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Exercices interactifs : Questions - Milieu intérieur et homéostasie

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EXERCICES - Appareil cardiovasculaire et circulation sanguine

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La traduction de l'ARN messager en protéines (Animation)

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La transcription de l'ADN en ARN messager (Animation)

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05:30

Lycée Général et technologique

Acteur central de la communication nerveuse, le neurone assure la propagation et la transmission des messages nerveux. Son architecture remarquable lui permet de collecter des informations par ses dendrites, et de propager le message nerveux le long de son axone. Ce message est de nature électrique le long d'un neurone, il est constitué d'unités élémentaires, les potentiels d'action, brèves inversions du potentiel de membrane. La fréquence des potentiels d'action traduit l'intensité de la stimulation perçue. La transmission du message d'un neurone à l'autre s'effectue au niveau des synapses, grâce à des neurotransmetteurs. L'arrivée des potentiels d'action à l'extrémité de l'axone d'un neurone provoque la migration des molécules de neurotransmetteur produites par le neurone et leur libération dans la fente synaptique ; Ces molécules sont ensuite réceptionnées par un autre neurone dans lequel elles induisent la création de nouveaux potentiels d'action.
Réponse électrique et transmission synaptique permettent une propagation de messages très divers dans tout l'organisme.

Animation de synthèse, infographies.

Communication nerveuse, neurone, message nerveux, potentiel d'action, synapse, transmission synaptique, neurotransmetteur.

La séquence proposée ici cible l'acteur central de communication nerveuse : le neurone. En classe, on peut proposer aux élèves la lecture de cette séquence vidéographique et l'observation, en parallèle, au microscope photonique, d'une coupe transversale de moelle épinière avec recherche de neurones multipolaires de la substance grise. On veillera donc à coupler l'étude réalisée au microscope avec celle d'une ressource pédagogique comme, par exemple, celle du site de l'Académie de Rennes (étude proposée à différentes échelles d'observation).
Par ailleurs, lors de la consultation de la séquence vidéographique, un arrêt sur image opéré sur la transmission synaptique neuro-neuronique permet de demander aux élèves de schématiser l'organisation de la synapse neuro-neuronique. L'animation et les commentaires fournis constituent des supports pédagogiques utiles pour permettre à chaque élève de rendre fonctionnel son schéma légendé et de dégager ainsi les principales modalités de cette transmission neuro-neuronique. Dans son ensemble, la démarche ici proposée aux élèves mobilise diverses capacités telles que " sélectionner les informations utiles ", " restituer fidèlement l'information ", " communiquer à l'aide d'un langage adapté " et " synthétiser ".
Il est tout à fait possible d'utiliser cette vidéo en classe inversée afin d'introduire une séance sur la communication nerveuse.

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Vidéos enrichies pour comprendre le fonctionnement des organes, découvrir les dernières avancées de la recherche et réfléchir avec des experts.

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03:35

Lycée Général et technologique, 1re STSS, Terminale ST2S

Ce film d'animation présente la boucle de régulation du rythme cardiaque. Le cœur est un organe au fonctionnement automatique, la régulation de son rythme de contraction (et donc de la pression artérielle) est sous contrôle étroit du système nerveux autonome.
Les barorécepteurs carotidiens et aortiques transmettent des informations au centre bulbaire intégrateur et régulateur. Au repos, en réponse à une augmentation du rythme cardiaque, ce centre active le système parasympathique qui libère de l'acétylcholine et diminue le rythme cardiaque. Si celui-ci est trop faible, le centre bulbaire active le système sympathique qui libère de la noradrénaline et augmente le rythme des contractions.
Les boucles de régulations nerveuses concourent au maintien de l'homéostasie de l'organisme autour de valeurs de consignes.

Film d'animation en 3D (les échelles d'organisation présentées vont de l'anatomie générale au niveau de l'organe ; les innervations sensorielles afférentes et motrices efférentes sont représentées).

Le rythme cardiaque au repos et sa régulation ; la boucle de régulation nerveuse ; l'homéostasie.

