Sciences pour se qualifier + 3 - Livre-cahier - Chapitre 3

TABLE DES MATIÈRES

THÈME 1

La Terre une planète habitée dans l’univers UAA 1 – LES MOUVEMENTS DE LA TERRE

INTRODUCTION 9

ACTIVITÉS 10

Activité 1 Notion de modèle 10

Activité 2 Le Système solaire : une « vieille » histoire 10

Activité 3 Le Système solaire 15

Activité 4 Conséquence de la rotation de la Terre 26

Activité 5 Conséquences de la révolution de la Terre 28 À RETENIR 33

APPLICATIONS GLOBALES 34

THÈME 2

La Lumière eT Le son nous permettent d’observer et de communiquer UAA 2 – LA LUMIÈRE NOUS PERMET D’OBSERVER

INTRODUCTION 39

JE ME SITUE 40

ACTIVITÉS 41

Activité 1 Les différentes sources de lumière 41

Activité 2 Les conditions de visibilité d’un objet 44

Activité 3 La propagation rectiligne de la lumière 47

Activité 4 Les corps transparents, translucides et opaques 50

Activité 5 Ombre formée par une source ponctuelle 53

Activité 6 Les phases de la lune (uniquement en TQ) 56

Activité 7 Décomposition de la lumière 59

Activité 8 Synthèse additive des couleurs 61

Activité 9 Effet d’un filtre coloré sur la lumière blanche 65

Activité 10 La couleur des objets 69

À RETENIR 73

APPLICATIONS GLOBALES 76

THÈME 3

L’êTre humain, comme tous les organismes vivants, est constitué de cellules

UAA 3 – LA CELLULE, UNITÉ DE BASE DU MONDE VIVANT

INTRODUCTION 81

JE ME SITUE 82

ACTIVITÉS | PARTIE I 83

Activité 1 Observation d’un végétal 83

Activité 2 Le microscope 84

Activité 3 Observations microscopiques des végétaux 86

Activité 4 Animaux vs végétaux 90

Activité 5 La cellule, unité de base du vivant ? 92

À RETENIR | PARTIE I 93

APPLICATIONS GLOBALES | PARTIE I 95

ACTIVITÉS | PARTIE II 96

Activité 1 Les cellules, toutes semblables mais toutes différentes 96

Activité 2 L’œil, un organe des sens 97

Activité 3 Un système nerveux, pour quoi faire ? 100

Activité 4 Le chemin de l’information 103

Activité 5 Attention aux substances qui modifient notre perception ! 106

À RETENIR | PARTIE II 110

APPLICATION GLOBALE | PARTIE II 111

THÈME 4

La maTière qui nous entoure UAA 4 – TRANSFORMATION DE LA MATIÈRE

INTRODUCTION 115

JE ME SITUE 116

ACTIVITÉS | PARTIE I | LA CONSERVATION DE LA MASSE 118

Activité 1 Les phénomènes physiques et les réactions chimiques 118

Activité 2 Étude de deux changements d’état 119

Activité 3 La réaction chimique 125

ACTIVITÉS | PARTIE II | LA COMBUSTION 131

Activité 1 Notion de combustion et triangle du feu 131

Activité 2 Comment éteindre le feu ? 135

Activité 3 Combustion complète ou incomplète ? 137

Activité 4 La respiration est une combustion (TQ) 138

Activité 5 symboles de danger 139

À RETENIR | PARTIES I & II 146

APPLICATIONS GLOBALES 148

THÈME 5

L’énergie dont nous avons besoin UAA 5 - L'ÉNERGIE ÉLECTRIQUE

INTRODUCTION 153

JE ME SITUE 154

ACTIVITÉS 155

Activité 1 C’est quoi l’électricité ? [hors référentiel] 155

Activité 2 Le circuit électrique et le sens du courant 158

Activité 3 Circuits électriques en série et en parallèle 164

Activité 4 Énergie électrique et transformation d’énergie 169

Activité 5 La tension électrique 173

Activité 6 L’intensité de courant 178

Activité 7 La résistance électrique 181

Activité 8 Effets du courant électrique 186

Activité 9 Relation entre puissance et énergie électrique 187

Activité 10 Dangers du courant électrique et dispositifs de sécurité 193

À RETENIR 200

APPLICATIONS GLOBALES 204

FICHES 205

UAA 3 – LA CELLULE, UNITÉ DE BASE DU MONDE VIVANT

SAVOIRS

• Définir les termes : système, organe, tissu, cellule, cellule eucaryote, pluricellulaire, unicellulaire

