Produis ton énergie! Mange, respire, circule et élimine Dossier pédagogique réalisé par Nathalie Dulière Myriam De Kesel biologistes à l’antenne de promotion des sciences de l’UCL Scienceinfuse 2010 Site pour charger documents à partir de lundi 25 janvier : http://www.uclouvain.be/e-mediasciences.html Site pour visualiser activités du Printemps des sciences http://www.uclouvain.be/305476.html Scienceinfuse

Respiratoire - Digestif - Circulatoire - Excréteur Objectif Cette séquence d’enseignement permet aux adolescents de comprendre les liens et les interactions entre les 4 systèmes chez l’être humain : Respiratoire - Digestif - Circulatoire - Excréteur Déroulement -Révision des 4 systèmes sous forme de questions-réponses avec les élèves. -illustration avec posters ou PPT ou transparents et maquette -test pratique (test de Ruffier) -dissection ou observation de photos -observation au microscope de cellules ou observation de photos -synthèse et lien à l’aide d’un poster ou PPT La plupart des illustrations viennent du livre « bio3 officiel » et elles sont protégées par des droits d’auteurs. Il est interdit de faire des copies sans une autorisation écrite préalable des éditions Van In. Scienceinfuse

De quoi sommes nous formés? De plusieurs milliards de cellules Pour fonctionner, de quoi ont-elles besoin? D’oxygène et de nutriments Oui mais, comment? En respirant et en mangeant Plan : 1.ce que nous mangeons 2.le système digestif 3.ce que nous respirons 4.le système respiratoire 5.le système circulatoire 6.ce que nous éliminons 7.le système excréteur 8.Liens 9.Exercices – test 10. Explication lien circulation respiration 11. La ventilation pulmonaire 12.Evaluation Scienceinfuse

glucides eau vitamines lipides protéines fibres 1. Ce que nous mangeons… - Pourquoi manger ? (questions/réponses orales) -> ENERGIE - Que manger ? (qu./rép. or.) glucides eau vitamines Où les trouve-t-on? Leur rôle? lipides protéines fibres Utilisation de blbla

2.le système digestif Où vont ces aliments, que deviennent-ils ? (qu./rép.) Révision des différents organes du TD et de leurs rôles par questions-réponses aux élèves Scienceinfuse

2. le système digestif -Déroulement d’un tuyau de 6 m de long -Observation de cellules buccales (microscope ou photos) http://www.didier-pol.net/1THEOCEL.html#cellules Cellule buccale -Observation de photos de dissection d’une dépouille de porc ou dissection Scienceinfuse

3.Ce que nous respirons - Pourquoi respirer ? (qu./rép. or.) => ENERGIE -De quoi est constitué l’air que nous respirons? Oxygène, Azote, gaz carbonique, eau, polluants… -Analyse du tableau : Volumes en cm3 pour 100 cm3 d'air Air inspiré Air expiré Oxygène 21 16 Gaz carbonique Très peu 5 Azote 79 Vapeur d’eau Peu beaucoup  1°- Cite le nom des gaz contenus dans l'air inspiré et dans l'air expiré et complète le tableau.  2°- Quels sont les gaz que l'on retrouve dans l'air inspiré et dans l'air expiré ?  3°- Quel est le gaz qui est absorbé par le corps ? A quoi sert-il? Air inspiré et air expiré n'ont pas la même composition. L’air expiré contient moins d’oxygène mais plus de dioxyde de carbone et de vapeur d’eau que l’air inspiré. L’organisme retient de l’oxygène mais rejète du dioxyde de carbone et de la vapeur d’eau.

4. le système respiratoire Les mêmes voies respiratoires sont suivies par l'air inspiré et l'air expiré.   Les alvéoles, zones d’échanges entre l’air et le sang. De la bouche ou des fosses nasales jusqu’aux poumons, l’air inspiré circule dans le pharynx, la trachée, les bronches et les bronchioles. Ces dernières débouchent dans des petits sacs comportant des alvéoles pulmonaires. L’air expiré suit le trajet inverse. Elles sont favorisées par la finesse de leur paroi, par leur grande surface totale, par leur irrigation sanguine très importante, leur humidité permanente. Piquer sur poumons

Coupe dans une trachée de porc Piquer sur poumons http://anatomieludique.unblog.fr/lappareil-respiratoire-la-respiration/ Coupe dans une trachée de porc

5. Le système circulatoire Comment les nutriments et l’oxygène sont-ils acheminés à nos cellules? Système circulatoire (poster ou slide) Rôle du coeur (pompe) rythme cardiaque (test de Ruffier) Simulation du rôle du cœur dissection

5. Le système circulatoire

5. Le système circulatoire http://www.abbott.fr/Abbott/GetFile.aspx?aliaspath=%2Fimages%2FVotre+Sant%C3%A9%2FCardiolovasculaire%2FSysteme+sanguin_jpg

Comment l’oxygène et les nutriments arrivent-ils aux cellules? Résumé Comment l’oxygène et les nutriments arrivent-ils aux cellules? Que se passe-t-il au niveau des cellules? Quels sont les déchets produits par les cellules? Comment sont-ils éliminés? Scienceinfuse

