Utilisation en ligne et hors ligne du cours de SVT
Le sang apporte le dioxygène aux organes et récupère le dioxyde de carbone qui sera rejeté vers l'extérieur.
Pierre est professeur de SVT en collège , il utilise Corpus dans sa classe mais la connexion n'est pas suffisante pour permettre de regarder les vidéos en ligne. Canoprof lui permet de disposer d'une version hors ligne qu'il projette en classe avec toutes les ressources embarquées. Par ailleurs il publie sur son site Canoprof élève, le même cours avec les ressources en ligne sans devoir refaire la mise en page. Ainsi ses élèves pourront y accéder depuis chez eux et répondre aux quiz.
Le fonctionnement de l'appareil respiratoire⚓
Prérequis :
Notions acquises en cycle 2
La respiration se manifeste par un échange de gaz entre un être vivant et son milieu.
Chez l'homme, le dioxygène nécessaire à la vie provient de l'air atmosphérique.
L'air pénètre dans le corps humain par le nez et/ou par la bouche.
Les échanges de gaz ont lieu au niveau d'un organe particulier : les poumons.
Le dioxygène nécessaire à la vie est transporté par le sang à partir des poumons jusqu'aux organes qui en ont besoin.
Le sang est mis en mouvement par le cœur.
Découverte de la fonction respiratoire⚓
Les élèves, aidés d'un protocole plus ou moins précis (certaines consignes peuvent être données à l'oral), mettent en place le dispositif expérimental. Ils peuvent opérer en commençant à mesurer, à l'aide de la chaîne ExAO l'intensité respiratoire du muscle frais. Le graphique visible sur l'écran de l'ordinateur doit faire apparaître une diminution significative de la concentration en O2 du milieu étudié.
En conservant le même montage ExAO, les élèves opèrent les mesures pour l'expérience témoin (absence de muscle au sein de l'enceinte du bioréacteur). Le graphique visible à l'écran doit montrer une non-variation de la concentration d'O2 du milieu.
Chaque élève peut alors reporter sur son compte rendu le schéma légendé du dispositif expérimental ainsi que les résultats graphiques. En comparant et en exploitant les deux tracés obtenus, il doit pouvoir conclure que le muscle frais absorbe du dioxygène. Cette consommation doit être mise en lien avec la respiration du muscle.
L'hypothèse émise par certains élèves en début de séance peut donc être expérimentalement validée
- Faire le lien entre la mesure réalisée, les unités et l'outil utilisés
- proposer une ou des hypothèses pour répondre à une question ou un problème
Situation déclenchante
Petite séance de flexions pour tous au sein de la salle de travaux pratiques de SVT.
Vous allez faire 15 flexions sur vos jambes
Hypothèses
Muscle frais.
Matériel expérimental : dispositif ExAO comportant une sonde oxymétrique, ordinateur.
Eau physiologique.
Quels sont ces besoins ? Quel(s) organe(s) présente(nt) une demande accrue durant l'effort ? Quelle demande ? Pourquoi ?
Les muscles de notre corps ont besoin, pour fonctionner, de prélever dans leur environnement du dioxygène. Ils respirent.
Démontrez, à l'aide du matériel expérimental et en respectant le protocole présenté, qu'un muscle frais (ou morceau de muscle frais) respire. Schématisez le dispositif expérimental que vous avez utilisé et indiquez les résultats graphiques obtenus. Comparez ces résultats graphiques et concluez votre expérimentation à l'aide d'une phrase correctement rédigée.
activité de recherche
Organisation de l'appareil respiratoire⚓
Une image ou une courte séquence vidéographique présentant un athlète en plein effort d'endurance rappelle que tout exercice physique aérobie s'accompagne, pour répondre aux besoins musculaires, d'une augmentation de l'intensité et de la fréquence respiratoires. L'appareil respiratoire doit permettre de répondre aux besoins musculaires en O2.
Ce constat effectué, l'enseignant peut partir des représentations mentales des élèves et leur demander de schématiser, sur une feuille blanche, le trajet qu'emprunte le dioxygène depuis sa présence dans l'air jusqu'à l'intérieur de l'organisme. Les organes et les structures anatomiques permettant cet acheminement jusqu'au système circulatoire doivent être schématisés.
La comparaison collective de ces productions schématiques et leur explicitation doivent mettre l'accent sur des schématisations parfois incomplètes, erronées ou maladroites. Ces remarques peuvent ainsi permettre de soulever les problématiques liées au sujet d'étude.