• Citer les organites présents dans des cellules eucaryotes, animale et végétale

• Énoncer les rôles des différents organites cellulaires

• Citer les liens entre les organites cellulaires et les grandes fonctions du vivant

• Mentionner les structures externes et internes de l’œil

• Définir : cônes, bâtonnets, neurone, organe sensoriel, organe effecteur, nerf sensitif, nerf moteur, encéphale, moelle épinière, influx nerveux

• Citer les risques encourus suite à la prise d’alcool, de tabac, de médicaments ou de drogues et leur impact sur le système nerveux

ATTITUDES

• Respecter les consignes de sécurité des laboratoires

• Utiliser de manière appropriée et en toute sécurité l’équipement mis à disposition

SAVOIR-FAIRE

• Compléter un tableau de données à partir d’un texte

• Répondre à un questionnaire

• Compléter la légende d’un schéma

• Utiliser les puissances de 10

• Utiliser une échelle

• Classer des informations en fonction d’un critère donné

• Compléter un texte lacunaire

• Suivre un mode opératoire

• Analyser un document, un résultat expérimental

• Hiérarchiser les différents niveaux d’organisation d’un organisme pluricellulaire

• Réaliser une observation microscopique optique

• Réaliser un dessin d’une cellule à partir d’observations microscopiques

• Déterminer l’ordre de grandeur d’une cellule

• Distinguer un schéma d’un dessin

• Identifier et comparer une cellule animale et une cellule végétale

• Légender les schémas des cellules, animale et végétale

• Interpréter une expérience

• Expliciter un schéma fonctionnel

• Réaliser la dissection d’un œil animal

• Légender les structures externes et internes d’un œil

• Légender et expliciter un schéma de communication nerveuse depuis l’œil ou un autre organe sensoriel jusqu’à un organe effecteur

• Identifier l’effet d’une substance sur le système nerveux et son impact sur la santé

SOMMAIRE

UAA 3 LA CELLULE, UNITÉ DE BASE DU MONDE VIVANT

INTRODUCTION 81

JE ME SITUE 82

ACTIVITÉS | PARTIE I 83

Activité 1 Observation d’un végétal 83

Activité 2 Le microscope 84

Activité 3 Observations microscopiques des végétaux 86

Activité 4 Animaux vs végétaux 90

Activité 5 La cellule, unité de base du vivant ? 92

À RETENIR | PARTIE I 93

APPLICATIONS GLOBALES | PARTIE I 95

ACTIVITÉS | PARTIE II 96

Activité 1 Les cellules, toutes semblables mais toutes différentes 96

Activité 2 L’œil, un organe des sens 97

Activité 3 Un système nerveux, pour quoi faire ? 100

Activité 4 Le chemin de l’information 103

Activité 5 Attention aux substances qui modifient notre perception ! 106

À RETENIR | PARTIE II 110

APPLICATION GLOBALE | PARTIE II 111

Sciences

INTRODUCTION

Le monde qui nous entoure est peuplé d’objets et d’êtres vivants de toute nature. De quoi sont faits les êtres vivants ? Sont-ils tous semblables ou tous différents ? Ont-ils au moins des points communs ?

Quels moyens avons-nous à notre disposition pour répondre à ces questions ?

Notre regard peut-il nous apporter des réponses ? Sera-t-il suffisant ? Comment notre cerveau peut-il recevoir toutes ses informations et avons-nous intérêt à le tromper ?

JE ME SITUE

1 Donne un exemple d’un être vivant et d’un non-vivant ?

2 Quelles sont les grandes fonctions biologiques remplies par les êtres vivants ?

3 Quels sont les éléments qui permettent aux êtres vivants d’assurer ces grandes fonctions biologiques ?

4 Il existe, dans le corps humain, de nombreux systèmes. Nomme les différents systèmes représentés ci-dessous.

5 Quelles sont les fonctions remplies par le système respiratoire ?

6 Quels sont les gaz échangés au cours de ces fonctions ?

ACTIVITÉS PARTIE I

activité 1 OBSERVATION D’UN VÉGÉTAL

Vérifions si les végétaux ont également les systèmes qui correspondent aux grandes fonctions du vivant.

1 Une plante est-elle un être vivant ? Justifie ton choix.

2 Comment peut-on vérifier cela ?

3 Quelles différences fondamentales existe-t-il entre les plantes et les animaux ?

4 Observe la photographie d’un lys ci-dessous et complète la légende de ses différentes parties.

5 Quelle est la fonction de la fleur ?

6 À quel système appartient la fleur ?

