Chapitre SVT : des modifications physiologiques à l'effort

Chéppiock

Description

Cours de svt pour la classe de niveau de Seconde. Ce document traite du corps humain et de la santé dans le thème de l'exercice physique.
Vous découvrirez les différents modifications que subit le corps suite à l'effort.

Sujets

• Sciences de la vie et de la Terre
• Seconde
• SVT (homonymie)
• Cours
• SVT

Informations

• Publié par: SVT-passion
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• Licence : En savoir +
  Paternité, pas d'utilisation commerciale, partage des conditions initiales à l'identique
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 1 Mo

Extrait

THEME 2 : CORPS HUMAIN ET SANTE : L’EXERCICE PHYSIQUE

Introductiongénérale: L’Homme, pour vivre, a besoin de se nourrir. La nutrition fait appel à différentes fonctions que sont l’alimentation, la respiration et la circulation, l’excrétion. Toutes ces fonctions se déroulent simultanément dans un organisme : pour un bon fonctionnement du corps humain, il faut que ces fonctions soient coordonnées. Prenons l’exemple d’un organisme effectuant un exercice physique :les cellules musculaires doivent être correctement approvisionnées en O2 et nutriments afin que celles-ci produisent de l’énergie nécessaire au mouvement. Dans cet exemple sont mises en jeu la respiration et la circulation et la contraction. Or, pour pouvoir bien pratiquer un exercice physique, il est indispensable de bien connaître le fonctionnement de son corps.

Comment est assuré le couplage de l’activité cardio-respiratoire et de l’apport adapté d’O2 aux muscles, pour le bon fonctionnement de l’organisme?

CHAPITRE 1DES MODIFICATIONS PHYSIOLOGIQUES A L’EFFORT

Lors d’un exercice physique, comment l’organisme s’adapte-il pour répondre aux besoins des muscles ?

I. Les besoins des cellules musculaires 1. Rappelssectndelsleulutriennsetment2Onepp:aviroonsimene Activité1:mobiliser des acquis sous forme d’un schéma

2. Lavariation des besoins des cellules musculaires lors d’un exercice physique a) Lesbesoins en nutriments Activité2:réaliser un graphique (représentant l’évolution de la consommation de glucose par les cellules musculaire selon l’intensité de l’exercice) à l’aide d’un tableur – Feuille Excel dans lecteur Q – 2nde – SVT – act2 excel rea un graphique Voici un tableau récapitulant les prélèvements de glucose sanguin par les muscles des membres inférieurs au cours d’exercices de puissance variable. Temps Prélèvementglucose 0min 10min 20min 30min 40min Remarque : imprimer deux ra hi ues sur une feuille Exercice faible0.2 mmol/min0.75 mmol/min0.80 mmol/min1 mmol/min1.2 mmol/min Exercice modéré0.2 mmol/min1.25 mmol/min1.5 mmol/min1.8 mmol/min2 mmol/min Exercice intense0.2 mmol/min3.6 mmol/min3.75 mmol/min3.95 mmol/min4.2 mmol/min

Lors d’un effort physique, les cellules musculaires ont un besoin énergétique plus important. Il y a donc augmentation de l’utilisation des réserves et une consommation accrue des nutriments par les muscles.

b) Lesbesoins en dioxygène

Pb : Comment varie la consommation en dioxygèneselon la puissance de l’effort ? Hyp : plus l’effort est intense, plus la consommation augmente !

Activité3:mettre en évidence et comprendre la relation entre l’intensité de l’effort et la consommation de dioxygène. Objectifs méthodologiques : -Concevoir et mettre en œuvre un protocole expérimental - Utiliser l’ ExAO(fiche méthode) - Utiliser le tableur excel(fiche méthode) : réaliser des calculs et réaliser un graphique

1) Expliquezpar un schéma ou/un texte l’expérience que vous feriez pour tester l’hypothèse 2) Réaliserl’expérience à l’aide de la fiche méthode ExAO nde 3) activité 3.Ouvrir la feuille Excel dans lecteur Q – 2– SVT - Calculer avec le Tableur Excel la puissance des exercices fournis, puis compléter le tableau et réaliser un graphique (avec Excel) représentant la consommation d’O 2 en fonction de la puissance de l’effort fourni. 4) Analyser le graphique afin de valider ou réfuter votre hypothèse et répondre à la problématique Diaporama graphique VO2 max

Evolution de la consommation de dioxygène en f onction de la puissance de l'exercice etde l'entraînement 6000 V O2c ons om m é (m L/m i n) 5000

4000

3000

2000

1000

0 0

puissance de l'exercice VO2 consomm é février 1994 VO2 consomm é en février2000

Tem ps(m i n) 25 30

Lors d’un effort physique, il y a augmentation du prélèvement d’O2 par unité de temps et par unité de masse (Intensité Respiratoire), qui peut atteindre une valeur maximale : le VO2 max. Ce dernier varie d’une personne à l’autre en fonction de l’entraînement (qui l’augmente), âge, sexe, et de facteurs génétiques… Plus un exercice est intense, plus le prélèvement d’O2 et de glucose augmentent, ce qui permet de fournir plus d’énergie par unité de temps aux muscles par la respiration.