Seule la série technologique ST2S comporte dans son référentiel de terminale des chapitres concernant le rythme cardiaque et sa régulation. Dans le cadre de l'organisation et du fonctionnement du cœur, les élèves étudient les bases anatomiques et histologiques du fonctionnement automatique du cœur, mais aussi la régulation du rythme cardiaque par la boucle nerveuse. Les aspects physiopathologiques seront à aborder à l'aide d'autres supports.
On peut toutefois aussi utiliser cette vidéo en seconde lorsqu'on traite de la " boucle de régulation de la pression artérielle ", à la fois comme exemple de boucle de régulation et comme paramètre de la pression artérielle.

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Vidéos enrichies pour comprendre le fonctionnement des organes, découvrir les dernières avancées de la recherche et réfléchir avec des experts.

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03:50

Cycle 4, Lycée Général et technologique, 5e

Dans le corps humain, l'appareil cardiovasculaire assure le transport du sang riche en dioxygène (O2) et en nutriments, pour alimenter les organes et les débarrasser du dioxyde de carbone et des autres déchets.
Il est composé d'artères, de veines et de capillaires, qui forment un système clos.
Le sang partant du cœur, arrive aux organes par des artères et les quitte en direction du cœur par des veines. Tous les organes sont entièrement irrigués et les capillaires assurent cette continuité entre les artères et les veines.
C'est au niveau de ces capillaires, vaisseaux très fins, que se font les échanges entre le sang et les organes. C'est parce que le sang circule en permanence à sens unique que ces échanges sont possibles.
Par ses contractions régulières, le cœur, qui fonctionne comme une pompe, met en mouvement le sang dans l'organisme en le propulsant dans les artères.
Le cœur est un muscle creux et cloisonné, formé de deux oreillettes et de deux ventricules avec un côté droit, qui reçoit le sang pauvre en O ₂, et un côté gauche, le sang enrichi en O ₂, après son passage dans les capillaires des alvéoles pulmonaires.

Animation de synthèse, infographie entrecoupée d'une vidéographie en images réelles et d'animations en 2D.

Le rôle de la circulation du sang et les échanges avec les organes, la mise en mouvement du sang dans l'organisme se fait par des contractions régulières du cœur.

Cette vidéo sur le cœur et les vaisseaux pourra être utilisée en cycle 4 lorsqu'on aborde les systèmes de transport dans l'organisme. En effet, elle permet de montrer aux élèves comment la circulation sanguine permet de transporter les différentes substances (gaz, nutriments et déchets) entre les organes, et comment le cœur met le sang en mouvement.
Après l'observation de coupes transversales d'artère et de veine au microscope, et l'observation d'un cœur de bœuf ou de mouton, ils peuvent réaliser la dissection d'un cœur de volaille, afin d'observer la différence d'épaisseur des parois entre ventricule gauche et ventricule droit. On peut leur demander de réaliser un dessin d'observation légendé de la coupe transversale du cœur, en précisant son organisation interne.
Lors d'une autre séance, les élèves peuvent compléter un document, sous forme d'exercice, sur l'activité rythmique du cœur et son sens de circulation. À la fin du chapitre, ils peuvent compléter un schéma simplifié de l'appareil circulatoire, en indiquant le sens de circulation du sang avec deux couleurs (rouge et bleu généralement, respectivement le sang riche en dioxygène et le sang appauvri en dioxygène (et donc enrichi en dioxyde de carbone).
Il est possible de compléter la vidéo par l'utilisation de petits logiciels (révolution cardiaque, circulation sanguine, cœur 3D) facilement téléchargeables sur les sites académiques.
Au lycée, cette vidéo pourrait compléter les ressources données aux élèves dans le cadre d'une tâche complexe ou en classe inversée lorsqu'on aborde la régulation de la pression artérielle, dans le but de remobiliser les connaissances acquises sur l'appareil circulatoire.