VA À L’ESSENTIEL

X Comme chez l’Homme, la plante possède différents et différents

activité 2 LE MICROSCOPE

Apprenons à utiliser le microscope.

1 De quoi se compose un système ?

De quoi se compose un organe ? Pour le savoir, il faut pouvoir observer l’infiniment petit !

2 Comment Galilée a-t-il fait pour observer l’infiniment loin ?

3 Comment va-t-on faire pour observer l’infiniment petit ?

Sciences pour se qualifier  Éditions Van In, 2021

EXPÉRIENCE 1

• Découpe une lettre dans un journal.

• Pose-la sur une lame pour microscope et ajoute dessus une petite goutte d’eau et une lamelle pour microscope comme te l’indique l’illustration ci-dessous.

FICHE OUTIL 3

Qu’observes-tu ?

Pour estimer le grossissement utilisé pour cette observation, il faut lire les indications notées sur l’oculaire et sur l’objectif utilisés et les multiplier. Ainsi, si l’objectif est 4  × et l’oculaire 16 ×, le grossissement sera de 4 × 16 soit 64 ×. Ceci signifie qu’un objet sera grandi 64 ×

gouttelette d’eau et autre objet

EXPÉRIENCE 2

• Sans rien changer au réglage, essaye, par rotation, de placer sous la tourelle un objectif plus puissant. Utilise la vis micrométrique, si nécessaire, pour faire la mise au point.

Objectif 4 ×

Qu’observes-tu ?

Objectif 10 ×

Objectif 40 ×

VA À L’ESSENTIEL 3 OBSERVATIONS MICROSCOPIQUES DES VÉGÉTAUX

X Le est un appareil d’optique qui permet d’observer l’infiniment petit. Le grossissement est calculé en le grandissement de l’oculaire par celui de l’objectif.

Découvrons, à l’aide du microscope, les différentes structures de la cellule végétale.

EXPÉRIENCE 1

• Prélève 1 cm2 de la fine membrane se trouvant sur la face externe d’une écaille d’un bulbe d’oignon et place-le entre lame et lamelle avec une goutte d’eau, comme tu l’as fait précédemment.

• Réalise l’observation microscopique de ta préparation au plus petit objectif de ton micros cope, puis avec un objectif supérieur. Voici ce que tu peux observer :

Épithélium d’oignon rouge grossi 100 ×

Épithélium d’oignon rouge grossi 400 ×

L’épiderme d’oignon est une partie du bulbe de la plante. Cet organe est formé de tissus constitués d’entités similaires assurant la même fonction : les cellules

1 Qu’observes-tu sur ta préparation ?

2 Calcule en mm et en m, à partir de la photographie précédente, la longueur moyenne d’une cellule d’oignon.

• Réalise un schéma (tracé montrant les éléments essentiels) d’une cellule d’oignon, et légende, comme dans l’exemple, ton schéma.

FICHE OUTIL 4

Ton schéma :

L’observation de la membrane plasmique sera très difficile au microscope optique !

On appelle organites les éléments présents dans la cellule. Chaque organite porte un nom et assure une ou des fonctions spécifiques.

Ainsi :

• La paroi (pectocellulosique) est une membrane épaisse et rigide. Elle protège la cellule, empêche les déformations excessives de la cellule sans limiter sa croissance. Elle lui donne une forme spécifique.

• La membrane plasmique entoure la cellule, retient son contenu et permet les échanges (nutrition, excrétion…).

• Le cytoplasme désigne le contenu de la cellule excepté le noyau. La substance dans laquelle baignent les organites se nomme le cytosol. Il permet la distribution des substances comme le dioxygène et les nutriments à toute la cellule.

• La vacuole est un « sac » contenant de l’eau et des sels minéraux servant, entre autres, à contenir des déchets cellulaires avant leur élimination.

• Le noyau dirige et contrôle toutes les activités de la cellule.

Toutes les cellules possédant un noyau sont appelées cellules eucaryotes

Une observation en microscopie électronique (qui permet un plus grand grossissement que la microscopie optique) permet d’observer d’autres organites.

noyau paroi cytoplasme vacuole membrane plasmique

Sciences pour se qualifier  Éditions Van In, 2021

Les mitochondries sont des organites de petites tailles (+/– 5 µm de long) dispersés dans la cellule. Elles sont le lieu de la respiration cellulaire qui procure à la cellule l’énergie dont elle a besoin pour fonctionner.

EXPÉRIENCE 2

Observe, toujours entre lame et lamelle avec une goutte d’eau, un jeune rameau d’élodée (plante aquatique). Tu pourras observer dans ces cellules de nouveaux organites : les chloroplastes

Rameau d'élodée en microscopie optique

Quelle est la particularité de ces organites supplémentaires ?

