Respirer dans les milieux de vie différents : 1ere Secondaire – Cours – SVT – Sciences de la vie et de la Terre
- Qu’est-ce que la respiration ?
- Quelle est la nature des échanges gazeux réalisés par les êtres vivants ?
- Les échanges gazeux au cours de la respiration sont-ils les mêmes chez tous les êtres vivants ?
- Comment s’effectue la respiration dans les différents milieux de vie ?
- Quels organes permettent aux animaux de respirer ?
- Comment des animaux aux appareils respiratoires différents peuvent-ils occuper un même milieu ?
I) La respiration : une caractéristique commune à tous les êtres vivants.
Les êtres-vivants peuplent notre planète. Un être vivant est: un individu qui nait, qui se nourrit, qui grandit, qui se reproduit et qui respire ! De plus nous savons qu’il existe deux milieux de vie sur notre planète: le milieu aquatique (qui correspond à l’ensemble des mers, océans, lacs, rivières, étangs, mares, mangrove…) et le milieu aérien (il ne s’agit pas de l’air, il s’agit de tous les milieux qui ne sont pas dans l’eau, et qui se trouvent donc à l’air libre: ce que l’on trouve sur les continents et toutes les terres émergées.
Comment les êtres-vivants respirent dans les différents milieux de vie qu’ils occupent?
Les végétaux comme les animaux respirent : ils absorbent du dioxygène (O2) dans le milieu et y rejettent du dioxyde de carbone (CO2).
Ces échanges gazeux sont réalisés dans l’air ou dans l’eau : ils caractérisent la respiration des êtres vivants.
1) Mise en évidence des échanges gazeux
Les deux expériences suivantes vont permettre de mettre en évidence la consommation de dioxygène et le rejet de dioxyde de carbone par un poisson, un insecte et un végétal non vert (carotte, endive) ou un champignon.
a) Le prélèvement du dioxygène
L’utilisation d’un dioxymètre va permettre la mesure exacte de la quantité de dioxygène (O2) dans les différents bocaux.
Résultats obtenus
t=0mn | 5mn | 10mn | 15mn | 20mn | 25mn | 30mn | |
bocal témoin | 20,9 % | 20,9% | 20,9% | 20,9% | 20,9% | 20,9% | 20,9% |
bocal avec poisson | 9,2 mg/l | 8,9mg/l | 8,5mg/l | 8,2mg/l | 7.8mg/l | 7,6mg/l | 7,1mg/l |
bocal avec insectes | 20,9% | 20,7% | 20,4% | 20,1% | 19,9% | 19,6% | 19;2% |
bocal avec végétal (endives, carotte) | 20,9% | 20,9% | 20,7% | 20,6% | 20,6% | 20,4% | 20,3% |
Dans le bocal témoin, la quantité de dioxygène ne change pas. Par contre dans les 3 autres bocaux (avec poissons, insectes ou végétaux), la quantité de dioxygène diminue.
b) Le rejet de dioxyde de carbone
L’utilisation de l’eau de chaux permet de visualiser le rejet de dioxyde de carbone (CO2). (Expérience ci-dessous)
Résultats obtenus
Dans le tube témoin, l’eau de chaux reste claire alors que dans les trois autres tubes (avec poissons, insectes et végétaux), l’eau de chaux devient trouble.
Conclusion : les êtres vivants aquatiques et terrestres prennent du dioxygène et rejettent du dioxyde de carbone
La respiration est un échange de gaz avec le milieu de vie. Ces échanges sont identiques chez les animaux et les végétaux avec absorption de dioxygène et rejet de dioxyde de carbone.
- Si les échanges se font dans l’air, la respiration est aérienne.
- Si les échanges se font dans l’eau, la respiration est aquatique.
II) Des organes adaptés à la respiration en milieu aérien ou aquatique.
Les animaux réalisent des échanges gazeux au niveau d’organes respiratoires.
– En milieu aérien, les échanges gazeux entre l’air et l’organisme sont réalisés au niveau des poumons ou des trachées. Exemple. : l’escargot, le criquet.
– En milieu aquatique, les échanges entre l’eau et l’organisme sont réalisés au niveau des branchies. Exemple : le poisson.
