Chapitre 1 La machine humaine

par Mr Stéfanczyk

Lorsque l'on fait un effort physique le corps change :
-le rythme cardiaque s'accélère (le cœur s'accélère)
-le rythme respiratoire s'accélère (on inspire et expire plus fort et plus vite)
-la température corporelle augmente (PRENDRE LA MESURE)
-on a faim et soif

A retenir : Lors d'un effort physique, le corps subit des modifications jusqu'à certaines limites.

Rq : Respirer, c'est absorber du dioxygène et rejeter du dioxyde de carbone d'après le dictionnaire.

Comment expliquer ces modifications physiques au cours d'un effort?

Hypothèses :
Les muscles ont besoin de plus de sang, de dioxygène, de nourriture et de chaleur.

La machine humaine

I L'approvisionnement du muscle
Le muscle doit être entouré de vaisseaux sanguins s'il doit être approvisionné.

A] Observation d'un muscle

Les muscles sont entourés de petits vaisseaux sanguins: les CAPILLAIRES

B] Mesure des taux de dioxygène, dioxyde de carbone et de glucose au niveau d'un muscle au repos
On peut mesurer grâce à l'oxymètre la quantité de dioxygène (O2) en présence d'un muscle de Ver de terre.

Aide:
Matériels : oxymètre, muscle

(1 élève : Proposer un protocole expérimental permettant de vérifier si le muscle absorbe du dioxygène. Schématiser votre protocole. A partir des résultats, rédiger une conclusion)

Compétences : Proposer des expériences pour tester une hypothèse et justifier, Interpréter un résultat, en tirer une conclusion

Conclusion: On voit que sans le muscle l'oxymètre indique 12,2%. Or, en présence d'un muscle vivant l'oxymètre indique 9,5%. Donc le muscle absorbe le dioxygène.
On peut révéler le dégagement ou non de dioxyde de carbone, par un muscle, grâce à l'eau de chaux.

Aide:
Matériels : eau de chaux, muscle

(1 élève : Proposer un protocole expérimental permettant de vérifier si le muscle absorbe du dioxygène. Schématiser votre protocole. A partir des résultats, rédiger une conclusion)

Compétences : Proposer des expériences pour tester une hypothèse et justifier, Interpréter un résultat, en tirer une conclusion

Conclusion: On voit que le liquide physiologique ne contient pas de de dioxyde de carbone dans le témoin. Or, l'eau de chaux blanchit en présence de liquide physiologique ayant baigné le muscle. Donc le muscle rejette du dioxyde de carbone.

On peut mesurer la quantité de glucose (sucre que l'on trouve dans des aliments) avant et après le passage du sang dans le muscle.

Aide:

(1 élève : A partir des résultats, rédiger une conclusion)

Compétences : Proposer des expériences pour tester une hypothèse et justifier, Interpréter un résultat, en tirer une conclusion

Conclusion: On voit que dans le sang entrant, il y a 90 mg de glucose. Or, dans le sang sortant il n'y a que 87 mg de glucose. Donc au repos, le muscle consomme 3mg de glucose provenant du sang.

A retenir : Les organes effectuent en permanence des échanges avec le sang. Ils absorbent du dioxygène et du glucose et ils y rejettent le dioxyde de carbone.

Vocabulaire :
-Respirer: absorber du dioxygène (O2) et rejeter du dioxyde de carbone (CO2)
-Capillaire: les plus petits vaisseaux sanguins du corps qui sont capables de rentrer dans les organes pour les alimenter.

II Mesures des taux au cours d'un effort physique
A] Au niveau du muscle

(1 élève : A partir des résultats, rédiger une conclusion)

Compétences : Proposer des expériences pour tester une hypothèse et justifier, Interpréter un résultat, en tirer une conclusion

On voit que le muscle au repos consomme 10 mg de Glucose, 5 ml de Dioxygène et rejette 5 ml de Dioxyde de carbone.
Or, le muscle en activité consomme 40 mg de Glucose, 9 ml de Dioxygène et rejette 9 ml de Dioxyde de carbone.
Donc le muscle en activité consomme plus de Glucose et de Dioxygène et rejette plus de Dioxyde de carbone.

B] Au niveau des autres organes

Le débit sanguin augmente globalement mais le sang ne se répartit pas de la même manière.
Ex:
-le cerveau garde le même débit
-le débit sanguin au niveau des muscles, du cœur, de la peau, augmente
-le débit sanguin au niveau du rein diminue

Rq: Lorsque l'on fait un effort physique, le débit sanguin de la peau augmente. Celle-ci devient plus rouge car plus de sang passe sous la peau. Cela permet d'éliminer le surplus de chaleur, sous forme de gouttelettes d'eau: c'est la TRANSPIRATION.

La consommation du glucose augmente, au niveau du cerveau, au cours de l'effort.

A retenir: Au cours d'un effort, le muscle (et certains organes) consomme plus de dioxygène et de glucose et rejette plus de dioxyde de carbone.

Comment expliquer que le muscle puise plus de dioxygène et de glucose au cours d'un effort?

(1 élève : A partir du document, proposer une hypothèse)

Compétences : Proposer une ou des hypothèses à une question ou un problème

Hypothèse:
Le muscle utilise le dioxygène et le glucose pour produire de l'énergie

III Utilisation du dioxygène et du glucose par le muscle

VOIR ETIQUETTE DE CEREALES On dit toujours que pour être en forme le matin, il faut manger un bon petit-déjeuner. Si on regarde sur une boîte de céréales, on voit la composition et l'énergie. L'énergie provient forcément des ingrédients. Or, on retrouve le glucose. Il permet donc de produire de l'énergie.

On voit que pour 1g de glucose, en présence de dioxygène, 16 kJ d'énergie sont produites. Or, pour 1g de glucose, sans dioxygène, seul 1 kJ d'énergie est libéré. Donc le dioxygène est nécessaire à la production d'énergie.

On remarque que la moitié de l'énergie produite est utilisée pour le fonctionnement du muscle. Le reste de l'énergie est transformée en chaleur ce qui explique l'augmentation de la température. (Thermomètre)

O2+ nutriments-------> énergie+chaleur+déchets (CO2)

A retenir : Lors d'un effort certains organes (muscle, cerveau...) utilisent plus de dioxygène et de glucose afin de produire de l'énergie. Une partie de cette énergie est perdue sous forme de chaleur. Le corps se réchauffe et pour éviter la surchauffe, il transpire.

Vocabulaire :
-Nutriment: Molécule d'origine alimentaire pouvant être absorbée telle quelle dans l'organisme. Il existe six catégories de nutriments : l'eau, les glucides, les protéines, les lipides, les vitamines et les sels minéraux.