Chapitre 1 : La respiration des êtres vivants dans leur milieu de vie

La respiration consiste à absorber du dioxygène (0 2 ) et à rejeter du dioxyde de carbone (C0 2 ). Il s’agit d’échanges gazeux entre un organisme et son milieu.

Chez les organismes aériens et terrestres ces échanges ont lieu avec l’air, chez les organismes aquatiques, ils ont lieu avec l’eau.

Tableaux illustrant les quantités de gaz dans l’air et dans l’eau Gaz dans l’air Diazote Dioxygène Dioxyde de carbone Autres Pour un litre d’air 79 % 20,8% 0,03 % 0,17% Gaz dissous dans l’eau Diazote Dioxygène Dioxyde de carbone Pour un litre d’eau 12 % 0,7 % 0,03 % Schéma illustrant la proportion de dioxygène (0 2 ) dans l’air et dans l’eau

Schéma illustrant la proportion de dioxygène (0 2 ) dans l’air et dans l’eau

Constat/ Observation

: Dans l’air comme dans l’eau on trouve du dioxygène (0 2 ).

Hypothèse

: Tous les organismes respirent quelque soit leur milieu de vie.

I/Mise en évidence de la respiration des êtres vivants . Pour vérifier si des organismes respirent, on peut montrer qu’ils rejettent du dioxyde de carbone (C0 2 ) dans le milieu. Pour cela, on peut utiliser l’eau de chaux. C’est un liquide incolore qui blanchit en présence de dioxyde de carbone.

1. Les échanges gazeux dans l’air.

a. Exemple de la carotte, un végétal.

PROTOCOLE EXPERIMENTAL :

2 montages sont réalisés . Dans le montage expérimental, un tube à essai contenant un morceau de carotte est relié par l’intermédaire d’un tube à dégagement à un bêcher contenant de l’eau de chaux. Le montage témoin est le même sans carotte.

Etude de l’expérience : CONSIGNE: Note les mots en rouges correspondant aux différentes étapes de l’étude d’une expérience, puis réponds aux questions.

OBSERVATION :

Compare l’eau de chaux dans le montage témoin avec celle du montage expérimental

DEDUCTION :

Indique ce que signifie ces résultats en te reportant à la caractéristique de l’eau de chaux.

CONCLUSION :

Indique si la carotte respire ou non.

Analyse de l’expérience :

OBSERVATION : :

Dans le montage témoin, l’eau de chaux reste transparente alors qu’elle devient trouble dans le montage expérimental contenant la carotte.

DEDUCTION :

On sait que l’eau de chaux se trouble e présence de dioxyde de carbone. On en déduit que la carotte a rejeté du dioxyde de carbone dans l’eau.

CONCLUSION :

La carotte respire.

b. La respiration chez un insecte : l’asticot (larve de mouche)

Etude de l’expérience p 13:

OBSERVATION: Dans le tube B (témoin), l’eau de chaux reste transparente alors qu’elle devient trouble dans le tube B contenant les asticots.

DEDUCTION :

On sait que l’eau de chaux se trouble en présence de dioxyde de carbone. On en déduit que les asticots ont rejeté du dioxyde de carbone. CONCLUSION : Les asticots respirent.

2. Les échanges gazeux chez un organisme aquatique : le poisson rouge. PROTOCOLE EXPERIMENTAL

Matériel à disposition : eau de chaux, pipette, bêcher, 2 tubes à essai, eau du cristallisoir dans laquelle le poisson rouge est resté 18 heures, eau du robinet qui est celle dans lequel le poisson rouge a été mis à son arrivée, un feutre pour numéroter les tubes à essais. Matériel de laboratoire : CONSINES: •Repère le matériel à disposition puis indique le nom à côté de chaque matériel de laboratoire représenté ci-dessus. •Rédige un protocole expérimental permettant de vérifier si le poisson respire. Attention à ne pas oublier le témoin •Appelle le professeur pour vérification.

REALISATION DE L’EXPERIENCE CONSIGNES :

a. Après avoir fait vérifier ton protocole expérimental, prends soigneusement le matériel nécessaire à la réalisation de l’expérience. b. Appelle le professeur au moment où tu réalises l’expérience (la manipulation est notée)

ANALYSE DE L’EXPERIENCE

CONSIGNE : Analyse l’expérience réalisée en n’oubliant pas de distinguer les différentes parties de l’analyse : observation- déduction- conclusion.

