LE CORPS HUMAIN

LA RESPIRATION

Durée : 3H30

Matériel :
Pour la fabrication du modèle du système respiratoire : une bouteille d'eau d'1,5 litre (pas trop fragile), de 2 ballons de baudruche (l'un pour faire le poumon, l'autre pour représenter le diaphragme), un tube (gaine électrique) pour l'œsophage, 2élastiques, de la pâte à modeler pour faire le bouchon.
Pour la fiche 1 : une fiche par élève, un stéthoscope par groupe, une grande feuille de papier pour marquer les résultats des investigations.
Pour la fiche 2 : un chronomètre, une fiche par élève.
Pour la fiche 3 : une fiche par élève, un ballon en baudruche par enfant, une ficelle et un mètre par groupe.
Pour le travail n°4 : des ballons de baudruche, une bonbonne découpée en haut remplie d'eau, une bassine plus large que la bonbonne par groupe, un récipient gradué (voir ustensile de cuisine pour le dosage des gâteaux) pour la classe.
Pour la fiche 5 : une fiche par élève.
De grandes feuilles et des feuilles pour noter les remarques des élèves.
Une cassette vidéo : "La respiration" de Didavision.
Des livres-documents sur la respiration trouvés en BCD.

 

1° séance : Pourquoi respire-t-on ?
Pour apporter de l'oxygène à nos cellules.

Que se passerait-il si nous arrêtions de respirer ? Nous mourrions car nos cellules s'asphyxieraient.

Pourquoi pensez-vous que nous avons besoin d'air ? Pour respirer l'oxygène contenu dans l'air.

Quelles parties du corps sentez-vous bouger quand vous respirez ? La cage thoracique, le diaphragme.
Comment bouge le diaphragme ?
Grâce à la présence de Manuel Fédou qui a été opéré du muscle du diaphragme (après un tragique accident), il leur montre l'endroit où il est est. Tous les élèves essaient de sentir bouger leur diaphragme.
Quel rôle joue-t-il dans la respiration ?
L'expérience préparée par le maître de la bouteille en plastique où un ballon représente le diaphragme et l'autre un poumon, on voit que, quand on tire le diaphragme vers le bas, le poumon se gonfle ; quand on le pousse, le poumon se vide. Avec leur main, ils comprennent que le diaphragme pousse vers le haut et comprime le poumon afin d'expulser de l'air, alors que quand il tirre vers le bas, l'air rentre dans les poumons.


Avec un stéthoscope, les élèves vont écouter leur respiration (fiche 1), se tapoter le dos comme ferait un médecin avec ses doigts (fiche 1).
Ils vont compter le nombre de respirations en 30 secondes, puis ils multiplieront par 2 pour trouver à la minute (fiche 2).
Ils vont mesure leur capacité pulmonaire en soufflant dans un ballon en baudruche dont ils vont mesure la circonférence (fiche 3) et plonger dans l'eau pour recueillir l'eau qui débordera afin de la mesurer à l'aide d'un récipient gradué (capacité expirée). Le résultat sera noté sur la fiche 3 à laquelle les élèves auront ajouté une colonne.
À la maison, ils pourront compter le nombre d'inspiration de leurs parents, d'un animal, d'une petite sœur ou d'un petit frère...

 

2° séance : Que fait l'oxygène ?

Composition de l'air : oxygène, azote, gaz carbonique.
Air inspiré : 79 % d'azote, 21 % d'oxygène, 0,01 % de gaz carbonique.
Air expiré : 79 % d'azote, 16,5 % d'oxygène, 4,5 % de gaz carbonique.

Notre corps n'a pas besoin d'azote : le pourcentage inspiré et expiré est le même.
Nous n'utilisons pas tout l'oxygène inspiré (16,5 % est rejeté). Seule une petite partie semble utilisée : 4,5 %. Comment cela a-t-il fait pour devenir du gaz carbonique ?

D'où vient ce gaz carbonique ?
Dans les cellules, l'oxygène se transforme en gaz carbonique. O2 + C = CO2

D'où provient ce Carbone ?
Des nutriments (glucides, lipides, protides) brûlés par l'oxygène.

On dit : "On brûle des calories".

L'oxygène est-il un gaz qui aide à brûler ?
Les sapeurs-pompiers disent que pour éteindre un départ d'incendie on peut l'étouffer sous une couverture ou sous du sable. Ils utilisent même des extincteurs contenant de la neige carbonique. On doit éviter les courants d'air et l'arrivée d'autre oxygène qui raviverait les flammes.

Quelle expérience peut-on créer ?
Matériel nécessaire : des allumettes, des mini-bougies de Noël, des récipients en verre.
Hypothèse : la bougie brûlera jusqu'à ce qu'il n'y ait plus d'oxygène.
Expériences : a) bougie témoin à l'air libre.
b) bougie allumée sous un grand pot en verre (de Nutella)
Remarques : si le pot était plus petit, la bougie s'éteindrait plus vite.
Résultats : la bougie s'est bien éteinte sous le bocal alors que la bougie témoin reste toujours allumée.
Conclusion : l'oxygène a brûlé entièrement dans l'air sous le bocal, alors que celle qui était à l'air libre reçoit toujours de l'oxygène de l'air ambiant.
Expérience 2 : a) bougie allumée sous un verre transparent
b) bougie allumée sous le grand pot en verre.
Résultats : Comme prévu par l'hypothèse (remarques), la bougie sous le verre s'est éteinte bien avant celle du pot.
Conclusion : la durée de brûlage dépend du voume d'air contenu par le récipient.

 

3° séance : Projection de la cassette vidéo.

Cette cassette Didavision explique la respiration des plantes, des animaux et de l'homme.
Durée : 45 mn avec les arrêts.

 

4° séance : Quel trajet fait l'oxygène ? et le gaz carbonique ?

L'air inspiré pénètre par les fosses nasales ou la bouche, passe par la pharynx, le larynx, les bronches et les bronchioles et arrive aux alvéoles pulmonaires. Là, l'oxygène passe par des capillaires, va au cœur par les veines pulmonaires, repart par les artères vers toutes les cellules où il se transforme en gaz carbonique. Ce dernier est ramené au cœur par les veines puis par l'artère pulmonaire vers les alvéoles des poumons d'où il sera expulsé.

Observation d'une fiche trouvée par un élève dans un livre montrant le contenu des poumons et le nom des différentes parties. Idem dans une fiche proposée par "Les Éditions Le Matériel Scolaire" Copy fiches sur le Corps Humain, fiche 6.

 

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