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Sciences de la vie et de la terre Seconde Corrigés des activités et des exercic

Sciences de la vie et de la terre Seconde Corrigés des activités et des exercices Rédaction : Annaïg Le Sommer Corinne Layec Michel Aguelon Yannick Gaudin Coordination : Jean-Michel Le Laouénan Ce cours est la propriété du Cned. Les images et textes intégrés à ce cours sont la propriété de leurs auteurs et/ou ayants droit respectifs. Tous ces éléments font l’objet d’une protection par les dispositions du code français de la propriété intellectuelle ainsi que par les conventions internationales en vigueur. Ces contenus ne peuvent être utilisés qu’à des ﬁ ns strictement personnelles. Toute reproduction, utilisation collective à quelque titre que ce soit, tout usage commercial, ou toute mise à disposition de tiers d’un cours ou d’une œuvre intégrée à ceux-ci sont strictement interdits. ©Cned-2010 © Cned – Académie en ligne Séquence 1 Correction des activités et des exercices 3 Corrigé de la séquence 1 – SN20 Sommaire Correction des activités du chapitre 1 Correction des activités du chapitre 2 Correction des exercices Correction du devoir autocorrectif n°1 © Cned – Académie en ligne 5 Corrigé de la séquence 1 – SN20 Activité des muscles, échanges avec le sang, échanges avec le milieu extérieur (pour des raisons de lisibilité, le schéma a été décomposé en 4 schémas). Le trajet du dioxygène Le trajet du glucose Le trajet du dioxyde de carbone « Analyses de sang » À l’aide de prises de sang, on a mesuré les quantités de dioxygène (O2), de dioxyde de carbone (CO2) et de glucose dans 1 mL de sang entrant dans un muscle et dans 1 mL de sang sortant d’un muscle. Ces mesures ont été effectuées au repos et durant un effort physique. On constate qu’1 mL de sang entrant dans un muscle au repos ou à l’effort contient 200 μL de O2, 490 μL de CO2 et 900 μL de glucose. On observe qu’un mL de sang sortant d’un muscle au repos contient 150 μL de O2, 530 μL de CO2 et 870 μL de glucose. On note qu’un mL de sang sortant d’un muscle à l’effort contient 20 μL de O2, 700 μL de CO2 et 500 μL de glucose. Au repos comme à l’effort, le sang entrant dans le muscle contient toujours plus de O2 et de glucose mais toujours moins de CO2 que le sang sortant du muscle. On en conclut que les cellules musculaires consomment du O2 et du glucose alors qu’elles rejettent du CO2. Activité 1 Activité 2 C orrection des activités du chapitre 1 © Cned – Académie en ligne 6 Corrigé de la séquence 1 – SN20 Au repos, les cellules musculaires consomment 200– 150 = 50 μL de O2 et 900-870 = 30 μg de glucose par mL de sang les irrigant. Elles rejettent 530-490 = 40 μL de CO2 dans chaque mL de sang les irri- gant. Durant l’effort, elles consomment 200–20 = 180 μL de O2 et 900– 500 = 400 μg de glucose par mL de sang les irrigant. Elles rejet- tent 700– 490 = 210 μL de CO2 dans chaque mL de sang les irrigant. On en déduit que les cellules musculaires consomment plus de O2 et de glucose et rejettent plus de CO2 durant un effort physique qu’au repos. Un organe qui consomme du O2 et du glucose et qui rejette du CO2 réalise la respiration (cellulaire). Ce phénomène permet de libérer de l’énergie utile aux cellules constituant l’organe Énergie Maintien en vie de la cellule Chaleur Schéma représentant les échanges entre les cellules musculaires au repos et le sang , nécessaires à la production d’énergie. Énergie Maintien en vie de la cellule Chaleur Contraction musculaire Schéma représentant les échanges entre les cellules musculaires à l’ef- fort et le sang , nécessaires à la production d’énergie. © Cned – Académie en ligne 7 Corrigé de la séquence 1 – SN20 Condition de la mesure Consommation d’O2 mesurée pour 2 mn Consommation moyenne d’O2 en litres par minute Consommation moyenne d’O2 en litres par minute et par kg repos 0.5 0.25 0.052 effort modéré (10 flexions/min) 2 1 0.02 effort intense (20 flexions/min) 2.8 1.4 0.029 Consommation moyenne d’O2 en fonction de la fréquence des flexions 0 10 20 30 40 0 10 20 Fréquence des flexions Consommation d'oxygène (mL.min-1.kg-1) La consommation d’O2 au repos est de 0.25 L par min. Elle augmente avec l’intensité de l’effort pour atteindre 2 L par min. Cette augmentation de la consommation d’O2 est en relation avec une pro- duction d’énergie plus importante par respiration des muscles en activité. Utiliser l’outil informatique Trier les données en relation avec le sujet Construire le graphique représentant la VO2 en fonction de la puis- sance de l’effort, à l’aide d’un tableur (voir aide n° 2). 