Chapitre 3
La circulation en milieu aquatique
1. Rappel de première
1. Activité d’introduction : cherche ton pouls42
Note ton nombre de pulsations cardiaques par minute au repos et après un effort de 10 flexions.
Au repos Après un effort
Nombre de pulsations cardiaques par minute
Comparaison : ……La fréquence des pulsations est plus élevée après un effort………
………
A ton avis, comment pourrait-on expliquer cette différence ?
…………Toute hypothèse plausible est la bienvenue. ………...……
………
42 Source image : http://www.leparisien.fr/espace-premium/air-du-temps/prenez-votre-pouls-cela-peut-vous-sauver-la-vie-16-05-2016- 5798551.php consulté le 01/02/2018
2. Le rôle de la circulation sanguine43
Pour produire de l’ …énergie…. indispensable à la vie, les nutriments et le ……dioxygène……
(O2..) doivent parvenir jusqu'aux cellules où ils réagiront ensemble.
En général, leur « véhicule » est le sang. Des déchets sont également véhiculés par celui-ci vers les organes excréteurs. Le cœur est la « pompe » qui propulse le sang à travers les vaisseaux.
43 Sources images : http://slideplayer.fr/slide/3167403/ et ANDRE J.-Ph. André, BUSANA A., SCOUMANNE Th., Construire ses compétences en biologie 2, Liège, Plantyn
3. Les différents types de vaisseaux sanguins Nous possédons trois types de vaisseaux sanguins :
…ARTÈRES…. ……VEINES………. …CAPILLAIRES…….
Définition Vaisseaux sanguins qui permettent au sang de quitter le cœur.
Vaisseaux sanguins qui ramènent le sang au cœur.
Ils forment un réseau de très fins vaisseaux sanguins qui
distribuent le sang à tous nos organes.
Parois Epaisses, musculeuses et élastiques.
Sectionnées, elles restent béantes.
Minces, flasques et non élastiques.
Sectionnées, elles s’aplatissent.
Très fines, de petit calibre régulier.
Circulation sanguine
Saccadée, par jets successifs poussés par la contraction des ventricules.
Continue, lente, calme
Le sang y circule très lentement ce qui favorise les échanges avec les tissus
traversés.
Schéma
4. Les constituants du sang
Le sang est un liquide visqueux de couleur rouge plus ou moins foncé. Le corps d’un adulte en contient 5 à 6 litres. Dans le corps on retrouve jusqu’à plus de 100 000 km de vaisseaux
sanguins. Le sang fait un tour complet en 30 secondes : le temps d’un aller-retour cœur-poumon et d’une virée aux confins de tous les organes avant de revenir à la case départ : le cœur.
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5. Caractéristiques de la circulation chez l’être humain45 :
Elle est …double…….. : ……Le sang passe deux fois par le cœur pour revenir en un point du circuit.………...
...………
Le circuit « cœur – poumon – cœur » est appelé …« petite circulation » ou « circulation pulmonaire »……….……....
Le circuit « cœur – organes – cœur » est appelé …« grande circulation » ou « circulation systémique»……….……..
Elle est …complète….. : ……Le sang oxygéné et le sang dépourvu d’oxygène (chargé de dioxyde de carbone) ne se mélangent en aucun point du circuit.……….
Elle est ……fermée….. : ……Le sang est canalisé dans des vaisseaux tout au long de son trajet.……….
………
44Source image : https://sites.google.com/site/svtlucieaubrac/5eme-activite-le-coeur-et-les-vaisseaux-sanguins/activite-le-systeme-circulatoire consulté le 05/02/2018
45Sources images : ANDRE J.-Ph. André, BUSANA A., SCOUMANNE Th., Construire ses compétences en biologie 1, Liège, Plantyn
6. Le système circulatoire de l’homme Représente le schéma du système circulatoire de l’homme et légende le :
Complète le texte lacunaire avec les mots suivants :
Ventricule gauche - ventricule droit - gaz carbonique et vapeur d’eau - capillaires sanguins - oreillette droite- artère pulmonaire - veines pulmonaires – artère aorte – veines caves
Le sang oxygéné part des poumons. Il arrive au cœur par les…veines pulmonaires………… . De l’oreillette gauche, il est envoyé dans le ………….…ventricule gauche…...………....
qui chasse ensuite le sang dans l’ ………artère aorte………. Celle-ci se subdivise en vaisseaux de plus en plus fins qu’on appelle ………capillaires sanguins………
Ceux-ci pénètrent dans tous les organes. Ils y déposent l’oxygène et reprennent les déchets (…………gaz carbonique………)
Le sang doit maintenant regagner le cœur. Il y arrive par les ………veines caves……….