PROTOCOLE EXPERIMENTAL : Le tube 1 est le tube témoin

PROTOCOLE EXPERIMENTAL Verrerie correctement identifiée : bêcher, pipette, tube à essai TUBE 1 : TEMOIN : eau du robinet TUBE 2 : eau du cristallisoir dans lequel est resté le poisson 18 heures. On ajoute autant d’eau de chaux dans chacun des tubes TOTAL REALISATION DE L’EXPERIENCE Paillasse bien organisée : 2 tubes numérotés, eau de chaux dans bêcher, 1 pipette. Manipulation réalisée avec soin Manipulation correcte Autant d’eau de chaux dans les 2 tubes Résultats visibles TOTAL

1,5 1 1 1,5 5 1,5 1 1 0,5 1 5

ANALYSE DE L’EXPERIENCE

Résultats de l’expérience:

OBSERVATION: Dans le tube 1, l’eau de chaux reste transparente alors qu’elle devient trouble dans le tube 2.

DEDUCTION :

On sait que l’eau de chaux se trouble e présence de dioxyde de carbone. On en déduit que le poisson a rejeté du dioxyde de carbone dans l’eau pendant les huit heures où il était dans le cristallisoir. CONCLUSION : Le poisson respire.

ANALYSE DE L’EXPERIENCE : OBSERVATIONS: Dans le tube 1, l’eau de chaux reste transparente alors qu’elle devient trouble dans le tube 2. DEDUCTION : On sait que l’eau de chaux se trouble e présence de dioxyde de carbone. On en déduit que le poisson a rejeté du dioxyde de carbone dans l’eau pendant les huit heures où il était dans le cristallisoir. CONCLUSION : Le poisson respire.

TOTAL

2 2 1 5

Exercice : La respiration du criquet. On émet l’hypothèse suivante : Le criquet respire. Pour vérifier cette hypothèse, on cherche à prouver que le criquet absorbe du dioxygène ( 0 2 ).

Pour cela on réalise une

Ex

périence

A

ssistée par

O

rdinateur (ExAO) comprenant une sonde oxymétrique qui mesure la quantité de dioxygène présente dans une enceinte. Lors de cette expérience on réalise

deux montages

un montage Test avec des criquets (Schéma ci : contre) un montage sans criquet dans l’enceinte.

Le

graphique des résultats

est présenté ci-dessous.

Schéma du montage Test avec les Criquets.

Graphique représentant l’évolution de la teneur en dioxygène dans l’enceinte en fonction du temps.

CORRECTION Exercice « La respiration du criquet ».

1.a.La sonde oxymétrique mesure la quantité de dioxygène dans l’enceinte 1.b. Le montage sans criquet est le montage témoin 1.c. L’axe des ordonnées (y) représente la teneur en dioxygène dans l’enceinte. L’axe des abscisses (x) représente le temps 1a. OBSERVATION : Dans l’enceinte du montage témoin la quantité de dioxygène reste stable à 21% (= quantité dans l’air) alors que dans le montage avec criquet elle diminue au cours du temps : elle diminue de 4,5% en 120 minutes soit 2 heures. 1.b. DEDUCTION : Cette diminution de dioxygène dans l’enceinte avec les criquets signifient qu’ils absorbent le dioxygène présent dans l’enceinte. 1.c. CONCLUSION : Le criquet respire l’hypothèse est donc juste. TOTAL 1

1 1 1 1,5 2 1 1,5 10

Les végétaux comme les animaux respirent dans leur milieu de vie : ils absorbent du dioxygène (0 du dioxyde de carbone (CO 2 ). 2 ) et rejettent

II/ Les organes respiratoires chez les animaux .

1. La respiration chez le poisson Les mouvements respiratoires.

Doc 1 p 16 : On remarque des mouvements respiratoires chez le poisson qui se découpent en 2 temps :

-

la bouche est ouverte, les ouïes sont fermées - la bouche est fermée, les ouïes sont ouvertes.

Expérience (doc 2 p 16) : vidéo

http://www.dailymotion.com/video/xf7z9y_respiration-du-poisson_tech#rel-page-under-4

On observe que le liquide entrant par la bouche ressort par les ouïes du poisson.

HYPOTHESE :

Un organe situé sous les opercules permet la respiration chez le poisson.

Dissection des branchies de poisson.