0 10 20 30 40 50 60 0 50 100 150 200 250 300 Puissance de l'effort (Watt) Consommation d'O2 (L) Activité 3 Activité 4 © Cned – Académie en ligne 8 Corrigé de la séquence 1 – SN20 Ces résultats sont-ils en accord avec les résultats expérimentaux pré- cédents. La consommation d’O2 augmente avec la puissance de l’effort, en accord avec les résultats expérimentaux précédents. Quelles informations supplémentaires apportent–ils quant à la puissance de l’effort pouvant être fourni et au volume de dioxygène consommé. On constate que pour un effort supérieur à 275 W, le volume d’O2 consommé n’augmente plus, il y a donc une limite au volume d’O2 pouvant être consommé. C’est la VO2 max. Ce maximum de volume de dioxygène consommé = VO2 max déter- mine ainsi une puissance maximale de l’effort physique pouvant être produit, au-delà de ce seuil, le sportif tombe d’épuisement. Les valeurs de la VO2 sont variables suivant différents facteurs : La VO2 max diminue globalement avec l’age, La VO2 max est en moyenne plus élevée chez les hommes que les femmes, par ex pour un même sport, la course de fond ,la VO2max exprimée en (mL.min– 1.kg– 1) varie de 61 à 70 chez les hommes et de 55 à 70 chez les femmes. La VO2max est variable suivant le sport pratiqué. Les sports pour lesquels les VO2max sont les plus élevées sont : La course de fond avec une VO2max (exprimée en mL.min– 1.kg– 1) allant de 61-70 chez les hommes et de 55 à 70 chez les femmes. Le Cyclisme avec une VO2max (exprimée en mL.min– 1.kg– 1), allant de 62-76 chez les hommes et de 49 à 65 chez les femmes. Le ski de fond avec VO2max (exprimée en mL.min– 1.kg– 1), allant de 60 à 80 chez les hommes et de 57 à 70 chez les femmes. Ce sont des sports d’endurance, nécessitant des efforts continus sur des périodes longues. En comparaison, l’haltérophilie est un sport nécessitant des efforts inten- ses mais brefs, les VO2max relevées (exprimées en mL.min– 1.kg– 1), chez ces sportifs sont les plus faibles. (Allant de 39-50 chez les hommes et de 36 à 49 chez les femmes.) La VO2 max dépend entre autres du nombre de globules rouges, or notre organisme fabrique une hormone EPO stimulant la production de glo- bules rouges. En conséquence la prise d’EPO stimule la production de globules et augmente donc la VO2max. D’autres moyens artificiels augmentent la VO2 max comme des substi- tues de transporteurs sanguins = pseudo globules rouges. Activité 5 Activité 5 Activité 6 Activité 6 © Cned – Académie en ligne 9 Corrigé de la séquence 1 – SN20 Ces moyens artificiels sont dangereux pour l’organisme, pouvant causer des troubles de la circulation, des maladies immunitaires, des hyperten- sions, ou encore des cancers de la moelle osseuse… L’entraînement en altitude stimule également la production de globu- les rouge du fait de la raréfaction de l’oxygène avec l’altitude, c’est une réponse adaptative de l’organisme face aux contraintes de l’environne- ment. Lecture chiffrée du graphique Pour un effort intense, la consommation de glucose par minute = 750 : 40 = 18,75 mg.min– 1 Pour un effort modéré, la consommation de glucose par minute = 350: 40 = 8,75 mg.min– 1 Pour un effort léger, la consommation de glucose par minute = 200: 40 = 5 mg.min– 1 La consommation de glucose = nutriments, augmente en fonction de l’intensité de l’effort. Nouveau problème Notre alimentation est discontinue comment notre organisme répond aux besoins en nutriments, des muscles en activité. Adopter une démarche explicative et élaborer une synthèse Guide d’exploitation : ceci est un exemple de raisonnement, les docu- ments peuvent être utilisés dans un autre ordre. Document 1 : déterminer la localisation et les formes de réserves de nutriments dans l’organisme. Document 2 : quelle est la relation entre le glucose et le glycogène. Document 3 : comment évolue la quantité de glycogène en fonction de la puissance de l’exercice. Mettre en relation ces constats avec le document 2 et vos connaissan- ces concernant les besoins du muscle en nutriments (ex glucose). D’après le document 1, on constate que uploads/Finance/ al7sn20tepa0011-corriges-des-exercices.pdf