- formaliser une partie de sa recherche sous une forme écrite ou orale
Situation déclenchante
film Bolt
S'assurer de la connexion internet
problématique
Comment est organisé cet appareil respiratoire ? Comment peut-il assurer l'approvisionnement de l'organisme en O2 ? Comment ce dioxygène peut-il diffuser naturellement dans le sang ?
observation et schématisation
Trame schématique permettant de légender les structures anatomiques observées grâce à cette dissection.
À partir de la dissection légendée présentant l'organisation anatomique de l'appareil respiratoire et en utilisant les autres ressources mises à disposition, légendez le schéma présenté sur la fiche compte rendu. Indiquez, par une ou des flèches, le trajet exact emprunté par le dioxygène depuis l'atmosphère jusqu'au système circulatoire. Précisez, à l'aide d'une ou plusieurs phrases, les points communs et différences entre ce nouveau schéma et votre première représentation réalisée en début de séance.
Production attendue
Schéma fonctionnel légendé présentant les principales structures anatomiques de l'appareil respiratoire ainsi que le trajet emprunté par le dioxygène lors d'une inspiration.
Le dioxygène⚓
Reprise de la dissection réalisée dans la séance précédente avec observation d'un « bloc » cœur-poumons. Les poumons disséqués laissent apparaître des traces de sang ainsi que des vaisseaux sectionnés. Rappeler que ces organes sont impliqués dans l'approvisionnement en dioxygène des muscles et des autres organes du corps.
problématique
Préparation du commerce de tissu pulmonaire et microscope photonique.
Fiche méthodologique (pouvant être proposée comme « coup de pouce ») présentant les pièces constituant le microscope photonique et leur utilisation.
Planche histologique présentant l'organisation du tissu pulmonaire.
Photographie présentant l'histologie de la partie terminale de l'arbre respiratoire (banque d'images de l'Inserm Serimidis, mot clé : Poumons)
Logiciel Images Actives et son tutoriel.
Comment le dioxygène inspiré et maintenant contenu dans chaque poumon peut-il « passer » (diffuser) pour être amené jusqu'aux muscles et les autres organes du corps ?
Par binôme, en utilisant méthodiquement le microscope photonique, observez, au faible grossissement, le tissu pulmonaire. Repérez notamment des alvéoles pulmonaires proches de capillaires sanguins. Puis légendez et commentez, en utilisant le logiciel Images Actives, la photographie proposée du tissu pulmonaire.
Activité par deux
L'activité proposée demande tout d'abord d'entreprendre l'observation, au grossissement 40x par exemple, du parenchyme pulmonaire. Un élève centre son observation sur les alvéoles pulmonaires. La planche histologique (proposée par l'enseignant) permet de confirmer cette identification, mais aussi de repérer la présence de capillaires sanguins à proximité.
L'autre élève utilise le logiciel Images Actives afin de faire « parler » une capture numérique proche de l'observation réalisée au microscope. Là encore, la planche histologique permet de recueillir les informations utiles pour légender la production.
Le travail en binôme doit pouvoir faire émerger quelques commentaires simples concernant les deux structures principales pulmonaires étudiées (alvéoles/capillaires sanguins) et leur(s) probable(s) interaction(s) dans les échanges gazeux-respiratoires.
L'émission d'une hypothèse/conjecture concernant la diffusion du dioxygène du compartiment alvéolaire vers le compartiment sanguin pourra être soulignée et valorisée dans ces commentaires.
Le tabagisme⚓
Entrée dans l'activité par une situation contextualisée (tâche complexe 5e « Respiration et santé » sur le site SVT de l'académie de Strasbourg). Présentation de Brenda, de sa famille, et notamment de son petit frère, emmené à l'hôpital pour difficulté respiratoire sévère.
problématique
Qu'est-il arrivé au petit frère de Brenda ? Quelle pathologie présente-t-il ? Quelle en est l'origine ? Comment éviter que cela ne se reproduise ?
Exploitez les documents mis à disposition pour expliquer à Brenda ce qui est vraisemblablement arrivé à son petit frère et ce qui peut en être à l'origine. Quels conseils pouvez-vous donner à Brenda et à sa famille pour que son frère aille mieux ?
La projection de la séquence Corpus « Un vaccin contre l'asthme » vous est proposée pour renforcer cette prise de conscience et enrichir les connaissances de chacun.
bilan
L'activité de type tâche complexe, ici menée à l'écrit, doit permettre à chaque élève de prendre conscience de l'impact délétère causé par l'inhalation de certaines substances nocives sur le fonctionnement de l'appareil respiratoire.