Celles-ci l’amènent à l’………oreillette droite……… qui l’envoie dans le
………ventricule droit……… où il est chassé dans l’artère …pulmonaire…qui rejoint les poumons pour s’oxygéner. Ainsi la double boucle est bouclée.
Schéma
Légende
1) …Artère pulmonaire……….
2) …Veine pulmonaire……….
3) …Veine cave……….
4) …Artère aorte……….
5) …Cœur……….
6) …Oreillette gauche……….
7) …Ventricule gauche……….
8) …Oreillette droite………….
9) …Ventricule droit………….
10) …Organes……….
11) …Poumons……….
2. Le système circulatoire de la moule : un mollusque
46Chez la plupart des mollusques, le système circulatoire est lacunaire et le sang est propulsé par un cœur à ostioles. Les échanges gazeux avec les cellules se font au niveau des lacunes.
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a) Replace dans le texte les numéros correspondants de la légende.
Le sang venant des branchies arrive dans le cœur (N° 6 ) par des veines (N° 2 ) pour aboutir dans les deux oreillettes (N° 5 ). Il passe dans le ventricule (N° 4 ) par de larges orifices munis d’une valvule. Il quitte le ventricule par des artères (N° 1 ) qui se ramifient dans tout le corps. Le sang est amené dans des lacunes où il se déplace lentement. Des lacunes, le sang est repris en charge par un réseau de petites veines. A noter que le cœur est traversé par l’intestin (N° 3 ) de part en part.
b) Souligne les affirmations correctes. La circulation de la moule est :
complète – incomplète
simple – double
lacunaire – fermée
c) Schématise, colorie, flèche et légende l’appareil circulatoire de la moule
1. …Branchies………….
2. …Veines……….
3. Cœur (a-ventricule, b-oreillettes) 4. …Artères……….
5. …Lacunes……….
46 Sources texte et image : ANDRE J.-Ph. André, BUSANA A., SCOUMANNE Th., Construire ses compétences en biologie 2è, Liège, Plantyn
47 Source image : https://fr.wikipedia.org/wiki/Mytilida
3. Le système circulatoire du maquereau : un poisson
Le maquereau48 est un poisson vivant en pleine mer, entre la surface et jusqu’à 250 mètres de profondeur suivant les saisons.
1. Le cœur
Le sang arrive par le sinus veineux 1
, passe par une oreillette2
puis pénètre dans le ventricule
3
. Ce dernier possède une paroi musculaire importante, le myocarde. Lorsque le ventricule se contracte, il envoie le sang dans le bulbe artériel 4 puis dans l’aorte ventrale 5 et vers les branchies où se dérouleront les échanges gazeux respiratoires.Des valves empêchent le sang de refluer. C’est un sang riche en dioxyde de carbone qui circule dans le cœur.
La circulation du poisson est donc : simple – double car ……le sang ne passe qu’une seule fois par le coeur pour revenir en un point du circuit.………....………....
………
19.L’appareil circulatoire49
La circulation sanguine est liée, comme pour tous les vertébrés, à la respiration : le sang emmène dans le corps l’oxygène nécessaire à la vie des cellules et rejette, par l’intermédiaire des
branchies, le dioxyde de carbone. L’appareil circulatoire se compose :
- d’un cœur composé de deux cavités principales : une oreillette précédée d’un sinus veineux et un ventricule suivi d’un bulbe artériel,
48 Planète biologie ; Ed. Plantyn ; 2013
49 ANDRE J.-Ph. André, BUSANA A., SCOUMANNE Th., Construire ses compétences en biologie 2è, Liège, Plantyn 2007
3
4
- d’artères amenant l’oxygène aux cellules, - de veines ramenant le sang au cœur,
- de capillaires se ramifiant au niveau de chaque organe.
50
Légende le schéma.
Colorie en rouge le sang riche en oxygène.
Colorie en bleu le sang chargé de dioxyde de carbone.
Flèche le sens de la circulation.