1) Des organes pour respirer dans l’air
a) les poumons
L’observation d’un lapin vivant permet de comprendre certaines choses sur sa manière de respirer: Le lapin ne laisse pas toujours la bouche ouverte, l’air doit donc pénétrer dans son corps par ses narines (= orifice respiratoire). Lorsqu’il respire, le lapin à ses flancs (au niveau des côtes) qui se soulèvent et s’abaissent: ses poumons doivent donc se remplir d’air puis se vider. Son mouvement respiratoire correspond donc à une inspiration (entrée d’air) suivie d’une expiration (sortie d’air). La dissection de l’appareil respiratoire du lapin permet de comprendre précisément le trajet de l’air. Lorsqu’on insère un tube dans la trachée et qu’on souffle à l’intérieur, les poumons se gonflent L’air passe donc: par les narines puis par la trachée (il y en a une seule, à ne pas confondre avec les insectes) après par les bronches (il y en a deux) en fin arrive dans les poumons (il y en a deux) Il s’agit du trajet classique de l’air dans l’appareil respiratoire d’un vertébré.
b) les trachées des insectes
L’observation d’un insecte dans son milieu de vie (criquet) permet de voir des mouvements respiratoires au niveau de l’abdomen.
Le grossissement de l’abdomen permet d’observer de petits trous qui s’ouvrent et qui se ferment : les stigmates.
Si on bouche les stigmates, on constate que les insectes ne peuvent plus respirer.
Ceci prouve que l’air entre et sort par les stigmates. La bouche ne sert qu’à l’alimentation.
Chez les insectes, on observe des mouvements respiratoires au niveau de l’abdomen qui permettent l’entrée de l’air par les stigmates.
L’air arrive dans des tubes ramifiés de plus en plus petits (les trachées) qui pénètrent dans les organes et permettent les échanges respiratoires (absorption du dioxygène et rejet du dioxyde de carbone).
2) Des organes pour respirer dans l’eau
L’observation d’un poisson dans son milieu de vie permet de visualiser des mouvements respiratoires au niveau des joues (opercules).
Lorsque la bouche est ouverte, les fentes situées à l’arrière des opercules (fentes operculaires ou ouïes) sont fermées. A l’inverse, lorsque la bouche se ferme, les ouïes s’ouvrent.
L’utilisation d’un colorant (bleu de méthylène) permet de connaître le sens de circulation de l’eau.
L’eau riche en dioxygène pénètre par la bouche et vient baigner les branchies. Celles-ci prennent alors le dioxygène dans l’eau et y rejettent le dioxyde de carbone. L’eau est alors rejetée par les ouïes.
Les branchies permettent de prendre le dioxygène dans l’eau et d’y rejeter le dioxyde de carbone.
Ces échanges sont favorisés par les mouvements respiratoires qui renouvellent l’eau au contact des branchies.
Conclusion :
Pour respirer, les animaux possèdent des organes respiratoires. Lors d’un mouvement respiratoire, l’animal prélève du dioxygène dans le milieu de vie (dans l’air ou dans l’eau) et rejeté du dioxyde de carbone.
Pour respirer dans l’eau, les animaux possèdent des branchies. Elles flottent dans l’eau et sont parfois protégées (par exemple par un opercule chez le poisson) ou libre (comme les branchies des concombres de mer).
Pour respirer dans l’air, les animaux utilisent soit des trachées (comme les insectes; certaines espèces possèdent un siphon, comme la nèpe, mais il s’agit d’une trachée modifiée), soit des poumons comme les mammifères.
III) La diversité des organes respiratoires et des comportements particuliers permet d’occuper différents milieux
Les animaux qui vivent et respirent dans le même milieu possèdent généralement le même type d’organe respiratoire. Lorsque ce n’est pas le cas, l’animal adopte un comportement respiratoire particulier. Ainsi, certains animaux aquatiques viennent respirer en surface. Exemple : La grenouille, la nèpe.
Le renouvellement de l’air ou de l’eau au contact des organes respiratoires est assuré le plus souvent par des mouvements respiratoires.
Le coin des curieux :
Le lombric (ver de terre), ne possède ni poumons, ni branchies, ni trachées. Cet animal possède une respiration tégumentaire. La surface de son corps (tégument), luisante, est maintenue constamment humide par la production de mucus. Le film liquide ainsi formé permet la diffusion du dioxygène et du dioxyde de carbone directement au travers du tégument.
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