La couleur observée est due à la chlorophylle. Ces organites sont responsables de la photosynthèse.

Les mitochondries

X Tous les organes constituant un être vivant sont composés de , eux-mêmes constitués de . Chaque cellule est elle-même formée d’ assurant les fonctions de la cellule.

ORGANISME SYSTÈME ORGANES TISSUS CELLULES ORGANITES

Ex. : l’être humain

Un organisme est constitué de plusieurs systèmes.

Un système est constitué de plusieurs organes.

Un organe est constitué de plusieurs tissus.

Un tissu est formé de nombreuses cellules. Une cellule est constituée de nombreux organites.

VA À L’ESSENTIEL ANIMAUX VS VÉGÉTAUX

cils

mucus cytoplasme cils membrane plasmique noyau

Ex. : l’appareil respiratoire Ex. : les bronches Ex. : le tissu bronchique

X Toutes les cellules avec un noyau sont appelées cellules

Ex. : la cellule des bronches (1/1000 mm) Ex. : la mitochondrie (5 µm)

Déterminons les grandes différences entre une cellule animale et une cellule végétale.

Voici ce que tu peux observer au microscope optique en prélevant et en colorant l’une des cellules à l’intérieur de ta joue (épithélium buccal), considérée comme une cellule animale « type ».

Schéma d’une cellule d’épithélium buccal humain colorée au bleu de méthylène et observée au microscope au grossissement 400 × cytoplasme noyau membrane plasmique

1 Les animaux font-ils partie des organismes à cellules eucaryotes ? Justifie.

2 En quoi la forme de cette cellule est-elle différente de la cellule d’oignon ?

3 Les organites présents dans la cellule sont-ils les mêmes ? Complète le tableau suivant.

ORGANITES CELLULE VÉGÉTALE CELLULE ANIMALE

Noyau

Membrane

Paroi

Cytoplasme

Vacuole petites

Chloroplaste

Mitochondries

VA À L’ESSENTIEL

FONCTION

Limite la cellule échanges

Contient les organites

Stockage eau, sels minéraux et déchets

Respiration cellulaire et production d’énergie

X La cellule animale diffère de la cellule végétale par sa forme certains organites :

Identifie la cellule animale, la cellule végétale et légende les schémas ci-dessous.

activité 5 LA CELLULE, UNITÉ DE BASE DU VIVANT ?

Pour répondre à cette question, intéressons-nous à un organisme unicellulaire comme l’amibe.

La plupart des animaux et des végétaux sont constitués de très nombreuses cellules : on les qualifie de pluricellulaires

Observe une photographie en microscopie d’une amibe. Cet organisme se déplace dans les milieux humides, se nourrit, croît, se multiplie et peut être responsable de graves infections intestinales provoquant des diarrhées accompagnées de sang.

1 L’amibe est-elle un être vivant ? Justifie ta réponse.

2 De combien de cellules se compose cet être vivant ?

3 Quel terme utilisera-t-on alors pour qualifier cet organisme ?

4 Peut-on, maintenant, confirmer que la cellule est l’unité de base du vivant?

X Les animaux et végétaux qui sont constitués d’un grand nombre de sont qualifiés d’organismes .

X Il existe également des organismes composés ou et capables d’assurer toutes les fonctions du vivant.

VA À L’ESSENTIEL

X Parmi tous les êtres vivants, on différenciera les organismes pluricellulaires et les organismes unicellulaires.

X Les animaux et les végétaux pluricellulaires sont constitués d’un ensemble de systèmes, constitués d’organes assurant une ou plusieurs fonctions, euxmêmes constitués de tissus constitués de cellules.

ORGANISME SYSTÈME ORGANES TISSUS CELLULES ORGANITES

Un organisme est constitué de plusieurs systèmes.

Un système est constitué de plusieurs organes.

Un organe est constitué de plusieurs tissus.

Un tissu est formé de nombreuses cellules.

À RETENIR PARTIE I cils

mucus cytoplasme cils membrane plasmique noyau

Une cellule est constituée de nombreux organites.

Ex. : l’être humain

Ex. : l’appareil respiratoire Ex. : les bronches

X La cellule est l’unité de base du vivant.

Ex. : le tissu bronchique

Ex. : la cellule des bronches (1/1000 mm) Ex. : la mitochondrie (5 µm)

X Le microscope est un appareil d’optique qui permet d’observer l’infiniment petit comme les cellules.

X Chaque cellule est constituée d’organites assurant les fonctions de la cellule.