Grâce aux informations précédentes, cite les caractéristiques de la circulation sanguine des poissons et justifie :
…Simple……… : ……le sang ne passe qu’une seule fois par le cœur pour revenir en un point du circuit………
…Complète……… : ……Le sang riche en oxygène et le sang chargé de dioxyde de carbone ne se mélangent en aucun point du circuit………
…Fermée……… : ……En tout point du circuit, le sang est canalisé dans des vaisseaux………...
50 Essentia, cahier d’activités 2 ; Ed Plantyn ; 2011
1. ….Branchies..…
2. ……Coeur……
3…….Artères……
4. …...Veines……
5…….Organes…...
4. La circulation de la grenouille : un amphibien
51Contrairement aux poissons le sang des amphibiens qui vient d'être oxygéné dans les organes respiratoires retourne par les veines pulmonaires dans l’oreillette gauche du cœur pour être pompé à nouveau, avant d'être envoyé dans tout le corps par l’artère aorte.
Les amphibiens ne possèdent toutefois qu'un seul ventricule,
produisant un certain mélange inévitable du sang oxygéné et du sang désoxygéné, ce qui réduit l'efficacité du système circulatoire.
1. Le cœur Observe le cœur de la grenouille52 et complète la légende :
1. Oreillette droite 2. Oreillette gauche 3. Ventricule
4. Veine pulmonaire 5. Crosse aortique gauche 6. Crosse aortique droite 7. Artère pulmonaire 8. Veine cave
Que constates-tu ?
………La grenouille ne possède qu’un ventricule………
………Le sang oxygéné provenant de l’oreillette gauche et le sang chargé de dioxyde de carbone provenant de l’oreillette droite vont se mélanger au niveau de celui-ci.………
20.La circulation
Grâce au texte suivant, réalise un schéma simplifié de la circulation chez la grenouille :
« Comme chez les reptiles, le cœur des amphibiens est divisé en trois parties : deux oreillettes et un ventricule. L’oreillette droite reçoit le sang pauvre en oxygène par les veines partant des différents organes du corps. L’oreillette gauche reçoit le sang
51Source image : http://pecheurgourmand.com/element/la-grenouille consulté le 05/02/2018
52 Source image : ANDRE J.-Ph. André, BUSANA A., SCOUMANNE Th., Construire ses compétences en biologie 2è, Liège, Plantyn 2007
mélangé 1. Poumons 2. Organés 3. Artéré
pulmonairé 4. Artéré aorté 5. Véiné
pulmonairé 6. Véiné cavé 7. Oréillétté
gauché 8. Oréillétté
droité 9. Véntriculé 10. Cœur
En conclusion : la circulation chéz la grénouillé ést, ________________________________________ , oxygéné des poumons, mais aussi de la peau (chez la plupart des amphibiens, la
peau remplit un rôle respiratoire important).
Les deux oreillettes propulsent le sang dans le ventricule. » 53
Réalise un schéma simplifié, colorie-le, flèche-le et légende-le : En ROUGE, le sang riche en oxygène
En BLEU, le sang pauvre en oxygène En VERT, le sang mélangé
En conclusion : la circulation chez la grenouille est :
…Double………… : ……Le sang passe deux fois par le cœur pour revenir en un point du circuit……….
…Incomplète…… : ……Il arrive que le sang riche en oxygène et le sang chargé de dioxyde de carbone se mélangent.………
………...
…Fermée………… : ………En tout point du circuit, le sang est canalisé dans des vaisseaux………...
53 Source texte : https://www.naturalsciences.be/sites/default/files/dossier_didactique_Coeur.pdf consulté le 05/02/2018
5. La circulation du dauphin : un cétacé
54
Les oiseaux et les mammifères ont le cœur qui possède deux oreillettes et deux ventricules bien séparés. Leur circulation est double. Les ventricules sont séparés par un cloisonnement complet.
1. La circulation
La circulation sanguine d'un mammifère marin, comme le dauphin ou le phoque par exemple, est identique à la nôtre. Cependant elle est adaptée à la vie en milieu aquatique.
Que peux-tu constater grâce au tableau suivant qui compare le stockage de l’oxygène chez l’homme et chez le phoque ? (Les données chiffrées pour le phoque sont proportionnellement proches de celles du dauphin) 55
…Le phoque stocke la majorité de son dioxygène dans son sang alors que l’Homme en stocke une grande partie dans ses poumons.………...
………...
Ces adaptations permettent aux mammifères marins de rester longtemps en apnée (sans inspirer).
