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Solution des exercices : Les Phénomènes énergétiques accompagnant la respiration 3e

Classe:

Troisième

Maitrise des connaissances

Exercice 1

Nous avons les correspondances suivantes :

$$\begin{array}{ccc} 1&\longleftrightarrow&e \\ 2&\longleftrightarrow&c \\ 3&\longleftrightarrow&f \end{array}\qquad\begin{array}{ccc} 4&\longleftrightarrow&a \\ 5&\longleftrightarrow&d \\ 6&\longleftrightarrow&b \end{array}$$

Le texte devient alors ;

L'oxydation du glucose dans les cellules fournit de l'énergie du dioxyde de carbone et de l'eau nécessaire au fonctionnement de l'organisme.

Cette dernière permet à l'organisme le maintien de sa température constante, la réparation de ses cellules, la contraction musculaire.

Exercice 2

Construction de phrases :

Phrase 1 : La consommation du glucose par le muscle produit de la chaleur et de l'énergie.

Phrase 2 : L'oxydation produit de l'énergie et des déchets comme l'eau et le dioxyde de carbone.

Phrase 3 : La ventilation de oxygène dans la cellule permet l'oxydation des nutriments.

Phrase 4 : Le muscle en activité a une consommation d'énergie plus importante que le muscle au repos.

Exercice 3

Qcm : plusieurs bonnes réponses

Nous avons les correspondances suivantes :

$$\begin{array}{ccc} A&\longleftrightarrow&3\;,\ 4 \\ B&\longleftrightarrow&1\;,\ 5 \end{array}$$

Ainsi, les affirmations A et B deviennent :

A) Les substances qui sont utilisées par le muscle sont : le glucose et l'oxygène.

B) Les substances qui sont rejetées par le muscle sont : le dioxyde de carbone et l'eau.

Exercice 4

Recopions le numéro de chaque affirmation, puis écrivons après chaque numéro, $V$ si l'affirmation est vraie ou $F$ si l'affirmation est fausse.

1) le muscle en activité consomme moins d'oxygène que le muscle au repos.$\quad F$

2) le muscle en activité consomme plus d'oxygène que le muscle au repos.$\quad V$

3) le muscle en activité consomme plus de glucose que le muscle au repos.$\quad V$

4) la fréquence respiratoire augmente en fonction de l'activité musculaire.$\quad V$

5) le muscle en activité rejette plus de glucose que le muscle au repos.$\quad F$

6) Le muscle en activité dégage du dioxygène.$\quad F$

Exercice 5

1) Expliquons Comment la raréfaction de l'oxygène peut modifier les performances physiques et intellectuelles.

En effet, comme l'énergie produite au cours de l'oxydation des nutriments est en partie consommée par l'activité cellulaire alors, une raréfaction de l'oxygène peut entrainer une faible production d'énergie. Ce qui peut impacter sur les performances physiques et intellectuelles car le muscle en activité a besoin de plus d'énergie.

2) D'après 1) une raréfaction de l'oxygène peut entrainer une faible production d'énergie.

Et comme le sang assure le transport des nutriments et de l'oxygène vers les cellules alors, afin de combler ce déficit en énergie, l'activité cardiaque doit donc augmenter pour apporter plus de sang aux muscles. Au même moment, la ventilation pulmonaire doit aussi augmenter pour apporter plus de dioxygène dans le sang.

C'est donc ce qui explique l'accélération du rythme cardiaque et la ventilation pulmonaire plus profonde observées.

3) Comme les hématies permettent d'amener l'oxygène aux cellules grâce à leur hémoglobine alors, face à la raréfaction de l'oxygène en haute altitude, l'organisme réagit en augmentant le nombre de globules rouges dans le sang. Ce qui va améliorer la capacité du sang à capter l'oxygène permettant ainsi au corps d'être plus oxygéné.

Compétences méthodologiques

Exercice 1

1) Traçons les deux graphes représentant la consommation $\text{d}'O_{2}$ et la ventilation en fonction de la vitesse de déplacement.

$$\begin{array}{rcl}\text{Consommation d'}O_{2}& & \\ \text{Échelle }:\ 1\;cm&\longrightarrow&0.5\;l\\ 1\;cm&\longrightarrow&1\;km/h \end{array}\quad\begin{array}{rcl}\text{Ventilation}& & \\ \text{Échelle }:\ 1\;cm&\longrightarrow&10\text{ mouvements}\\ 1\;cm&\longrightarrow&1\;km/h \end{array}$$

2) Les deux graphes ont identiquement la même allure et évoluent de manière croissante.