Que voit-on sous les opercules ? Les branchies /0,5 Compléter la phrase : « Il y a une voie de communication de la bouche jusqu’aux ouïes qui permet de faire circuler l’eau ». /1 De quelle couleur sont les branchies ? Elles sont rouges /0,5 Pourquoi à ton avis ? À cause des vaisseaux sanguins qu’elles contiennent. /0,5 Compter et noter le nombre de branchies : il y a 4 branchies sous chaque opercule. /0,5 Combien de rangées de filaments sont portées par l’arc osseux ? Non visible

Questions : 1. Sur la photographie, placer les l é gendes suivantes : os brachial, filament brachial. /2 2. Sur le sch é ma, repasser : en rouge la fl è che indiquant l ’ apport de dioxyg è ne /1 en bleu celle indiquant le rejet de dioxyde de carbone. /1 3. Mettre un titre au sch é ma du document 2. /1 4. Quel pourrait-être le rôle des branchies ? Quelles sont les observations qui permettent de le supposer ? /2

4. Quel pourrait-être le rôle des branchies ? Quelles sont les observations qui permettent de le supposer ? Les branchies doivent permettre les échanges gazeux entre l’eau et les vaisseaux sanguins. Les observations permettant de le supposer sont : - Les branchies ont une paroi fine (l’0

2 et le C0 2 peuvent donc les traverser)

- Elles contiennent des vaisseaux sanguins (les

échanges eau-sang sont donc possibles).

- Elles sont traversés par un courant d’eau.

Schémas illustrant le courant d’eau vue de profil.

Document 2 : Schéma du trajet de l’eau chez un poisson vu de dessus.

apport de dioxyg è ne rejet de dioxyde de carbone

Schéma d’une portion de branchie 0 2 EAU C0 2 Echanges gazeux 0 2 C0 2 filament Vaisseau sanguin Os brachial

Les branchies sont des organes respiratoires: elles permettent les échanges gazeux entre l’eau et les vaisseaux sanguins qu’elles contiennent.

-

L’eau riche en dioxygène entre par la bouche du poisson. Au niveau des branchies: Le dioxygène (02) est absorbé (il passe de l’eau au sang) Le dioxyde de carbone ( C02) est rejeté (il passe du sang à l’eau). L’eau riche en dioxyde de carbone ressort par les ouïes. Les mouvements respiratoires renouvellent l’eau traversant les branchies en permanence.

2. La respiration chez les animaux terrestres.

a. Exemple : les insectes

Le criquet ( Vidéo):

On observe des mouvements respiratoires chez le criquet.

Doc 1 p 18 : . Stigmate il possède des petits orifices, les stigmates, le long de l’abdomen.

Doc 1 p 18: OBSERVATION d’une expérience : Si on bouche de les stigmates avec de la cire, l’animal s’asphyxie (il manque d’air ). Les stigmates permettent la respiration

DISSECTION DE L’ASTICOT

L’ asticot est la larve de la mouche bleue ( un ……………….. )

REALISE UNE DESSIN DE TON OBSERVATION REDIGE LE COMPTE RENDU

Dissection de l’asticot Observations microscopiques Schéma de l’appareil respiratoire des insectes .

Dessin d’observation de trachées et trachéoles d’un asticot observées au microscope X 100

CORRECTION compte rendu dissection des trach é es de l ’ asticot On observe un montage entre lame et lamelle des trachées de l’asticot au microscope optique grossit 100 fois. Elles ressemblent à un ensemble de tuyaux ramifiés. Légendes justes: trachée, trachéole, stigmate Schéma : flèches correctes : au niveau des stigmates au niveau de l’organe Légendes : flèches rouge = l’air entrant riche en dioxygène, flèches bleues = l’air sortant riche en dioxyde de carbone Titre : Schéma de l’appareil respiratoire de l’asticot L’air riche en 0 2 entre par les stigmates et circule jusqu’aux organes par les trachées et trachéoles. Les organes rejettent le C0 2 dans les trachéoles, l’air chargé en C0 2 trachées et ressort par les stigmates. circule jusqu’aux Les trachées constituent l’appareil respiratoire de l’asticot. Elles permettent les échanges gazeux entre l’air et les organes. TOTAL 2 1

1,5 0,5 0,5 1 0,5 1 1 1 10

Stigmate AIR Schéma de l’appareil respiratoire des insectes . Trachée trachéole Echanges gazeux C0 2 0 2

Chez les insectes, les organes respiratoires sont des trachées, sortes de tuyaux ramifiés en contact direct avec les organes. (

Doc 1 et 3 p 18)

Les mouvements respiratoires assurent l’entrée et la sortie d’air au niveau des stigmates.