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Vidéos enrichies pour comprendre le fonctionnement des organes, découvrir les dernières avancées de la recherche et réfléchir avec des experts.

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Vidéos enrichies pour comprendre le fonctionnement des organes, découvrir les dernières avancées de la recherche et réfléchir avec des experts.

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03:24

Cycle 4, Lycée Général et technologique, Terminale S

La séquence décrit d'abord l'ensemble des processus cérébraux qui ont lieu avant même d'effectuer un mouvement. La communication du cortex moteur avec de multiples zones cérébrales est précisée et son organisation en différentes zones allouées à des parties du corps bien précises est schématisée. La vidéo illustre ensuite le recrutement de certains neurones véhiculant des messages nerveux le long de la moelle épinière, dans la substance blanche. L'activation des neurones moteurs dans la substance grise permet ensuite aux messages nerveux d'atteindre la jonction neuromusculaire, où la contraction de fibres musculaires est initiée.
Les processus de la contraction musculaire sont expliqués simplement, jusqu'à l'échelle des myofilaments.

Animation de synthèse, infographies.

Événements produits depuis la volonté d'effectuer un mouvement jusqu'à sa réalisation : étape cérébrale de préparation, trajet des messages nerveux, conséquences lors de l'arrivée aux muscles.

Il s'agit de faire comprendre aux élèves que le simple fait de réaliser un mouvement prend en compte de multiples paramètres auxquels nous ne pensons jamais : vitesse, distance, coordination, situation dans l'espace, etc. À partir de l'exemple de la mise au point d'un robot téléguidé, on peut énumérer quelques contraintes à prendre en compte.
La complexité de l'analyse cérébrale est résumée dans la vidéo. On peut demander aux élèves de compléter un fond de schéma pour préciser les rôles de chaque structure impliquée.
Il est aussi possible d'étudier un exemple fictif d'individu ayant subi un accident qui le rend partiellement paralysé, afin de comprendre le trajet des messages nerveux le long de la moelle et jusqu'à la jonction neuromusculaire.
Une utilisation en cycle 4, dans le thème " Corps humain et santé ", est aussi envisageable. On se cantonnera alors à l'extrait de 1:30 à 2:45 qui permettra d'établir un schéma bilan du rôle du cerveau dans la réception et l'intégration d'informations multiples en identifiant messages nerveux, centres nerveux, nerfs et cellules nerveuses.

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04:13

Cycle 4

Dès le développement embryonnaire, les femmes constituent un stock d'ovules dans leurs ovaires. Ces ovules ne seront libérés qu'à partir de la puberté, à raison d'un par cycle menstruel, et ce jusqu'à la ménopause.
Cette séquence vidéo présente les différents événements d'un cycle menstruel, dans l'ovaire (croissance d'un follicule, ovulation, corps jaune), dans l'utérus (menstruations, régénération puis transformation de la muqueuse utérine) et au niveau du col utérin (changements d'aspects de la glaire cervicale).
Le synchronisme des cycles ovarien et utérin est ainsi mis en évidence et expliqué par les relations hormonales qui existent entre ces organes.

Animation de synthèse, infographie.

Cycle ovarien : maturation folliculaire - ovulation - corps jaune.
Cycle utérin : règles - reconstitution de la muqueuse - transformations de la muqueuse en dentelle utérine - modifications de la glaire cervicale.
Cycle des hormones ovariennes et impact de leurs concentrations sur l'ovaire et sur l'utérus.

En cycle 4, la séquence vidéo peut être utilisée en deux temps : d'abord pour comprendre le fonctionnement cyclique de l'appareil génital féminin (que les élèves pourront comparer au fonctionnement continu de l'appareil génital masculin), puis pour montrer les relations hormonales entre ovaires (organe endocrine) et utérus (organe cible) au cours du cycle.
En 1 ère ES/L et 1 ère S, elle peut être utilisée pour comprendre en quoi les connaissances concernant la physiologie féminine a permis d'élaborer des contraceptifs ou contragestifs hormonaux, ainsi que pour étudier certaines techniques de procréation médicalement assistée.

