Biologie et physiologie comparées LA RESPIRATION Damien GABRIEL Biologie et physiologie comparées http://gars.en.ater.free.fr

I. POURQUOI RESPIRONS-NOUS? INTRODUCTION I. POURQUOI RESPIRONS-NOUS? A. APPARITION ET ÉVOLUTION DE L’OXYGÈNE SUR TERRE 1. LES PREMIERES TRACES D’OXYGÈNE 2. RELATION AVEC L’EVOLUTION DU VIVANT B. DANGERS ET AVANTAGES DE L’OXYGENE 1. DANGERS 2. AVANTAGES DE LA RESPIRATION II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES A. CONTRAINTES DU MILIEU EXTERIEUR 1. LOI DE DALTON 2. LOI DE HENRY

Cs = P / H Concentration maximale Constante de Henry II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES A. CONTRAINTES DU MILIEU EXTERIEUR 2. LOI DE HENRY Concentration maximale Constante de Henry Cs = P / H Pression partielle

II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES A II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES A. CONTRAINTES DU MILIEU EXTERIEUR 2. LOI DE HENRY 10 15 20 30 10.29 8.02 7.22 6.57 5.57 7.97 6.35 5.79 5.31 4.46 Température (°C) Eau douce (mL.L-1) Eau de mer

II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES A II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES A. CONTRAINTES DU MILIEU EXTERIEUR 2. LOI DE HENRY

1 litre Milieu aérien 1.67 mM O2 Milieu aquatique 1 litre 0.1 mM O2 II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES A. CONTRAINTES DU MILIEU EXTERIEUR 2. LOI DE HENRY 1 litre Milieu aérien 1.67 mM O2 Milieu aquatique 1 litre 0.1 mM O2

B. CONTRAINTES INTERNES II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES B. CONTRAINTES INTERNES

II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES B II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES B. CONTRAINTES INTERNES 1. RELATION DE HARVEY

II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES B II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES B. CONTRAINTES INTERNES 1. RELATION DE HARVEY 6 K PO2 = f(L) VO2

O2 < 2 mm Petit organisme pluricellulaire: K = 10-5 II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES B. CONTRAINTES INTERNES 1. RELATION DE HARVEY O2 Petit organisme pluricellulaire: K = 10-5 Milieu aquatique: PO2 = 0.2 atm Consommation en O2 faible: VO2 < 0.001 mL O2.g-1.min-1 < 2 mm

Plathelminthe (coupe) Protozoaire Spongiaire (coupe) Cnidaire (coupe) II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES B. CONTRAINTES INTERNES 1. RELATION DE HARVEY Plathelminthe (coupe) Protozoaire Spongiaire (coupe) Cnidaire (coupe)

II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES B II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES B. CONTRAINTES INTERNES 2. PREMIERE LOI DE FICK

II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES B II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES B. CONTRAINTES INTERNES 2. PREMIERE LOI DE FICK « Dans un milieu continu et isotrope, la diffusion tend à égaliser les pressions partielles des différents gaz dans tous les points de l’espace qui leur est accessible. »

J = K . S . ΔPe Si la substance est un gaz respiratoire : II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES B. CONTRAINTES INTERNES 2. PREMIERE LOI DE FICK Si la substance est un gaz respiratoire : J = K . S . ΔPe

Branchies externes chez l’axolotl II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES B. CONTRAINTES INTERNES 2. PREMIERE LOI DE FICK Branchies externes chez l’axolotl

II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES B II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES B. CONTRAINTES INTERNES 2. PREMIERE LOI DE FICK Cas n°1 :

II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES B II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES B. CONTRAINTES INTERNES 2. PREMIERE LOI DE FICK Cas n°2 :

II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES B II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES B. CONTRAINTES INTERNES 2. PREMIERE LOI DE FICK Cas n°3 :

II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES B II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES B. CONTRAINTES INTERNES 2. PREMIERE LOI DE FICK Cas n°4 :

II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES B II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES B. CONTRAINTES INTERNES 2. PREMIERE LOI DE FICK Cas n°5 :

II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES B II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES B. CONTRAINTES INTERNES 3. SECONDE LOI DE FICK

* Dans un compartiment étanche: Mx = Q . C II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES B. CONTRAINTES INTERNES 3. SECONDE LOI DE FICK * Dans un compartiment étanche: Mx = Q . C * Dans un compartiment non-étanche : Mx = Q (c1-c2)

Si la substance est un gaz respiratoire : Mx = Qß(ΔPx) II. CONTRAINTES PHYSICO-CHIMIQUES LIÉES AUX ÉCHANGES RESPIRATOIRES B. CONTRAINTES INTERNES 3. SECONDE LOI DE FICK Si la substance est un gaz respiratoire : Mx = Qß(ΔPx)

III. PROPRIÉTÉS DES ÉCHANGEURS RESPIRATOIRES EN FONCTION DU MILIEU DE VIE