(Voir doc 2 p 18)

Doc 3 p 18 Dissection de l’abdomen de criquet :

b. Exemple de l’escargot et du lapin

Vidéo respi escargot

Questions:

1. Replacer l’escargot et le lapin dans la classification générale

(document à la 1 ère page du livre).

2. Comparer les mouvements respiratoires et les organes respiratoires de l’escargot (vidéo et document ci-contre) et du lapin (documents 4 et 5p 19) 3. Sur le schéma : - compléter les légendes - illustrer les échanges gazeux (rouge pour le dioxygène et bleu pour le dioxyde de carbone). Vidéo respi escargot http://www.svt.ac-versailles.fr/spip.php?rubrique83

CORRECTION EXERCICE : La respiration chez le lapin et l ’ escargot. L’escargot est un Animal- Mollusque- Gastéropode Le Lapin est un Animal – Vertébré- Mammifère Chez l’escargot comme le lapin, l’organe respiratoire est le poumon et les mouvements respiratoire se découpent en temps permettant l’entrée d’air chargé en dioxygène dans les poumon puis la sortie des poumons d’air chargée en dioxyde de carbone. Mais, l’escargot n’a pas de trachée contrairemment au lapin et il n’a qu’un poumon alors que le lapin en a deux. Chez le lapin les mouvements respiratoire consite en une succession d’insipration et d’expiration alors que chez l’escargot il s’agit d’une succesion d’ouverture et fermetuire de l’orifice respiratoire. Schéma : Légendes : orifice respiratoire, poumon Echanges gazeux : dioxygène et dioxyde de carbone. TOTAL 1,5 1,5

1 1 1 2 2 10

Document 2 : Schéma de l’appareil respiratoire de l’escargot poumon Orifice respiratoire Echanges gazeux C0 2 0 2

Chez de nombreux animaux (mammifères, mollusques, oiseau, reptile…) les mouvements respiratoires permettent l’entrée de l’air dans les poumons où ont lieu les échanges respiratoires.

III/ La respiration des animaux aquatiques.

Larves de moustique écreuvisse e Limnée

Triton Larve de têtard

Hypothèse : les animaux vivant dans la marre

respirent grâce à ………………………………………

EXERCICE : Les animaux qui vivent dans l’eau d’une mare.

Le milieu de vie des animaux vivants dans une mare est …………………

Les organes respiratoires et milieu de respiration des animaux d ’ une marre.

Larves de moustiques (insecte) Gardon commun (actinoptérygien) Milieu de respiration Organe respiratoire Ecrevisse américaine (crustacé) Dytique marginé (insecte) Limnée d’eau (mollusque) Grenouille verte (batracien)

Tableau illustrant les organes respiratoires et milieu de respiration des animaux d ’ une marre.

Etres vivants Larves de moustiques (insecte) Gardon commun (actinoptérygien) Ecrevisse américaine (crustacé) Dytique marginé (insecte) Limnée d’eau (mollusque) Grenouille verte (batracien) Milieu de respiration Air Eau Eau Air Air Air Organe respiratoire Trachées Branchies Branchies Trachées poumon Poumon

2. Relier chaque organe respiratoire à un milieu de respiration. 3. Que sont obligés de faire les organismes aquatiques ne possédant pas de branchies ? 2. Les poumons et les trachées permettent de respirer dans l’air. Les branchies dans l’eau

Remarque: Les organes respiratoires permettent donc de prendre le dioxygène soit dans l’eau, soit dans l’air.

Ceci explique pourquoi on ne peut pas vivre sous l’eau et les poissons dans l’air.

3. Les organismes aquatiques ne possédant pas de branchies sont obligés de remonter à la surface de l’eau et d’adopter des comportements respiratoires particuliers.

4. a. Ton hypothèse de départ est-elle juste ou fausse? b. Montre le en utilisant 2 exemples bien choisi.

La diversité des organes respiratoires ( poumons, trachées, branchies) et des comportements respiratoires permet aux animaux d’occuper différents milieux.

CONCLUSION: