites la relation groupes sanguins et Ac présents dans le plasma. 3. qu’est-ce que le système Rhésus ? 4. qui est le donneur universel ? le receveur universel? 5. choisissez une maladie du sang et développez.

8 DÉTERMINATION DE GROUPES SANGUINS

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L'immunologie est la science qui s'occupe des défenses de notre corps. Une particule étrangère (souvent de nature protéique; protéines de virus, de bactéries ou d'autres parasites, cellules étrangères ou tissus greffés) qui pénètre à l'intérieur de notre corps est reconnue comme étrangère (non-soi). Le corps va alors fabriquer des anticorps chargés de détruire et de faire détruire cet envahisseur. Les éléments étrangers sont appelés antigènes (Ag) et le corps fabrique des anticorps (Ac) spécifiques à cet antigène.

9.1 Principe

Cette expérience est basé sur 2 principes : 1. diffusion des molécules dans la gélose à partir de chacun des puits. La vitesse

de diffusion dépend de la taille des molécules et de leur diversité dans chaque puits

2. reconnaissance spécifique anticorps antigène (Ac-Ag) qui forme un complexe immun visible.

9.2 Objectifs

Mise en évidence de la rencontre entre Ag et Ac à l’aide d’un kit d’immunologie. Pour cela, il a été injecté à un lapin de l'albumine sérique bovine (BSA). Trois semaines plus tard, son sérum est prélevé et testé pour sa potentialité à posséder les anticorps anti-albumine bovine, et la spécificité de ceux-ci par la méthode de double diffusion d'OUTCHTERLONY (ODD). NB : la concentration d'albumine est dans le sang de mammifère de l'ordre de 40-50 g/litre.

9.3 Préparation ( commentaire du professeur/e)

9.4 Manipulation

Le milieu gélosé ne contenant aucun anti-bactérien, il est recommandé de travailler le plus proprement possible (nettoyer les emporte-pièce à l’alcool), car les anticorps sont très sensibles. 1) à l'aide de l'emporte-pièce, faire un trou au centre de la gélose, puis 6 trous autour du trou central. ATTENTION Il est recommandé de préparer un modèle que les élèves font et mettent sous leur boîte: les 6 trous doivent être bien répartis et à 6 mm de bord à

9 PRINCIPES D'IMMUNOLOGIE ET IMMUNOPRÉCIPITATION

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bord du trou central (soit 10 mm de centre à centre) ; cette distance optimise les résultats. Les trous sont faits en perçant de part en part la gélose. Le disque de gélose ainsi formé est enlevé soit en restant dans le tube (collé au disque précédent, le plus dur étant de faire rentrer le premier), soit en se servant du tube comme d'une pelle et de pousser le disque hors du trou. ATTENTION Ne pas fendre la gélose! BIEN NOTER CE QUE VOUS METTEZ DANS LES TROUS ....... 2) sécher les puits formés à l'aide d'un essuie-tout roulé. 3) déposer à l'aide d'une poire (7 pour 7 tubes): - l'anticorps (Ac) dans le puits central (tube bouchon rouge) - les 6 antigènes (Ag) dans les puits périphériques. 4) laisser tomber une goutte de poire (20 µl) par puits ou remplir le puits entièrement: la surface du dépôt doit être plane (ni concave, ni convexe). Ne pas faire de bulles. 5) mettre à température constante (entre 20 et 25 °C) avec un peu d'humidité (suffisamment pour que les boîtes ne se déssèchent pas, mais pas trop pour que la diffusion se fasse bien ; les puits doivent être secs en quelques heures).

9.5 Résultats

Au bout de 24 heures, un arc blanc apparaît entre les puits BSA, sérum de bœuf, et le puits central. Pour bien l'observer, regarder à travers la boîte, sur fond noir et avec une illumination oblique. il y a bien formation d'anticorps par le lapin, ceux-ci sont spécifiques de la BSA et seulement de celle-ci. Il ne reconnaissent pas l'albumine des autres animaux, bien que 15 fois plus concentrée, dans les 4 sérums testés (chèvre, porc, lapin, cheval). Par contre, ils reconnaissent l'albumine bovine (BSA) contenu dans le sérum de bœuf.

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9.7 Si temps à disposition : recherche sur le Net

A l’aide d’Internet, répondre aux questions suivantes :

1. définition maladie auto immune, donnez un exemple que vous développez. 2. définition allergie 3. origines du SIDA : quelles sont les hypothèses ? 4. différence immunité humorale/immunité cellulaire 5. que sont les bébés bulle ? 6. qu’est ce qu’un choc anaphylactique ? 7. relation entre HLA (ou CMH) et migration des populations, entre HLA et

greffes.

1

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10.1 Objectifs

Chez l'homme, il existe quatre goûts fondamentaux: le sucré (doux), l'acide (aigre), l'amer et le salé. Pour analyser les aliments avant leur ingestion, Ia Iangue est secondée par le nez, détecteur bien plus subtil des odeurs! Il s'agit de faire goûter à un camarade (sujet) quelques boissons et aliments solides qu'il devra reconnaître une fois avec le nez bouché, une fois avec le nez dégagé, de mettre en évidence les perceptions gustatives de la langue et en établir la répartition, de reconnaître la participation de I'odorat dans Ia perception des saveurs.


Pipettes Becher Sucre, sel, vinaigre, café Divers aliments solides (pomme, oignon, céIeri, carotte, fromage,...)