Par ailleurs, le graphe représentant la ventilation pulmonaire est au dessus de celui représentant la consommation $\text{d}'O_{2}.$

Conclusion :

Lorsque la vitesse de déplacement augmente, la fréquence de la ventilation pulmonaire augmente, entrainant ainsi, une augmentation de la consommation $d'O_{2}.$

Exercice 2

Le tableau donne différentes mesures réalisées sur des athlètes participant à des épreuves de course à pied

$$\begin{array}{|c|c|c|}\hline\text{Distance parcourue} &\text{Vitesse} &\text{Energie dépensée} \\ \text{( en m)} &\text{(en m/s)} &\text{(en cal)} \\ \hline 100&10&30 \\ \hline 200&10&60 \\ \hline 400&9&90 \\ \hline 800&7.5&130 \\ \hline 1500&7&190 \\ \hline 5000&6&450 \\ \hline\end{array}$$

1) D'après ce tableau, nous pouvons dire que la dépense énergétique augmente en fonction de la distance parcourue uniquement.

2) Expliquons ce constat.

En effet, pour chaque athlète, ses muscles lui donnent une force de propulsion $F$ (constante et positive).

Or, le travail musculaire $W$ ou encore l'énergie dépensée lors d'une course à pied est la résultante de cette force $F$ appliquée sur une distance $d$ donnée $(W=F\times d).$

Comme $F$ est constante alors, $W$ ne dépend que de $d.$

Autrement, lorsque la distance augmente, le travail et donc l'énergie dépensée augmente aussi, indépendamment de la variation de la vitesse.

Exercice 3

Document 1

a) Comparons les quantités de substances consommées par les deux muscles

D'après le document 1, nous constatons que le muscle au repos consomme $5\;ml$ d'oxygène et $3\;mg$ de glucose alors que le muscle en activité consomme $18\;ml$ d'oxygène et $10\;mg$ de glucose.

Donc, le muscle en activité consomme plus d'oxygène et plus de glucose que le muscle au repos.

b) Comparons les quantités substances rejetées par les deux muscles

D'après toujours le document 1, nous constatons que le muscle en activité rejette $20\;ml$ de dioxyde de carbone alors que le muscle au repos n'en rejette que $4\;ml.$

Donc, le muscle en activité rejette plus de dioxyde de carbone que le muscle au repos.

c) Conclusion : le muscle en activité consomme plus d'oxygène et de glucose et rejette plus de dioxyde de carbone que le muscle au repos.

Exercice 4

Le tableau ci-dessous montre les variations des rythmes cardiaques et respiratoires durant l'effort

$$\begin{array}{|c|c|c|c|}\hline &\text{repos} &\text{marche} &\text{course} \\ \hline\text{Fréquence cardiaque}&70\text{ bat/mn} &125&160 \\ \hline\text{Fréquence respiratoire}&16\text{ mouv./ mn} &20&40 \\ \hline\text{Volume systolique}&7.2\;cl&12&12.5 \\ \hline\text{Volume d’une ventilation}&0.5\text{ litre}&2&3.5 \\ \hline\end{array}$$

1) D'après le tableau ci-dessus, nous constatons une augmentation des différents paramètres mesurés, lorsque l'effort devient de plus en plus intense.

2) Expliquons ces variations de fréquences quand l'effort devient plus intense.

Lorsque l'effort devient plus intense les muscles consomment plus de $O_{2}$ et de glucose pour produire suffisamment d'énergie.

Or, le sang assure le transport des nutriments et de l'oxygène vers les cellules. Donc, la fréquence cardiaque doit augmenter pour apporter plus de sang aux muscles. Au même moment, la fréquence respiratoire doit aussi augmenter pour apporter plus de dioxygène dans le sang.

3) Expliquons la variation des volumes systolique et ventilatoire.

Lors d'un effort physique plus intense, la puissance des contractions cardiaques augmente pour éjecter plus de sang dans les artères afin de permettre aux muscles de disposer de suffisamment de nutriments.

De même, le volume ventilatoire va augmenter pour apporter plus de dioxygène dans le sang. Ce qui va permettre une meilleure respiration cellulaire.

Exercice 5

Le sang riche en dioxygène se trouve en $1$ et le sang riche en dioxyde de carbone se trouve en $2.$

Exercice 6

Pour tester une hypothèse préalablement formulée, on réalise l'expérience présentée par le document suivant.

1) Hypothèse à tester par cette expérience : "Le muscle respire"

2) Description des résultats de l'expérience.

Au bout de deux heure, nous constatons que l'eau de chaux est devenue trouble et que l'index coloré a bougé.

3) Expliquons ces résultats.

En effet, le fragment d'organe frais a utilisé une partie de l'oxygène de l'air atmosphérique présent dans le tube. Ce qui a fait bouger l'index coloré. De plus ce même fragment d'organe a, par la suite, libéré du dioxyde de carbone. Ce qui a fini par troubler l'eau de chaux.

4) Schéma du dispositif témoin.

Auteur:

Diny Faye

Commentaires

Anonyme (non vérifié)

ven, 12/27/2019 - 11:51

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