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03:09

La séquence décrit d'abord l'ensemble des phénomènes qui se déroulent entre la stimulation d'un organe sensoriel (par exemple, sensation de chaleur au niveau de la peau) et la réponse de l'individu (mouvement du bras pour ne pas se brûler). Les structures nerveuses mises en jeu sont présentées : organe sensoriel, nerf sensitif, cerveau et moelle épinière (centres nerveux), nerfs moteurs permettant l'action d'effecteurs.
Dans un second temps, les dangers de certaines situations courantes sont présentés : qu'il s'agisse d'un environnement sonore trop bruyant (musique écoutée trop fort avec un lecteur MP3...) ou d'une consommation d'alcool, les conséquences sur certaines structures du système nerveux peuvent être graves et irréversibles.

Animation de synthèse, infographies.

De la stimulation à la réaction : organe sensoriel, messages nerveux sensitifs afférents, centres nerveux, réception et intégration des messages par le cerveau , messages nerveux efférents, message moteur. Perturbation du fonctionnement du système nerveux.

Cette séquence est tout à fait adaptée à une utilisation en cycle 4, dans le thème " Corps humain et santé ", pour " mettre en évidence le rôle du cerveau dans la réception et l'intégration d'informations multiples " d'une part, pour " relier quelques comportements à leurs effets sur le fonctionnement du système nerveux " d'autre part.
Il est possible d'utiliser la séquence de plusieurs manières :

- pour mettre en évidence les structures nerveuses avant d'étudier les cas de dysfonctionnement, on peut partir de la réaction du retrait du bras lorsque celui-ci s'approche lentement d'une flamme (on évitera les situations mettant en jeu des mouvements réflexes) pour distinguer l'ensemble des structures et des étapes qui ont permis ce retrait : sensation de chaud, analyse d'une information et élaboration d'une réponse appropriée ;

- il est aussi possible d'étudier d'emblée le cas d'une personne fictive qui aurait subi des dommages irréversibles de son système nerveux et qui serait handicapée dans la vie de tous les jours : le but serait de retrouver la cause de son handicap, en comparant à une personne valide, et d'établir l'ordre de mise en jeu des structures nerveuses à partir de cet exemple précis.

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Vidéos enrichies pour comprendre le fonctionnement des organes, découvrir les dernières avancées de la recherche et réfléchir avec des experts.

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05:30

Chaque cellule active de notre corps a besoin, pour accomplir ses fonctions diverses et vitales, de produire en quantité suffisante son énergie. Cette production requiert, pour la plupart des cellules, la dégradation de métabolites énergétiques en présence de dioxygène, c'est-à-dire par voie respiratoire.
Le besoin de ces éléments (substrats énergétiques et dioxygène) paraît, en première approche, simple mais, à bien y regarder, la distribution des matières premières à chaque cellule de l'organisme réclame, sur le terrain, une étroite collaboration entre différents appareils de l'organisme.
Alors que l'intestin se charge d'absorber les nutriments, l'appareil respiratoire, lui, assure le réapprovisionnement sanguin en dioxygène. Le système cardio-vasculaire, par son organisation et son fonctionnement remarquables, permet alors à chaque cellule de recevoir et ainsi de combler ses besoins primaires pour sa production d'énergie.
Ce travail d'équipe s'avérerait voué à l'échec si les déchets du métabolisme cellulaire n'étaient pas efficacement évacués hors de la cellule, hors de l'organisme. Charge en revient aux appareils respiratoires et rénaux...

Animation de synthèse, infographies.

Besoins cellulaires, respiration cellulaire, métabolisme énergétique, absorption des nutriments, respiration, recharge en dioxygène, transport du dioxygène, déchets du métabolisme cellulaire, travail en synergie des appareils de l'organisme.

