Biologie 30

Biologie 30
Unité 4
Les systèmes animaux -première partie
Temps suggéré : 20 heures (pour l'unité au complet) Cette première partie comprend les systèmes suivants :
-Système respiratoire
-Système circulatoire
-Le rein
**Note : pour cette section, tu as besoin de savoir ce qu'est le transport
actif et la diffusion. Si tu as oublié, retourne lire tes notes de l'unité
2.
LA RESPIRATION Lecture recommandée: p. 250 à 255 du livre Biologie 11 La structure du système respiratoire n'est pas la même pour tous les
organismes. Par contre, il possède deux caractéristiques fondamentales : 1) La surface respiratoire (surface consacrée à l'échange gazeux) doit
être assez grande pour permettre les échanges gazeux
2) La respiration a besoin d'un milieu humide pour qu'elle puisse avoir
lieu. L'oxygène et le dioxyde de carbone peuvent se dissoudre dans ce
milieu. La respiration est un processus qui apporte de l'oxygène aux cellules et
libère l'organisme du gaz carbonique qui est un déchet des cellules.
Les différents types de systèmes respiratoires
1) La diffusion Les organismes plus primitifs comme les organismes unicellulaires aérobies
(algues, mycètes et quelques bactéries), ou d'autres organismes
pluricellulaires (hydres et le volvox) n'ont pas de système respiratoire.
Le processus de respiration utilise la diffusion qui est un mode de
transport passif. L'oxygène se dissout dans l'eau (milieu humide) et
diffuse à travers la membrane de la cellule (surface respiratoire) vers
l'intérieur de la cellule, tandis que le dioxyde de carbone diffuse à
l'extérieur de la cellule (déchet). La grosseur de l'organisme détermine les besoins en oxygène. Ainsi plus
l'organisme est gros, plus son système respiratoire sera développé.
2) La respiration cutanée Certains organismes respirent grâce à un processus d'échange gazeux à
travers la peau. C'est le cas des lombrics et des sangsues. Ces organismes
vivent dans l'eau ou les sols humides (milieu humide) et ont un vaste
réseau de capillaires qui entrent en contact avec la surface de leur peau
(surface respiratoire). La diffusion joue un rôle dans l'échange des gaz
(l'oxygène entre et le dioxyde de carbone sort). De plus, ils possèdent un
système circulatoire qui achemine l'oxygène vers les cellules qui ne sont
pas à la surface de la peau. 3) Les branchies Les organismes aquatiques comme les poissons, les mollusques, les
écrevisses et les têtards respirent grâce à des branchies. Les branchies
sont des organes en forme d'éventails (surface respiratoire) et ils doivent
être immergé dans l'eau pour fonctionner (milieu humide). La diffusion
permet l'échange de l'oxygène qui entre ensuite dans un système
circulatoire. Le dioxyde de carbone est rejeté par les branchies. 4) Le système trachéal Les insectes comme les sauterelles possèdent un système respiratoire
interne composé de pores que l'on appelle stigmates. Ces stigmates forment
un réseau de tubes que l'on appelle trachées qui sont munies de valves
(surface respiratoire). Les trachées sont très ramifiées et la surface
respiratoire est près de cellules. L'échange gazeux se fait par diffusion
à travers les parois humides des trachées (milieu humide). ** Les insectes
ont un système circulatoire et respiratoire qui sont indépendants. 5) Le poumon Les vertébrés comme les grenouilles et les mammifères (autant animaux
qu'humains) possèdent un poumon interne car ces organismes respirent de
l'air. Le poumon est une surface respiratoire humide située à l'intérieur
de l'organisme et il est relié au milieu extérieur par des voies internes.
Tous les systèmes pulmonaires possèdent trois structures de base :
a) Un ou deux poumons ayant une surface respiratoire humide
b) Un mécanisme de mise en contact de l'air avec la surface pulmonaire.
c) Un système circulatoire qui sert à transporter l'oxygène entre les
poumons et les autres organes ou tissus de l'organisme. Le système respiratoire des mammifères Lecture recommandée : p. 256 à 259 du livre Biologie 11 Chez l'homme, le système respiratoire est composé des voies respiratoires
supérieures et des voies respiratoires inférieures. Les voies respiratoires supérieures (voir figure 8.12 du livre Biologie 11
p.257).
[pic]
Source de l'image : http://biodidac.bio.uottawa.ca/ [pic]Schéma à légender pour les élèves, disponible en téléchargement
(document Schéma syst_resp) ** Toutes les voies supérieures sont tapissées de cellules ciliées (voir
figure 8.14) qui sécrètent du mucus qui sert à garder le milieu humide et à
empêcher la poussière et les bactéries d'aller plus loin. Aller aussi voir l'image au lien suivant :
http://www.infovisual.info/03/053_fr.html 1) Les narines et la bouche : l'air entre par ces deux structures.
2) La cavité nasale : l'air est réchauffé par les cornets nasaux présents
dans la cavité nasale. Ces cornets sécrètent du mucus qui permet de
garder l'air humide.