Ainsi, entre autres, la paroi des cellules végétales est épaisse et rigide. Elle empêche les déformations excessives de la cellule sans limiter sa croissance.

La membrane plasmique entoure la cellule, retient son contenu, permet les échanges et la protège.

Le cytoplasme désigne le contenu de la cellule excepté le noyau. Il permet la distribution des substances comme le dioxygène et les nutriments à toute la cellule.

Le noyau dirige et contrôle toutes les activités de la cellule.

La vacuole, grande chez les végétaux, est un « sac » contenant de l’eau et des sels minéraux servant, entre autres, à contenir des déchets cellulaires avant leur élimination.

Les mitochondries sont dispersées dans la cellule. Elles sont le lieu de la respiration cellulaire.

Les chloroplastes sont des organites verts, présents chez les végétaux. Ils sont le lieu de la photosynthèse.

Ex. : schéma d’une cellule végétale

Ex. : schéma d’une cellule animale

X Toutes les cellules possédant un noyau sont appelées cellules eucaryotes.

X La cellule animale diffère de la cellule végétale par sa forme et l’absence de certains organites : paroi, chloroplastes et grande vacuole. noyau paroi cytoplasme vacuole membrane plasmique cytoplasme noyau membrane plasmique

APPLICATIONS GLOBALES

1 Réalise une carte mentale présentant les différents organites des cellules eucaryotes et leurs fonctions.

FICHE

2 À partir du document ci-dessous, complète les phrases suivantes.

Notre se compose de systèmes comme le système . Celui-ci se compose d’ comme l’ , qui se compose lui-même de comme le muscle lisse, qui se compose de , faites d’ , comme le noyau.

ACTIVITÉS PARTIE II

activité 1 LES CELLULES, TOUTES SEMBLABLES MAIS TOUTES DIFFÉRENTES

Observons des différences entre des cellules du corps humain.

Voici quelques cellules prélevées à différents endroits du corps humain. Elles ont été colorées afin de pouvoir les observer plus facilement.

Cellules

1 Quelles sont les grandes différences entre ces cellules ?

2 Quels sont les rôles des cellules présentées ci-dessus ?

Cellules

activité 2 L’ŒIL, UN ORGANE DES SENS

Parmi toutes les cellules, étudions celles de l’œil !

Parmi tous les organes du corps humain, l’œil est particulièrement intéressant par la présence de cellules sensibles à la lumière et aux couleurs.

L’œil humain est un organe pair, sphérique de plus ou moins 2,5 cm de diamètre, placé dans l’orbite du crâne. Il est protégé extérieurement par une membrane bordée de « poils ». La lumière peut le pénétrer grâce à un orifice de taille variable en fonction de la luminosité, celui-ci est frangé d’une zone colorée.

Complète la légende de la photographie suivante.

EXPÉRIENCE

• Place l’œil animal dans un bac à dissection.

• Observe les muscles et la graisse entourant l’œil et repère une tige blanche : le nerf optique (1).

• Oriente l’œil en plaçant l’iris vers le haut.

• Nettoie le globe oculaire pour faire apparaître le blanc de l’œil (sclérotique (2)).

• Réalise une « boutonnière » en enfonçant délicatement la partie pointue des ciseaux, dans la zone marquée en pointillés sur le schéma ci-dessous et découpe le globe oculaire en suivant cette même ligne.

• Dégage de ses adhérences la masse visqueuse centrale (l’humeur vitrée (3)) et récupère-la dans un autre petit récipient. Observe ses propriétés (couleur, transparence).

Dissection de l’œil de bœuf (1) (2)

• Dans la partie que tu viens de découper, prélève l’objet sphérique et rigide : le cristallin (4). Si l’œil est frais, le cristallin sera transparent. Conserve-le dans le bac à dissection.

• Perce à l’aide de tes ciseaux la membrane (la cornée (5)) et observe au centre de l’œil la pupille (6). Récupère dans un petit récipient le liquide qui s’en échappe (l’humeur aqueuse (7)). Observe ses propriétés (couleur, transparence).

• Au verso, observe les stries formant l’iris (8) autour de la pupille.

• Une fine membrane tapisse le fond du globe oculaire : la rétine (9).

• Enlève la rétine à l’aide des pinces et observe la membrane se trouvant en dessous : elle est colorée, c’est la choroïde (10).

1 Complète, à partir de tes observations expérimentales et de tes connaissances, la coupe de l’œil humain.

Coupe de l’œil

2 Pose le cristallin sur un morceau de journal et observe son effet.

Voici une photographie en microscopie électronique de la rétine. On y observe deux types de cellules schématisées comme suit.