10.3 Mode opératoire

Préparer quatre solutions différentes: 3 cuillers à café de sucre dans 1 dl d'eau; 1 cuiller à café de sel dans 1 dl d'eau; vinaigre dilué 1:1 dans de l'eau café très fort. Procéder aux expériences par équipe de deux (un expérimentateur et un sujet) Expérience 1 (nez bouché) • l'expérimentateur bande les yeux de son camarade; • le sujet se rince la bouche et l'essuie avec un mouchoir en papier après chaque boisson ou aliment. • le sujet se bouche le nez; • l'expérimentateur pose sur la langue du sujet au moyen d'une pipette une ou deux gouttes du liquide à identifier, note sa réponse (sensation forte, faible ou aucune sensation) sur une feuille;

10 ORGANE DES SENS: LE GOÛT

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Remarque: il est préférabIe que l'expérimentateur ne dise pas pendant le test si Ia réponse est juste ou fausse, ceci pour éviter toute déduction!

• l'expérimentateur recommence avec les autres solutions, après que le sujet se soit rincé la bouche; • l'expérimentateur essaie avec des petits cubes d'aliments solides (le sujet ne doit pas les mâcher!). Expérience 2 (nez débouché) Elle se déroule comme l'expérience 1, mais le nez dégagé. Résultats: le sujet réalise la synthèse de ses observations en indiquant sur le schéma de la langue la répartitions des perceptions gustatives.

10.4 Expérience supplémentaire

Il s'agit de déterminer à partir de quelle concentration de glucose le sujet perçoit le goût sucré. En partant d'une solution de 20% de glucose, établir des solutions à 10%, 5%, 2% et 1%. Commencer par la solution la plus diluée. Badigeonner la langue du sujet avec le coton-tige, sans se soucier de détecter les zones sensibles. Rincer la bouche et l'essuyer après chaque essai. Questions: Expliquer le mécanisme physiologique qui fait qu'une solution très diluée n'est pas perçue. Entre les solutions à 10% et à 20%, indiquer s'il y a une différence de perception et proposer une explication Questions A quelle condition percevons-nous le goût d'un aliment solide une fois en contact avec la langue? Pour répondre à cette question, sèche ta langue avec un mouchoir et déposes-y un morceau de sucre. Perçois-tu immédiatement une saveur sucrée? A quelle condition percevons-nous l'odeur d'un aliment solide ou liquide?

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11.1 Objectifs

La peau est non seulement un tissu de protection de l'organisme mais également un organe qui permet à l'organisme d'entrer en contact avec le milieu extérieur, un organe des sens par excellence. Les quelques expériences suivantes servent à tester la sensibilité de la peau ou la somesthésie.

11.2 Expérience 1

Tester la sensibilité de Ia peau à différents endroits du corps allumette cheveu ou crin A l'extrémité de l'allumette, faire une entaille de 1 mm de profondeur et insérer un cheveu (ou un crin) de telle sorte qu'il dépasse d'un côté de 2 à 3 mm. Avec cet instrument, tester la sensibilité de la peau à différents endroits, par exemple, les extrémités des doigts, le dos de la main, les lèvres, l'intérieur du bras. Classer les différents endroits de la peau dans l'ordre décroissant de leur sensibilité.

11.3 Expérience 2

Compter les points de pression par cm2

allumette cheveu ou crin Le travail s'effectue par groupe de deux. Raccourcir le cheveu de façon à ce qu'il ne dépasse plus que de 1 à 2 mm. Dessiner sur le dos de la main un carré de 1 cm de côté et tester systématiquement chaque mm2 avec l'instrument. Remarque: Ia personne testée ne doit pas regarder sa main. Elle coche sur une feuille chaque fois qu'eIIe sent quelque chose.

11 ORGANE DES SENS: LA PEAU

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Calculer le nombre de points au cm2.

11.4 Expérience 3

Estimer la sensibilité tactile Compas à pointes sèches Le travail s'effectue par groupe de deux. Différents endroits du corps sont testés avec deux compas de la manière suivante: presser légèrement les pointes des compas à l'endroit choisi en les écartant progressivement de 1 à 20 mm. La personne testée les yeux fermés doit dire si eIle sent 1 ou 2 pointes. Noter dans le tableau ci-après le nombre de points de contact (1 ou 2) ressentis dans chaque cas. Résultats Parties du corps

Ecartement des pointes en mm 20 10 5 2 1

Bout des doigts Paume de la main Dos de la main Intérieur du bras Lèvre inférieure

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11.5 Expérience 4

Evaluer la sensation du chaud et du froid 4 aiguilles à tricoter thermomètre chiffon ou papier ménage 2 bechers glaçons Plonger 2 aiguilles dans de l'eau à 50°C et deux autres dans de l'eau glacée. Délimiter 1 cm2 sur le dos de la main. Tester systématiquement chaque mm2 avec l'aiguille chaude séchée; changer régulièrement d'aiguille pour qu'elle reste bien chaude! Chaque fois que le chaud est ressenti (pas seulement la pression), faire une coche sur une feuille (comme dans l'expérience 2). Recommencer avec l'aiguille froide. Compter les points sensibles au chaud et ceux sensibles au froid. Inscrire le nombre de points sensibles au chaud par cm2 et le nombre de points sensibles au froid par cm2.

11.6 Expérience 5

Désensibilisation à la douleur compas à pointes sèches éther (ne pas respirer les vapeurs) ouate Placer la main gauche sur la table, la paume tournée vers le haut. Tamponner l'extrémité de l'index avec de l'ouate imbibée d'éther. Laisser évaporer pendant 15 secondes puis appuyer les pointes des compas simultanément sur l'index et le majeur. Comparer les sensations!

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