La séquence vidéographique proposée ici s'inscrit dans le programme officiel de SVT du cycle 4, dans le thème " Le vivant et son évolution ", " Nutrition et organisation fonctionnelle à l'échelle de l'organisme, des organes, des tissus et des cellules nutrition des organismes ".
L'importance des matières premières, dioxygène et glucose, nécessaires à la production énergétique cellulaire, peut ici être argumentée, en parallèle de la séquence vidéographique, par une Expérimentation assistée par ordinateur (ExAO). L'utilisation de levures (cellules fongiques) comme modèle cellulaire proche de celui des cellules animales permet en effet, via l'utilisation d'une sonde oxymétrique, d'enregistrer la variation de l'intensité respiratoire des cellules après injection d'une solution de glucose en milieu aérobie.
On peut par ailleurs envisager de coupler cette expérimentation numérique avec celle d'une numération cellulaire (sur lame Kova ® ou de Malassez) pour montrer l'importance du couple O2/glucose pour la multiplication des levures. Cette étude complémentaire permet alors, par mise en relation des informations récoltées, d'établir un lien fort entre O2/glucose et énergie nécessaire aux activités cellulaires.
Au terme de cette démarche expérimentale, il est alors possible de s'appuyer sur la séquence vidéographique et ses commentaires pour transposer les nouveaux acquis à l'échelle de l'organisme humain. Cette phase de conclusion peut alors mettre en valeur la collaboration effective des quatre appareils mis en jeu dans l'approvisionnement en matières premières de la plupart de nos cellules.

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Vidéos enrichies pour comprendre le fonctionnement des organes, découvrir les dernières avancées de la recherche et réfléchir avec des experts.

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Vidéos enrichies pour comprendre le fonctionnement des organes, découvrir les dernières avancées de la recherche et réfléchir avec des experts.

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01:48

Les organes libèrent des déchets dans le sang lors de leur fonctionnement ; ces déchets doivent être éliminés par l'organisme. On distingue le dioxyde de carbone, qui sera expulsé dans l'air expiré au niveau des poumons, et les autres déchets dont l'urée qui seront pris en charge par les reins. Le fonctionnement des reins est précisé dans la séquence vidéo : le sang est épuré au cours de son passage dans ces organes car il est pris en charge par des millions de petites unités de filtration appelées néphrons. Le fonctionnement des néphrons permet la fabrication de l'urine qui contient aussi de l'eau en grande quantité. La fabrication de l'urine explique donc nos besoins quotidiens en eau. L'urine est stockée dans la vessie et évacuée à l'extérieur de l'organisme lorsque l'on urine.

Animation de synthèse, infographie, images réelles.

Élimination des déchets produits par les organes lors de leur fonctionnement. Rôle des reins dans la filtration du sang. Structure des reins (néphrons). Fabrication et élimination de l'urine.

La libération d'énergie utilisable par nos cellules nécessite des réactions chimiques. Les élèves ont appris précédemment que ces réactions chimiques génèrent des déchets, rejetés dans le sang. Se pose maintenant le problème de l'évacuation de ces déchets. Un rappel est proposé en ce qui concerne l'élimination du dioxyde de carbone au niveau des poumons, dans l'air expiré. À partir de l'étude d'un individu qui doit être dialysé régulièrement à l'hôpital, il est possible d'amener les élèves à comprendre en quoi les reins sont indispensables à l'excrétion des autres déchets. Le professeur pourra apporter aux élèves des informations concernant la technique de la dialyse afin de mettre en évidence le rôle des reins et leur fournir la séquence vidéo afin de comprendre leur fonctionnement. Plusieurs modes de présentation des résultats peuvent être travaillés afin de comparer un individu dialysé et un individu dont les reins fonctionnent correctement : réalisation d'un tableau comparatif, d'un schéma-bilan légendé, d'une carte heuristique, etc.

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01:48 Les organes libèrent des déchets dans le sang lors de leur fonctionnement ; ces déchets doivent être éliminés par l'organisme. On distingue le dioxyde de carbone, qui sera expulsé dans l'air expiré au niveau des poumons, et les autres déchets dont l'urée qui seront pris en charge par les reins.