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B iologie et Physiopathologie Humaines SUZY HERTZOG CHRISTOPHE BRUN-PICARD
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Biologie etPhysiopathologieHumaines
Biologie etPhysiopathologieHumaines
Suzy HertzogCHriStopHe Brun-piCard
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Cet ouvrage est constitué par un ensemble de fiches détachables. Le contenu est organisé en 4 parties, elles-mêmes articulées en thèmes.
Chaque thème est décliné sous forme d’activités construites à partir de documents variés et selon le niveau d’exigence ; ces activités s’appuient sur le cours dispensé par le professeur en amont ou peuvent être utilisées par le professeur pour construire le cours avec les élèves (méthode inductive).
Chaque partie se termine sur une page de terminologie et des questions courtes pour tester les connais-sances.
L’ouvrage est complété par une boîte à outils comprenant des questions de réflexion / rédaction transversales, des fiches de méthodologie, des extraits de sujets de baccalauréat, un lexique.
LeS pointS fortS
Des fiches détachables, réunies dans une pochette.
Les objectifs et le niveau à atteindre présentés pour chaque thème.
Des activités progressives, formatives et / ou évaluatives, aboutissant à un essentiel du cours sous la forme d’une fiche synthétique.
Des illustrations adaptées, nombreuses et variées.
Des outils qui accompagnent l’élève dans sa formation.
Une préparation au baccalauréat dès la classe de première.
circulation sanguine
pancréasglande endocrine
sécrétion
reinorgane d'excrétion
muscletissu nerveux,
tissu adipeux…sites d'utilisation
foieorgane de stockage
stockage libération
intestin grêleglucosehormone
GLUCIDES
MILIEUINTRACELLULAIRE
MILIEUEXTÉRIEUR
NUTRIMENTS
MILIEUINTÉRIEUR
ALIMENTSingestion
digestion
absorption
MÉTABOLITES
métabolisme
synthèse
sécrétion
mouvement
chaleur
aLimentationEn quoi l’alimentation est-elle un facteur de développement et de santé ?
HoméoStaSieQu’appelle-t-on équilibre dynamique du milieu intérieur ? Pourquoi est-il important de le maintenir ? Quels sont les paramètres témoins de cet équilibre ? En quoi la régulation de la glycémie constitue-t-elle un exemple de l’homéostasie mettant en jeu différents organes ?
isbn : 978-2-206-30037-5
9782206300375_Biologie_Physiopathologie_Humaines1er_eleve.indd 1-5 14/03/14 13:31
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SUZY HERTZOGCHRISTOPHE BRUN-PICARD
Biologie etPhysiopathologieHumaines
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Somma i r e
Organisation et fonctionnement intégré de l’être humainThème 1 L’anatomie et l’unité de l’organisme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Thème 2 De l’organe aux molécules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Entraînement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Système nerveux et motricitéThème 1 L’appareil locomoteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Thème 2 L’exploration radiographique – les pathologies de l’appareil locomoteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Thème 3 L’organisation du système nerveux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Thème 4 Les techniques d'exploration du système nerveux – les pathologies associées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Thème 5 La physiologie du neurone et du nerf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Thème 6 Le muscle, la cellule musculaire et sa contraction, la jonction neuromusculaire – une pathologie musculaire . . . . . . . . . . . 57
Entraînement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65extra
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AlimentationThème 1 Les aliments, les nutriments, les biomolécules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Thème 2 L’équilibre alimentaire, facteur de santé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Thème 3 Les troubles nutritionnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Thème 4 L’organisation de l’appareil digestif – les techniques d’exploration . . . . 87
Thème 5 La physiologie de la digestion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Thème 6 La physiologie de l’absorption – un exemple de déficit enzymatique . . 101
Entraînement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
HoméostasieThème 1 Le sang, un témoin de l’homéostasie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Thème 2 L'homéostasie, l'exemple de la régulation de la glycémie . . . . . . . . . . 121
Thème 3 Les diabètes sucrés, étude comparée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
Entraînement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
Questions de réflexion/rédaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
Ça tombe à l’examen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
Fiches méthodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Lexique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
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utils ex
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P r é s e n t a t i o nL’ouvrage est découpé en 4 parties, elles-mêmes articulées en thèmes.