Photographie des cellules de la rétine

Schématisation des cellules de la rétine

Les bâtonnets et les cônes sont des cellules sensibles à la lumière. Ces derniers uniquement sont sensibles aux couleurs. Ces cellules transforment un stimulus en un message nerveux.

3 Quel est le rôle des cellules de la rétine ?

4 Comment qualifie-t-on les yeux ? À quelles couleurs sont sensibles les « cônes » ?

5 Comment qualifie-t-on ces couleurs en sciences ?

6 Que se passera-t-il si un ou plusieurs types de « cônes » ne fonctionne(nt) pas chez un être humain ?

7 Comment nomme-t-on cette anomalie d’origine génétique qui touche surtout les individus de sexe masculin ?

8 Quel avantage donne, à certains animaux, le fait d’avoir une très grande proportion de bâtonnets ?

On parle d'animaux nyctalopes ou qui voient la nuit.

9 Où vont aboutir les informations perçues par les yeux ?

10 Comment ces informations perçues par les yeux arrivent-elles au cerveau ?

X L’œil est un capable de percevoir la et les

. Ces informations arrivent de l’extérieur en passant au travers du (objet grossissant) pour finir sur la . Cette dernière est une membrane tapissée de sensibles à la lumière (les et les ).

X Les informations recueillies par les yeux sont transportées jusqu’au par les .

VA À L’ESSENTIEL activité 3 UN SYSTÈME NERVEUX, POUR QUOI FAIRE  ?

Déterminons les composants essentiels du système nerveux et leurs rôles. Le cerveau, les organes sensoriels, les nerfs… sont des organes faisant partie d’un système plus vaste appelé le système nerveux.

cerveau, bulbe rachidien et cervelet = encéphale moelle épinière nerf

Le système nerveux et ses composants

Les termes « système nerveux » (SN) sont une simplification de la réalité. On a, effective ment, divisé ce système en système nerveux central et en système nerveux périphérique. Le SN central se compose de l’encéphale et de la moelle épinière. Le SN périphérique se compose essentiellement des nerfs arrivant au cerveau (nerfs crâniens) et des nerfs partant de la moelle épinière (nerfs rachidiens).

1 Réponds aux questions après avoir lu le document ci-dessous.

Une grenouille est capable de repérer visuellement une proie, de sauter pour l’attraper et de s’en nourrir. On peut, au laboratoire, étudier le comportement d’une grenouille après la section de dif férents éléments du système nerveux.

On obtient les résultats suivants.

EXPÉRIENCES RÉALISÉES COMPORTEMENT DE LA GRENOUILLE EN PRÉSENCE D’UNE PROIE

Section des nerfs optiques Pas de reconnaissance de la proie

Section des nerfs fémoraux (cuisse) Mouvement impossible vers la proie

Section de la moelle épinière Mouvement impossible vers la proie

a. Quels sont les organes sensoriels mis en évidence dans cette expérience ?

b. Pourquoi la grenouille n’a-t-elle pas de réaction lorsque ses nerfs optiques sont sectionnés?

c. Pourquoi la grenouille n’a-t-elle pas de réaction lorsque ses nerfs fémoraux sont sectionnés?

d. Pourquoi la grenouille n’a-t-elle pas de réaction lorsque sa moelle épinière est sectionnée?

On appelle nerfs sensitifs, les nerfs recevant les messages nerveux produits par les organes sensoriels et conduisant cette information jusqu’au système nerveux central.

On appelle nerfs moteurs, les nerfs apportant les commandes nerveuses du système ner veux central jusqu’aux muscles ou organes effecteurs.

e. Quels sont les nerfs sensitifs sectionnés dans cette expérience ?

f. Quels sont les nerfs moteurs sectionnés dans cette expérience ?

2 Réponds aux questions après avoir lu le texte ci-dessous.

Expérience de Galvani (1786)

Luigi Galvani, professeur italien d’anatomie du xviii e siècle, a réalisé de nombreuses expériences dont certaines sur des grenouilles. L’une d’elles avait pour but de montrer l’action de l’électricité sur les nerfs. Alors qu’il avait disséqué un animal mort récemment, ne lui laissant que le bassin et les pattes, il a fait passer de l’électricité dans son nerf fémoral. À son étonnement, tous les muscles de la patte se sont contractés.

a. Comment qualifie-t-on un mouvement involontaire réalisé par un être vivant ?

b. Donne un exemple de mouvement involontaire dans la vie quotidienne.

c. Peut-on dire que les contractions des muscles de la grenouille sont involontaires ? Justifie.

d. Par quel moyen a été faite l’excitation du nerf ?

e. Par quel moyen l’excitation a-t-elle été transmise dans les nerfs ?