Le dauphin peut rester jusqu'à vingt minutes en apnée. Par ailleurs, en plongée, une grande économie d'énergie est réalisée. En effet seuls les organes essentiels (cerveau, cœur, ...) sont irrigués pendant l'immersion, et les fonctions vitales sont ralenties (de 80% pour la digestion).
54 https://www.futura-sciences.com/planete/actualites/zoologie-vitesse-dauphins-fin-paradoxe-gray-17455/
55 https://www.fichier-pdf.fr/2017/11/15/essentia-referentiel-d1-documents-anatomiques/essentia-referentiel-d1-documents-anatomiques.pdf
21.Le cœur
Légende le schéma ci-dessous grâce aux informations que tu as récoltées à la page précédente :
1. Oreillette droite
2. Oreillette gauche
3. Ventricule droit
4. Ventricule gauche
Colorie en ROUGE le sang oxygéné et en BLEU le sang pauvre en oxygène
En conclusion : la circulation chez le dauphin est …double……, ……complète…… et ……
fermée…… .
6. Synthèse
56Comme nous venons de le voir le système circulatoire évolue en fonction des classes d’animaux étudiés. Elle peut-être :
56Sources images : ANDRE J.-Ph. André, BUSANA A., SCOUMANNE Th., Construire ses compétences en biologie 2è, Liège, Plantyn 2007
Complète le tableau récapitulatif suivant :
7. Exercices de synthèse
571) Voici des schémas mettant en évidence des échanges entre différents appareils.
a) À quel appareil ou système appartient :
L’intestin grêle ? ...Système digestif...
Un capillaire sanguin ? ...Système circulatoire ou « sanguin » ou « cardiovasculaire »...
Une alvéole pulmonaire ? ....Système respiratoire...
b) Sur le schéma, les flèches désignées par les lettres A, B et C représentent des échanges.
Pour chaque flèche, note une substance échangée.
2) Observe les données présentées dans le tableau suivant.
57 Source exercices 1 et 2 : Evalutation externe non certificative sciences 2012, Fédération Wallonie-Bruxelles
a) Coche le titre qui convient le mieux à ce tableau.
Composition du sang à l’entrée et à la sortie du muscle
Composition du sang à la sortie du muscle Composition du sang à l’entrée du muscle
Quantité de sang à l’entrée et à la sortie du muscle
Quantité de sang à l’entrée du muscle
Quantité de sang à la sortie du muscle
b) Le tableau nous indique qu’il y a moins d’oxygène et de glucose et plus de Dioxyde de carbone à la sortie qu’à l’entrée du muscle.
Cite une raison qui permet d’expliquer les différences constatées.
……Le muscle, pour obtenir l’énergie nécessaire à son fonctionnement, à consommé du glucose et du dioxygène et a produit du dioxyde de carbone………
………
3) En tenant compte de la légende fournie, aucun de ces schémas n’est correct.58
Schématiser correctement dans l’encadré à la page suivante la circulation du sang entre les trois organes en utilisant la même légende.
58 Source : CE1D sciences 2014
4) Quel est l’avantage d’avoir une circulation fermée plutôt que lacunaire ?
………Le sang est maintenu sous pression et ne doit pas être récupéré dans les vaisseaux, il circule donc plus rapidement à travers le corps………
5) Quel est l’avantage d’avoir une circulation complète plutôt qu’incomplète ?
………Les différentes cellules du corps reçoivent plus d’oxygène puisque le sang qui arrive en contient proportionnellement plus………
6) Quel est l’avantage d’avoir une circulation double plutôt que simple ?
………Le cœur pompe deux fois, et confère ainsi au sang une vitesse plus élevée…………
………
8. A la fin de ce chapitre tu dois être capable de …
Savoir :
o Connaître le rôle de la circulation
o Connaître les types de vaisseaux et les composants du sang (et leur rôle) o Connaître l’évolution des différents appareils circulatoires
o Connaître la page de synthèse sur la circulation
o Schématiser et légender les différents appareils circulatoires abordés
o Définir : Circulation double ou simple – complète ou incomplète – fermée ou lacunaire Savoir-faire :
o Sur base d’un texte ou d’un schéma, donner les 3 caractéristiques de la circulation d’un animal.
o Comparer les différents systèmes circulatoires (ressemblances et différences) o Réinvestir ses connaissances dans des situations nouvelles