En ouverture de chaque thème, un tableau récapitule les exigences du programme.
À la fin de chaque thème, une fiche de synthèse en une page reprenant l’essentiel du cours sous forme de schémas, organigrammes, tableaux…
Dans chaque thème, des activités variées avec des schémas à annoter, des documents à analyser, des questions de connaissances…
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de l ’ o u v r ageÀ la fin de chaque partie, une page d’entraînement, avec des questions simples pour réviser et des exercices pour s’entraîner à la terminologie médicale.
À la fin de l’ouvrage, une boîte à outils
comprenant :
Des questions de synthèse
Des extraits de sujets de Baccalauréat, pour s’entraîner à l’épreuve dès la classe de Première
Des fiches méthode et des exercices courts
pour les appliquerextra
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T h è m e 1 L’ appa r e i l l o como t e u r 25
L’appareil locomoteurLa fonction de locomotion est assurée par deux systèmes : le système squelettique et le système musculaire. Les actions de ces deux systèmes sont coordonnées par le système nerveux. Le squelette est la charpente de l’organisme : il soutient le corps et protège certains organes internes.
1. Le squelette axial
Le squelette axial comprend le crâne, le rachis et la cage thoracique.
Document 1 les os de la tête
4
1
2
3
5
6
7
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1.1. Annoter le schéma du document 1, en utilisant les termes suivants : le condyle, la fosse nasale, l’os frontal, la mandibule, l’os occipital, l’orbite, l’os pariétal, l’os temporal.
■ Souligner les termes qui désignent les os du crâne.
■ Nommer le seul os mobile : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1 Thème
ObjectifsCOnTenu ObjeCTifs eT inDiCaTiOns niveau
Organisation du squelette Identifier les principaux éléments des squelettes axial et appendiculaire, en particulier à partir de clichés radiographiquesRepérer les constituants d’une articulation mobile
2
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Sy s t ème ne r v e u x e t mo t r i c i t é26
Document 2 une vue de face du thorax
Le thorax est composé de 12 paires de côtes, de 3 types différents :• les vraies côtes : au nombre de 7 paires, elles sont reliées au sternum par un cartilage
propre à chacune ;• les fausses côtes : au nombre de 3 paires, elles sont reliées au sternum par un même
cartilage ;• les côtes flottantes : au nombre de 2 paires, elles ne sont pas reliées au sternum.
Le schéma de gauche représente les os visibles sur le cliché radiographique de droite.
2
3
4
5
1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
le cœur
le diaphragme
1.2. Annoter le schéma et l’image radiographique du document 2.
■ Souligner les annotations qui correspondent aux os de la cage thoracique.
Document 3 deux schémas du rachis
Le rachis ou la colonne vertébrale est un empilement de 26 os.
■une vue frontale ■une vue latérale gaucheextra
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T h è m e 1 L’ appa r e i l l o como t e u r 27
1.3. Donner le nom générique des os du rachis : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
■ Une structure fibro-cartilagineuse est située entre chacun de ces os. Trouver son nom. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
■ Un canal est formé par l’empilement de ces os. Trouver son nom : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
■ À l’aide du document 3, nommer et dénombrer les os du rachis, de haut en bas. Compléter le tableau.
le nom de l’os le nombre d’os
les . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . cervicales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
les . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
les . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
le sacrum ou les . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 (os soudés entre eux)
le . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .ou les . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4 (os soudés entre eux)
2. Le squelette appendiculaire
Le squelette appendiculaire est composé par les os des membres supérieurs et inférieurs, ainsi que par les ceintures qui lient les membres au squelette axial. Chaque membre est constitué de 3 articles ou segments, séparés entre eux par une articulation.