X Le système nerveux se divise en un système nerveux composé de l’ et de la et un système nerveux composé essentiellement des . On distingue également parmi les nerfs, des nerfs recevant l’information des organes sensoriels et des nerfs apportant la commande nerveuse jusqu’aux comme les muscles.

X Le message nerveux circulant dans les nerfs est de nature .

Voyons quelles sont les étapes empruntées par le chemin de l’information. Entre le moment où la grenouille voit sa proie et le moment où elle l’attrape, le message nerveux va parcourir une certaine distance. On parle du chemin de l’information.

1 En te fondant sur le document 1 de l’activité précédente, trace à l’aide de flèches, le chemin parcouru par le message nerveux lors d’un acte volontaire.

VA À L’ESSENTIEL 4 LE CHEMIN DE L’INFORMATION

a. La forme des neurones ressemble-t-elle à la cellule animale « type » ?

b. Dans quel sens se déplace l’influx nerveux ?

arrivée de l’influx nerveux

vésicule neurone nouvel influx nerveux destruction ou recapture

Synapse en absence d’un influx nerveux

libération du messager chimique

Synapse en présence d’un influx nerveux

c. Où se trouve le messager chimique quand la cellule est au repos ?

d. Que se passe-t-il lorsqu’un influx nerveux arrive dans la synapse ? Explique.

VA À L’ESSENTIEL

X Les sont les cellules qui composent majoritairement le système nerveux. Ces cellules, de forme étoilée, transmettent le message nerveux sous forme d’un se déplaçant toujours dans le sens du vers les .

X Une fois dans la , l’influx permet de libérer des qui, lorsqu’ils arrivent sur les du neurone suivant, créent un nouvel .

X L’information est ainsi transmise de jusqu’à .

Les messagers chimiques ou neurotransmetteurs

Il existe plus d’une centaine de messagers chimiques que l’on peut classer en fonction de leur nature chimique ou de leur rôle. Ainsi on peut trouver : la dopamine qui contrôle la motricité, les émotions et procure une sensation de bien-être ; les endorphines qui réduisent la douleur ; la sérotonine qui intervient dans le sommeil et la thermorégulation, l’histamine qui intervient dans l’éveil et l’attention ou l’adrénaline qui est produite en cas de stress ou avant un effort et qui augmente, entre autres, le rythme cardiaque.

activité 5 ATTENTION AUX SUBSTANCES QUI MODIFIENT NOTRE PERCEPTION  !

Certaines substances naturelles ou artifi cielles ont une ressemblance chimique importante avec les messagers chimiques. Que se passe-t-il si ces substances se retrouvent dans notre organisme ?

Faits divers

Deux chauffards se sont livrés vendredi soir dernier à une course-poursuite dra matique dans les rues de la ville. Un piéton a été renversé au cours de ce rodéo routier. Malgré les soins apportés, l’homme renversé de 34 ans est décédé sur place. D’après le rapport de la police, la vitesse atteinte était de 150 km/h et les deux conducteurs roulaient sous l’emprise du cannabis. Un médecin inter rogé nous a confirmé que les drogues modifient la perception de la réalité et enlèvent la notion de danger.

Faits divers

La police et une ambulance ont dû interve nir ce samedi sur le campus de l’université. Un jeune consommateur de drogue a pris une dose de LSD. La molécule ingérée a créé une impression de ne plus pouvoir sortir du cauchemar qui l’habitait, rêve éveillé peuplé de démons. Le jeune pre nait la personne qui était avec lui pour un monstre et a fini par chercher, par tous les moyens, à s’en débarrasser, dont une tentative de meurtre, pour lui échapper. Les secours ont neutralisé le forcené qui a été hospitalisé immédiatement.

1 Quels effets les drogues ont-elles eus sur la perception de la réalité ?

2 Quel(s) impact(s) ces molécules peuvent-elles avoir sur la transmission de l’influx nerveux ?

les drogues prennent la place du messager chimique influx nerveux modifié

Effet d’une drogue sur le fonctionnement d’une synapse

3 Quelle conséquence cela a-t-il sur l’organisme ?

4 À partir du tableau, réponds aux questions suivantes.