3) Le pharynx : c'est une partie du tube digestif qui relie l'?sophage à
la bouche. Il est à l'intersection de la trachée et de l'?sophage.
4) La glotte : c'est le tube qui amène l'air aux poumons car il sert à
ouvrir la trachée.
5) L'épiglotte : protège l'ouverture de la glotte en empêchant les
aliments d'entrer dans la trachée.
6) Le larynx : endroit où sont placées les cordes vocales.
7) La trachée : tube flexible qui se divise ensuite en deux bronches.
Les voies respiratoires inférieures (voir figure 8.16 du livre Biologie 11) Voir une image de la cage thoracique :
http://www.infovisual.info/03/025_fr.html
Schéma des principales voies respiratoires inférieures :
[pic]
Source de l'image : http://biodidac.bio.uottawa.ca/
[pic]Schéma à légender pour les élèves, disponible en téléchargement
(document Schéma syst_resp)
1) Les bronches : il y en a deux. Elles pénètrent dans le poumon. Elles
contiennent des cils. Les bronches mènent aux bronchioles.
2) Les bronchioles : réseau de tubes de plus en plus petits. Elles
contiennent des cils. Les bronchioles mènent aux alvéoles.
3) Les alvéoles : petits sacs toujours humides où se produit l'échange
gazeux. Leur paroi n'a qu'une cellule d'épaisseur et elle est liée à
un réseau de capillaires. L'échange gazeux s'effectue par diffusion
simple et diffusion facilitée (30%).
4) L'échange gazeux : le sang présent dans les capillaires libère le
dioxyde de carbone (CO2) qu'il contient et en échange capte l'oxygène
pour l'amener aux organes ou tissus de l'organisme.
5) Structure du poumon :Poumon gauche contient deux lobes et le poumon
droit en contient trois.
Chaque lobe est composé de lobules qui contiennent une bronchiole. Les poumons sont recouverts de la plèvre qui est une membrane flexible
qui aide les poumons à se dilater et à se contracter
Les mécanismes de la respiration Lecture recommandée : p. 260 à 264 du livre Biologie 11 La respiration est un processus de ventilation pulmonaire basé sur un
principe de physique. L'air circule d'une zone de haute pression vers une
zone de basse pression jusqu'à l'atteinte d'un équilibre.
Voir la figure 8.18 du livre Biologie 11 p.260 (pour un schéma plus
détaillé) [pic]
Source de l'image : http://biodidac.bio.uottawa.ca/
Deux muscles sont utilisés pendant la respiration 1) Les muscles intercostaux : ils sont sous la face avant (ventrale) de
la cage thoracique
2) Le diaphragme : muscle plat que possède tous les mammifères. Il sert
à séparer les poumons (cavité thoracique) de l'estomac et du foie
(cavité abdominale). Son rôle principal est de faciliter la
ventilation des poumons.
Il y a deux mécanismes pendant la respiration
-INSPIRATION : Quand tu inspires l'air (fait entrer l'air par tes narines
ou bouche), ton diaphragme descend et la cage thoracique se dilate. -EXPIRATION : Quand tu rejettes l'air, par les narines de ton nez ou ta
bouche, ton diaphragme monte et la cage thoracique reprend sa forme
initiale. Lors de l'inspiration, l'air composé d'oxygène traverse la trachée et va
dans les deux poumons. Les muscles intercostaux se contractent et la cage
thoracique s'élève. Le diaphragme de son côté se contracte, s'aplatit et
descend dans la cavité thoracique ce qui permet d'augmenter le volume de la
cavité thoracique. La pression de l'air interne est plus petite que la
pression de l'air externe ce qui attire cet air à l'intérieur des poumons. Lors de l'expiration, tu rejettes, par les narines, du dioxyde de carbone
et une partie de l'air inspiré. Les muscles intercostaux se relâchent et
la cage thoracique descend. Le diaphragme se relâche et fait ainsi
diminuer le volume de la cavité thoracique en comprimant les alvéoles qui
expulsent leur air.
L'échange gazeux: La respiration est divisée en respiration externe et en respiration
interne. La respiration externe se passe dans les poumons. C'est
l'échange des gaz (oxygène et dioxyde de carbone) avec l'extérieur. Cet
échange se produit dans les capillaires voisins des alvéoles pulmonaires.
(Les capillaires n'ont qu'une cellule d'épaisseur). L'air contient un niveau d'oxygène plus élevé dans l'air que l'on inspire
que dans l'air que l'on expire (ou rejette). Le dioxyde de carbone (CO2)
est en plus grande quantité dans le sang que dans l'air inspiré. La respiration interne est l'échange des gaz au niveau des capillaires
voisins des alvéoles pulmonaires. L'oxygène diffuse à travers la paroi des
capillaires et entre ainsi dans la circulation sanguine. Le dioxyde de
carbone (CO2) arrive du sang (circulation sanguine) et retourne dans les
poumons via les capillaires et les alvéoles pour être rejeté (expiré).