2.1. Compléter le tableau.
le membre supérieur le membre inférieur
la région les os la région les os
la ceinture (l’articulation)
la ceinture scapulaire(l’épaule)
la ceinture
(la hanche)
le 1er article la cuisse
l’articulation le genou
le 2e article l’avant-bras
l’articulation les carpes
le 3e article la main extra
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Document 4 les os des membres
Les clichés n°1 et 2 sont des radiographies d’une partie des membres supérieurs et inférieurs.
■ cliché n° 1 : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
■ cliché n° 2 : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2. Titrer et annoter les deux clichés radiographiques du document 4.
3. Les articulations
Document 5 le schéma d’une articulation mobile
Les articulations sont des structures anatomiques particulières qui mettent en contact deux surfaces osseuses.Les articulations de la hanche et du coude, comme la plupart des articulations du corps, sont des articulations mobiles, dites synoviales.Le schéma ci-dessous représente une articulation de ce type.
1
2
3
4
5
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3.1. Annoter le schéma du document 5.
3.2. Indiquer le rôle des structures numérotées.4 : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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4. un schéma du squelette humain■ Annoter le schéma du squelette en utilisant la liste alphabétique des noms d’os proposés dans le tableau.
un carpela claviculeune côte l’ulna ou le cubitusle fémurl’humérus
la mandibulele maxillaire supérieurun métacarpeun métatarsela scapula ou l’omoplate l’os frontal
l’os iliaque ou coxall’os pariétall’os temporalla fibula ou le péroné une phalangele radiusla patella ou la rotule
le sacrumle sternumle tarsele tibiaune vertèbre cervicaleune vertèbre lombaire
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30 Sy s t ème ne r v e u x e t mo t r i c i t é
L’essentiel du coursTh
ème
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les articulations des structures anatomiques mettant en contact 2 surfaces osseuses
les constituants d’une articulation mobile une description les rôles
le cartilage articulaire un tissu conjonctif recouvrant la tête des os
■ éviter les frottements ■ amortir les chocs
la membrane synoviale sécréter et retenir la synovie
la synovie le liquide sécrété par la membrane synoviale
■ lubrifier les surfaces articulaires■ nourrir le cartilage
le ligament un faisceau de fibres résistantes relier 2 pièces osseuses
le tendon la partie terminale d’un muscle insérer le muscle sur l’os
les squelettes appendiculaire et axial la charpente de l'organisme
la cage thoracique
les os du membresupérieur
les os du squelette axial
les os du squelette appendiculaire
l’humérus
l’ulna(le cubitus)
le radiusla ceinturepelvienne
le rachis
les osdu membre
inférieur
la fibula(le péroné)
le fémur
le tibia
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T h è m e 5 L a phy s i o l og i e d e l a d i g e s t i o n 93
La physiologie de la digestionLa digestion est le processus qui permet à un organisme vivant d’obtenir les nutriments à partir des aliments qu’il trouve dans le milieu extérieur. Ces transformations sont réalisées grâce à deux types de phénomènes qui se déroulent simultanément :• des phénomènes mécaniques : des mouvements digestifs permettent une fragmentation et une progression des aliments tout au long du tube digestif ;• des phénomènes biochimiques : des sécrétions digestives assurent une simplification des macromolécules alimentaires en nutriments.
