Système respiratoire

Le système respiratoire joue un rôle fondamental dans l’apport en oxygène de l’organisme et dans l’élimination du dioxyde de carbone. Il comprend des organes comme le nez, la trachée, les bronches, les poumons et le diaphragme, qui travaillent de manière coordonnée pour assurer la respiration. L’oxygène arrive dans les poumons, où il diffuse dans le sang, tandis que le dioxyde de carbone est expulsé. Cet échange gazeux est essentiel à la respiration cellulaire, qui fournit l’énergie nécessaire aux activités du corps. Comprendre ce système permet d’expliquer comment les mammifères maintiennent leur énergie, s’adaptent à différents environnements et réagissent à des facteurs comme l’exercice, la maladie ou la pollution.

Pratiques scientifiques et d’ingénierie (SEP) : Élaborer et utiliser des modèles

Les scientifiques utilisent des modèles pour illustrer le cheminement de l’air dans le système respiratoire et le processus d’échange gazeux dans les alvéoles. En construisant et en testant ces modèles, les apprenants comprennent mieux le rôle de chaque partie et les effets de certaines conditions, comme l’asthme, l’altitude ou l’effort physique, sur la santé respiratoire.

Idées d’activités :

• Modèle de respiration – Réalisez un modèle fonctionnel des poumons avec des ballons et des bouteilles en plastique pour montrer comment le diaphragme permet aux poumons de se gonfler et de se vider.
• Schéma des échanges gazeux – Dessinez un schéma précis des alvéoles et des capillaires en expliquant le passage de l’oxygène et du dioxyde de carbone entre l’air et le sang.
• Suivi de la fréquence respiratoire – Mesurez votre rythme respiratoire avant et après une activité physique, puis discutez de la manière dont le corps s’adapte à une demande accrue en oxygène.

Concept transversal (CCC) : Systèmes et modèles de systèmes

Pour mieux comprendre les systèmes biologiques complexes comme le système respiratoire, il est utile de les envisager comme des ensembles de composants qui agissent ensemble et peuvent être représentés par des modèles. Cela permet d’analyser le fonctionnement global et les conséquences d’un dysfonctionnement d’une de ses parties. Les modèles aident les scientifiques à comprendre, à prévoir et à expliquer le comportement du système dans divers contextes.

Systèmes : Le système respiratoire est constitué de parties interconnectées — voies nasales, trachée, bronches, poumons, alvéoles et diaphragme — qui doivent fonctionner ensemble pour permettre une respiration efficace. Ces éléments collaborent pour faire circuler l’air, échanger les gaz et maintenir un bon équilibre du pH sanguin.

Modèles de systèmes : Les scientifiques conçoivent des modèles pour comprendre le trajet de l’oxygène dans les poumons, les mécanismes des échanges gazeux et l’impact de perturbations comme une obstruction des voies respiratoires sur la respiration. Ces modèles permettent aussi de prédire les effets de facteurs environnementaux ou liés au mode de vie, comme la pollution ou l’activité physique, sur la santé du système respiratoire.