Chapitre 3 : La respiration : des échanges gazeux pulmonaires

Introduction : Décrivez le principe de la respiration chez l’être humain (En 5 lignes maximum)
Faire lire par les élèves leurs textes.
Sortir les idées, d’inspiration, d’expiration, puis d’air (ou de dioxygène) qui entre dans les poumons.
On expire du mauvais air (qu’est ce que le mauvais air pour eux…)

Problèmes : Quel est le mécanisme de l’inspiration et l’expiration ? Que devient l’air inspiré dans les poumons ? L’air inspiré change-t-il de composition lors de son passage dans les poumons ?

Introduction : Observons-nous entrain de respirer :
On observe 2 phases: - La prise d'air : l'inspiration.
- Le rejet d'air : l'expiration.

Problème 1: Quel est le mécanisme qui permet l’inspiration et l’expiration ?

1- Le renouvellement de l'air dans l'appareil respiratoire.

Observation : Si on place ses mains sur nos côtes lors de l'inspiration, on voit qu'elles montent, inversement lors de l'expiration.

Hypothèses :
- le mouvement des côtes assure le gonflement des poumons (inspiration) et l’expiration.
- Les poumons gonflent et poussent les côtes

Poly : Inspiration-expiration.

- Précisez le sens du mouvement du diaphragme et des côtes lors de l'inspiration. Même question pour l'expiration. - Complétez le texte par les mots : Diminution, augmentation, soulèvement, abaissement, entrée, expulsion.

Bien définir dans la réponse à la question 4 ce qu’est un rythme respiratoire.

Conclusion : Les mouvements respiratoires sont permis par l'activité des muscles respiratoires (muscles des côtes et diaphragme). Ils entraînent l'augmentation puis la diminution du volume de la cage thoracique et des poumons.

Problème 2 : Que devient l’air dans les poumons ?

2- Le trajet de l'air dans l'organisme.

Observation : Le mieux et de leur faire observer sur un animal disséqué et de souffler dans les poumons pour observer le trajet de l'air.

Poly : coupe de l'appareil respiratoire humain ( 61 Ko en PDF).

1. Légendez ce document à l'aide du livre p 81 (Nathan) p 69 (Belin) (et éventuellement à l'aide de l'observation sur l'animal disséqué).
2. En vous aidant du livre p 81 (Nathan) p 70 (Belin), expliquez pourquoi les poumons sont de couleur rouge.
3. Indiquez le trajet de l’air inspiré par une flèche.
Animation Flash : Structure du poumon et trajet de l'air inspiré et expiré (34 Ko)
Bilan : L'air passe dans la trachée qui se ramifie en 2 bronches. Chacune de ces bronches se ramifie en bronchioles, celles-ci se terminent par des alvéoles (cul de sac). L'ensemble bronche, bronchioles, alvéoles forment les poumons. Ces poumons sont très riches en vaisseaux sanguins. L'air inspiré termine son trajet dans les alvéoles, l'air qui en repartira sera de l'air expiré.

Exercices : Nathan 4 et 5 page 97 Belin 1 p 78 et 9 p 80

Problème 3: L’air inspiré a-t-il la même composition que l’air expiré (le mauvais air)?

3- Comparaison entre l'air inspiré et l'air expiré.

Hypothèses :
- L'air inspiré à la même composition que l'air expiré.
- L'air inspiré n'a pas la même composition que l'air expiré.

Expérience : ou avec EXAO
Nathan page 84
Observez le résultat de l’expérience du doc 1 (tableau doc b), qu’en concluez-vous ?
Belin page 66 Activité 1

Conclusion : L'air inspiré contient plus d'oxygène que l'air expiré.

Problème 4 : Qu’est devenu l’oxygène qui a disparu de l’air expiré ?

Les aider en leur rappelant ce qu’il y a au niveau des alvéoles
Hypothèses : - L'oxygène de l'air inspiré passe dans le sang au niveau des alvéoles.

4- Les échanges gazeux respiratoires.

Vérification : Nathan p 85
1. Comparez la quantité de dioxygène dans le sang entrant et sortant des poumons, qu’en déduisez-vous ?
2. Schéma d’une alvéole avec un capillaire, complétez le schéma en indiquant avec des flèches le trajet du dioxygène. 3. Trouver 2 caractéristiques qui favorisent le passage du dioxygène dans le sang.

Belin p 71
1. Activité 1
2. Schéma d’une alvéole avec un capillaire, complétez le schéma en indiquant avec des flèches le trajet du dioxygène. 3. Activité 2

Bilan : L'air inspiré s'appauvrit en oxygène au niveau des alvéoles. L'oxygène passe de l'air alvéolaire au sang à travers la paroi des capillaires. Le sang s’enrichit donc en dioxygène en passant dans les poumons. Ces échanges sont favorisés par :
- La finesse de la paroi qui sépare sang et alvéoles (0,000001 m).
- Une grande surface de contact entre sang et alvéoles.
- Une grande quantité de sang traversant les poumons

Voir animation sur les échanges gazeux respiratoires (621 ko)

5- Des substances nocives perturbent le fonctionnement de l'appareil respiratoire.

Tableau à compléter à l'aide du livre p 88-89 (Nathan), p 116-118 (Belin)