3. L’exercicephysique un moyen de lutter contre l’obésité Activité maison

Quelles sont les réponses physiques de l’organisme permettant de répondre à ces besoins lors d’un exercice ?

II. L’activité cardiorespiratoire au cours de l’effort

1- Les variations de l’activité ventilatoire

Activité4: On mesure différents paramètres : - la fréquence respiratoire (Fr) exprimée en mouvements respiratoires par minute. -le volume ventilé (volume courant Vt) soit le volume d’air inspiré et expiré à chaque mouvement. -Le débit ventilatoire, défini par le volume d’air circulant dans les poumons en 1 min, soit D = Fr*Vt. Ces paramètres respiratoires augmentent avec l’intensité de l’exercice physique.

Comment l’activité cardio-respiratoire assure-t-elle l’approvisionnement des muscles en dioxygène ?

2-Les variations de l’activité cardiaque Activité5: La fréquence cardiaque augmente avec l’intensité de l’exercice jusqu’à un maximum : la FC max=220-âge. Qd cette FC max est atteinte, on atteint également le VO2 max.

Bilan: Au cours de l’effort un certain nombre de paramètres physiologiques sont modifiés : on observe une augmentation de : - la fréquence cardiaque et du volume d’éjection systolique (et donc dudébit cardiaque) : le sang est mis en circulation plus vite et passe donc plus souvent par les muscles - ainsi qu’une augmentation de la fréquence ventilatoire et du volume courant (et donc du débit ventilatoire) : à chaque passage par les poumons le sang peut donc être réoxygéner.

Ces modifications physiologiques permettent un meilleur approvisionnement des muscles en dioxygène et en nutriments par unité de temps.

Quelles sont les conséquences de cette augmentation de débit cardiaque au niveau des vaisseaux sanguins ? Hyp : On suppose que cela fait varier la pression au niveau des vaisseaux

3- Les variations de la pression artérielle

Activité6: On mesure la tension (pression) artérielle de deux personnes PROTOCOLE : -mettre le bandeau autour du bras, en positionnant le stéthoscope sur les artères au niveau de la pliure du bras -fermer la petite vis du gonfleur -mettre le stéthoscope ds les oreilles -gonfler le brassard avec la pompe jusqu’à environ 180mm Hg -puis écouter : lors du premier bruit entendu (le sang passe) : noter la valeur depression : elle correspond à la pression systolique -puis lorsque le bruit disparaît, la valeur indique la pression minimale (diastolique)

Faire la mesure au repos puis après l’effort (30 flexions)

p208 Hachette 2010

On observe que la pression artérielle systolique augmente lors d’un effort (car plus de sang est éjecté par le cœur) mais que la pression diastolique reste constante

Quelles sont les modifications circulatoires qui vont permettre que les muscles reçoivent plus d’O2 lors d’un effort ?

III- Les modifications circulatoires au cours d’un effort

1- Rappels sur l’organisation du système circulatoire Activité7sqciu:obMisilderaes Partir des acquis des élèves, afin de construire au tableau : le schéma de double circulation : (le cœur et ses deux parties / relation cœur poumon – cœur cerveau – cœur foie / noms des vaisseaux / trajet du sang / grande et petite circulation…)

Les élèves reprennent le schéma sur leur cahier

2- L’intérêt de cette organisation

Activité8: 1- «Le cœur et les poumons sont en série » : justifier cette affirmation et expliquer l’intérêt de cette disposition Disposition en série car poumon et cœur sont branchés l’un à la suite de l’autre en circuit fermé : cela permet que la totalité du sg passant par le cœur soit réoxygéné au niveau des poumons. 2- a-Le cœur et les organes (cerveau, foie, muscles…) sont-ils en série ? Le cœur et les autres organes sont branchés en dérivation. b- D’après l’étude du graphique p210 HACHETTE, expliquer comment varie le débit sanguin total et le débit sanguin de chaque organe quand on fait un effort. Le dédit varie en fonction de l’activité de l’organe : à l’effort, les muscles ont un débit sanguin plus élevé au détriment des reins et de l’intestin. c- En déduire, quel est l’intérêt que les circulation générale et pulmonaire soient en parallèles ? Tous les organes bénéficient de même qualité de sang mais pas de la même quantité (variable selon les besoins de l’organe ! 3- Quellessont les adaptations qui permettent ces variations de débit sanguin ? Ouverture et fermeture des sphincters au niveau des capillaires sanguins Augmentation par vasodilatation et diminution par vasoconstriction du diamètre des vaisseaux. Ex : à l’effort : au niveau des muscles : ouverture des sphincters pré-capillaires et vasodilatation des artérioles ; ( c’est l’inverse au niveau de l’intestin pdt l’effort physique).

P 210 hachette 2010

Bordas 2010 p203

Comment le cœur permet d’envoyer plus de sang par unité de temps ? -Force de contraction à chaque battement plus élevé oOuverture fermeture valvule plus rapide oPlus de sang éjecté

IV-Unbonétatcardiovasculaire: indispensable pour sport!

L’organisation anatomique (double circulation en série et circulation générale en parallèle) facilite cet apport privilégié. Un bon état cardiovasculaire et ventilatoire est indispensable à la pratique d’un exercice physique.