Concentration dans le plasma sanguin Concentration dans l’urine 6. Ce que nous éliminons Analyse du tableau Concentration dans le plasma sanguin Concentration dans l’urine Nutriments Protéines Lipides Glucides ++++ ++ + Déchets Urée Acide urique ++ + +++++ +++ Les reins débarrassent le sang des déchets azotés Le système excréteur comprend les reins, les vaisseaux sanguins qui les alimentent ainsi que les structures qui transportent hors de l’organisme l’urine formée dans les reins. Scienceinfuse

7. Le système excréteur sang reins (10 cm) uretères vessie Les reins reçoivent environ 20% du sang propulsé par chaque battement de cœur. L’urine sort de ces derniers par un conduit appelé uretère. L’uretère de chaque rein débouche dans la vessie. La vessie se vide périodiquement par miction; cette excrétion finale de l’urine s’effectue par un conduit appelé urètre.

8. Liens Scienceinfuse

9. Exercices : Mode opératoire ruffier Myriam De Kesel et Nathalie Dulière Respiration et circulation 9. Exercices : Mode opératoire 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 » d’une personne et donc sa capacité d’adaptation physiologique à l’effort. Comment procéder : Prendre le rythme cardiaque au repos, chez le sujet assis. Noter P0. La personne effectue ensuite 30 flexions complètes sur ses jambes, buste maintenu droit, en 45 secondes. Le rythme cardiaque est mesuré de nouveau à la fin de l’exercice (P1) et après récupération d’une minute en position assise (P2). L’indice de résistance (IR) est égal à : IR = (P0 + P1 + P2) – 200 IR/10 On détermine la forme du sujet à partir de l’échelle suivante : Exceptionnelle    Excellente   Très bonne  Bonne   Pas mal  Peu mieux faire  0 à 5 5 à 10 10 à 15 15 à 18 18 à … indice ruffier (IR) Ta forme

Les résultats prénom P0 P1 P2 IR IR/10 Camille 85 142 90 117 11,7 Olivia 63 126 77 66 6,6 IR = indice de Ruffier = (P0 + P1 + P2) – 200 10 Scienceinfuse

Myriam De Kesel et Nathalie Dulière 10. Explication Comme tout organe un muscle est parcouru par de nombreux vaisseaux capillaires qui conduisent le sang à proximité de chacune de ses cellules. Le muscle libère dans le sang le dioxyde de carbone qu'il a produit et y prélève l'oxygène ainsi que le glucose qu'il consomme. L'effort musculaire se traduit par une consommation accrue d'oxygène et par un rejet plus abondant de dioxyde de carbone. Le muscle consomme plus de glucose pendant l'effort qu’au repos.  Durant l'effort la fréquence respiratoire, et la fréquence cardiaque s'élèvent considérablement.

11. La ventilation pulmonaire. Myriam De Kesel et Nathalie Dulière 11. La ventilation pulmonaire. Au cours de l’inspiration, le volume de la cage thoracique augmente. Sous l’action des muscles thoraciques, les côtes s’élèvent vers l’avant tandis que le diaphragme s’abaisse en se contractant. Les poumons fixés à la paroi thoracique par les plèvres sont dilatés, ce qui provoque un appel d’air.  -L’affaissement des côtes et la remontée du diaphragme provoquent une compression qui chasse l’air des poumons au moment de l’expiration. fumeur / non fumeur

12. Proposition d’évaluation : Nous respirons de l’oxygène. Où l'oxygène est-il utilisé ? Cite trois lieux principaux dans lesquels se déroule la digestion. Comment les nutriments et l ’oxygène passent-ils dans le sang? Où les nutriments sont-ils utilisés ? Cite quelques déchets produits par ton corps ? Où sont-ils produits et que deviennent-ils ? Qu’est-ce que une bronche? Une cellule, un tuyau, un organe Quel organe se trouve entre les poumons? A quel muscle doit-on l’augmentation du volume de la cage thoracique et donc l’entrée d’air dans les poumons? Où se déverse le suc pancréatique? Dans le gros intestin, dans le foie ou dans le duodénum? Les poumons sont-ils musclés comme le cœur? Explique ta réponse Que ferais-tu pour encore améliorer ton test de Ruffier?

Pourquoi la fréquence respiratoire augmente lors d’un effort ? Pourquoi la fréquence cardiaque augmente lors d’un effort ? Pourquoi dit-on que les poumons sont des organes passifs ? Pourquoi la fumée de cigarette gène l’oxygénation du sang ? Nous respirons de l’oxygène. Où l'oxygène est-il utilisé ? Explique clairement ce que deviennent les nutriments dans les organes que tu as cités à la question 2. Explique comment le système circulatoire et le système digestif sont reliés. Explique comment les nutriments pénètrent dans le système circulatoire. POUR INFO : http://www.sante-net.net/chiffres/corps.htm Site pour charger document : http://www.uclouvain.be/e-mediasciences.html Site pour visualiser activités du Printemps des sciences http://www.uclouvain.be/305476.html