NOM DE LA SUBSTANCE TYPE DE SUBSTANCE EFFET DE LA SUBSTANCE MESSAGER CHIMIQUE EN CONCURRENCE CONSÉQUENCE

Alcool

Nicotine

Molécule naturelle (fermentation de fruits et céréales) Gustatif et relaxant Dopamine et sérotonine

Molécule naturelle (tabac) Psychostimulant et antifatigue Dopamine et acétylcholine

THC (Marijuana) Molécule naturelle Euphorisant, relaxant, hallucinogène Dopamine

Somnolence, ralentissement des réflexes, violence, dépression, dépendance

Déficience respiratoire, problèmes cardiovasculaires graves, dépendance

Difficultés de concentration, dépression, diminution des performances, dépendance

Antihistaminique comme le ZYRTEC® MédicamentAntiallergiqueHistamineEffet sédatif

Sédatif comme le TEMESTA® MédicamentTranquillisant

GABA (acide gamma minobutirique) Dépendance si prise régulière

Anxiolytique comme le XANAX® MédicamentAntidépresseurGABA

Morphine Médicament d’origine naturelle (pavot) AntidouleurEndorphine

LSD Drogue synthétique Hallucinogène, réveil prolongé Sérotonine

Cocaïne Drogue d’origine naturelle Euphorisant Noradrénaline et dopamine

Héroïne

Drogue semi-synthétique transformation de la morphine

Plaisir violent, bien-être et somnolence Endorphine

Dépendance si prise prolongée

Constipation, dépression, dépendance

Hallucinations, panique, dérèglement de la thermorégulation, dépendance

Anxiété, dépression, insomnies, lésions nerveuses, délires, dépendance

Nausées, vertiges, fatigue, anorexie, problèmes cardiaques, dépendance …

a. L’alcool et le tabac ont-ils un effet anodin sur notre organisme ?

b. La prise de médicament peut-elle avoir un impact sur l’organisme ?

c. Quel est le point commun à toutes les substances citées dans le tableau ci-dessus ?

VA À L’ESSENTIEL

X Certaines substances naturelles ou peuvent entrer en avec les du système nerveux et laperception de ce qui nous entoure.

X Ces molécules peuvent être des , , ou . Elles peuvent toutes entraîner une physique ou psychologique ainsi que des dégâts irréversibles sur l’organisme.

À RETENIR PARTIE II

X L’œil est un organe sensoriel capable de percevoir la lumière et les couleurs. Ces informations arrivent de l’extérieur en passant au travers du cristallin (objet grossissant) pour finir sur la rétine, membrane tapissée de cellules sensibles à la lumière (les bâtonnets) et aux couleurs primaires (les cônes).

sclérotique choroïde rétine humeur vitrée cristallin nerf optique humeur aqueuse cornée pupille iris

Coupe de l’œil

X Les informations recueillies par les yeux sont transportées jusqu’au cerveau par les nerfs optiques.

X Le système nerveux se divise en un système nerveux central composé de l’encéphale et de la moelle épinière et un système nerveux périphérique composé essentiellement des nerfs. On distingue également parmi les nerfs, des nerfs sensitifs recevant l’information des organes sensoriels comme les yeux et des nerfs moteurs apportant la commande nerveuse jusqu’aux organes effecteurs comme les muscles.

X Le message nerveux circulant dans les nerfs est de nature électrique ; il est appelé influx nerveux.

X Les neurones sont les cellules qui composent majoritairement le système nerveux. Ces cellules, de forme étoilée, transmettent le message nerveux se déplaçant toujours dans le sens du corps cellulaire vers les synapses. Une fois dans la synapse, l’influx permet de libérer des messagers chimiques qui, lorsqu’ils arrivent sur les récepteurs du neurone suivant, créent un nouvel influx nerveux.

X L’information est ainsi transmise de l’organe sensoriel jusqu’à l’organe effecteur.

X Certaines substances naturelles ou artificielles peuvent entrer en concurrence avec les messagers chimiques du système nerveux et modifier la perception de ce qui nous entoure. Ces molécules peuvent être des médicaments, l’alcool, le tabac ou des drogues. Elles peuvent toutes entraîner une dépendance physique ou psychologique ainsi que des dégâts irréversibles sur l’organisme.

APPLICATION GLOBALE

Complète ces mots croisés.

HORIZONTALEMENT

2. Cellules de la rétine sensibles à la lumière.

5. Unité de base du vivant.

8. Zone assurant la transmission du message nerveux d’un neurone à l’autre.

VERTICALEMENT

1. Animaux capables de voir la nuit.

3. Cellules composant en majorité le système nerveux.

4. Élément physique, chimique ou biologique susceptible de déclencher un phénomène dans l’organisme.

6. Cellules de la rétine sensibles aux couleurs.

7. Message nerveux de nature électrique.