Cours — Biologie
Respiration et occupation des milieux
Tous les êtres vivants respirent
La respiration consiste à prélever du dioxygène (O₂) dans le milieu et à rejeter du dioxyde de carbone (CO₂). C'est vrai pour tous les êtres vivants, y compris les plantes (de jour comme de nuit).
- Dans l'air, les animaux respirent grâce à des poumons, des trachées (insectes) ou la peau.
- Dans l'eau, de nombreux animaux respirent grâce à des branchies, qui prélèvent le dioxygène dissous.
- La respiration permet de libérer l'énergie contenue dans la matière organique (nutriments).
La répartition des êtres vivants selon le milieu
La présence de dioxygène disponible influence fortement où vivent les espèces :
- en eau stagnante ou polluée, le taux de dioxygène dissous est faible : seules certaines espèces tolérantes (larves de moustiques, vers) y survivent ;
- en eau courante et oxygénée (torrent de montagne), on trouve des espèces exigeantes comme la truite ;
- sur terre, un sol gorgé d'eau (asphyxiant) limite la vie des racines et des animaux fouisseurs.
Ainsi, la répartition des êtres vivants dépend directement des conditions du milieu, notamment la disponibilité en O₂.
Le corps humain à l'effort et la circulation sanguine
Les besoins des muscles en pleine action
Pendant un effort physique (courir, nager, faire du vélo), tes muscles travaillent dur et réclament beaucoup plus d'énergie :
- Le muscle consomme du dioxygène ($\text{O}_2$) et du glucose (sucre) apportés par le sang.
- Il rejette du dioxyde de carbone ($\text{CO}_2$) et dégage de la chaleur (c'est pour cela que tu transpires).
L'analogie du moteur de scooter : Le glucose est le carburant et l'oxygène permet la combustion dans le cylindre pour faire tourner les roues !
Le cœur et la circulation sanguine à sens unique
Pour approvisionner les muscles en direct pendant l'effort, le corps accélère ses deux circuits vitaux :
- Le rythme respiratoire s'accélère : les poumons captent plus d'oxygène et évacuent plus vite le $\text{CO}_2$.
- Le rythme cardiaque s'accélère : le cœur pompe plus fort pour propulser un grand débit de sang vers les muscles en action.
En clair : Le cœur est une double pompe musculaire qui bat plus vite pour livrer les colis de carburant ($ ext{O}_2$ et sucre) aux muscles sans retard !
La nutrition chez l'être humain
Le trajet des aliments : de la bouche à l'intestin
La digestion transforme les aliments en nutriments assimilables par l'organisme, le long du tube digestif :
- bouche : mastication et début de digestion (salive) ;
- estomac : brassage et digestion acide ;
- intestin grêle : digestion complète et absorption des nutriments dans le sang à travers sa paroi (villosités intestinales) ;
- gros intestin : récupération de l'eau, formation des déchets non digérés (fèces).
Une alimentation équilibrée
Les nutriments (glucides, protéines, lipides, vitamines, minéraux, eau) apportés par l'alimentation couvrent les besoins de l'organisme en énergie et en matériaux de construction.
- Les besoins énergétiques varient selon l'âge, le sexe et l'activité physique.
- Une alimentation équilibrée et diversifiée (fruits, légumes, féculents, protéines) limite les risques de carences ou de maladies liées à l'alimentation (obésité, diabète).
Digestion des aliments et respiration pulmonaire
De l'assiette aux cellules : le trajet de la digestion
La digestion transforme les gros morceaux de nourriture que tu manges en particules microscopiques solubles : les nutriments.
- Action mécanique : broyage des aliments par les dents et malaxage dans l'estomac.
- Action chimique : les enzymes digestives (suc salivaire, gastrique, pancréatique) découpent les grosses molécules comme de minuscules ciseaux chimiques.
L'analogie du collier de perles : Les aliments sont de longs colliers ; les enzymes sont des ciseaux qui coupent le fil pour libérer chaque perle individuelle (le nutriment) !
La respiration et les alvéoles pulmonaires
L'intestin grêle est le lieu où les nutriments quittent le tube digestif pour entrer dans la circulation sanguine : c'est l'absorption intestinale.
- La paroi de l'intestin grêle est tapissée de millions de minuscules replis appelés villosités intestinales.
- Ces replis offrent une immense surface d'échange (équivalente à un terrain de tennis !) très fine et riche en vaisseaux sanguins.
Pourquoi tant de replis ? Si l'intestin était un tuyau lisse, les nutriments passeraient tout droit sans être absorbés. Les villosités multiplient la surface par 600 pour tout capturer !