1. Les phénomènes mécaniques de la digestion
5Thème
ObjectifsCOnTenu ObjeCTifs eT indiCaTiOns niveau
Digestion : phénomènes mécaniques et biochimiques
Définir la digestionDécrire les phénomènes mécaniques de la digestion À partir d’expériences de digestion chimique construire un schéma global mettant en évidence les étapes de la digestion des différentes biomolécules
4
La digestion commence dans la bouche : les aliments ingérés sont écrasés par les dents et imprégnés de salive. Ce mélange forme alors une pâte molle que la langue façonne en une boule, le bol alimentaire. Une poussée vers l’arrière de la cavité buccale déclenche un réflexe : le bol alimentaire passe dans le pharynx, puis dans l´œsophage. La descente le long de l´œsophage est assurée par des ondes de contractions musculaires. Sous la pression de la nourriture et par l´effet de ces mouvements, le sphincter inférieur de l’œsophage s’ouvre : le bol alimentaire entre dans l´estomac.L’estomac libère alors des sucs digestifs acides. Des ondes de contractions musculaires font progresser les aliments le long de la paroi gastrique. Le pylore restant fermé, les aliments remontent : le bol alimentaire est donc longuement brassé avec les sécrétions. Ils forment une bouillie laiteuse appelée le chyme.Le relâchement périodique du pylore permet la sortie du chyme par jets successifs dans le duodénum. D’autres sucs digestifs s’ajoutent au chyme : il est progressivement transformé en un liquide blanchâtre appelé le chyle.Les ondes de contractions musculaires se poursuivent : elles assurent la progression du chyle le long de l’intestin grêle où a lieu l’absorption des nutriments assimilables. Les résidus non absorbés atteignent le côlon : ils forment une masse solide, et avancent jusqu’au rectum, toujours grâce à des ondes de contractions musculaires. La distension du rectum fait naître la sensation de besoin : le relâchement volontaire du sphincter de l’anus permet d’éliminer les selles ou matières fécales.
document 1 une description des phénomènes mécaniques de la digestion
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A l imen t a t i o n94
1.1. Les phénomènes décrits dans le document 1 peuvent être nommés par les termes suivants, dans le désordre : le brassage, la défécation, la déglutition, la mastication, le péristaltisme.
■ Utiliser le texte du document 1 pour proposer une définition à chaque terme.
■ Déduire le nom de chaque segment du tube digestif concerné.
le terme une définition le(s) segment(s) du tube digestif
le brassage un mélange du bol alimentaire avec les sécrétions digestives
la défécation
la déglutition
la mastication
le péristaltisme
l’œsophagel’estomacl’intestin grêlele côlon
Les phénomènes mécaniques ont lieu successivement dans chaque segment du tube digestif traversé par les aliments. L’état des aliments à l’entrée et à la sortie de chaque zone évolue.
1.2. Compléter le tableau à l’aide du texte du document 1 et des réponses de la question 1.1.
l’organe / le segment du tube digestif les phénomènes mécaniques l’état à l'entrée l’état à la sortie
la bouche un aliment
le pharynx
l'œsophage
l'estomac le péristaltismele brassage
le duodénum le chyle
l'intestin grêle
le côlon, le rectum
Les phénomènes mécaniques ne permettent pas à eux seuls une digestion totale. Des phénomènes chimiques sont associés : ils mettent en jeu des réactions chimiques catalysées par des enzymes.ex
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T h è m e 5 L a phy s i o l og i e d e l a d i g e s t i o n 95
L’intolérance au lactoseLe lait est la première source de nutriments des bébés. Mais certains bébés présentent une intolérance au lactose, principal glucide contenu dans le lait, c’est-à-dire qu’ils sont incapables de digérer ce glucide (70 g.L–1 dans le lait maternel, 45 g.L–1 dans le lait de vache). Le lactose non digéré est alors fermenté par les bactéries du côlon : des crampes, des ballonnements, des gaz et des diarrhées apparaissent.La cause de cette intolérance est le déficit en lactase, une enzyme normalement sécrétée par des cellules de la paroi de l’intestin grêle. La lactase a pour rôle de catalyser l’hydrolyse du lactose en ses deux composants : le glucose et le galactose. Autrement dit la lactase accélère la réaction de rupture de la liaison osidique qui lie les deux oses, grâce à l’action de l’eau. Les oses peuvent ensuite être absorbés dans le sang et utilisés par l’organisme.
La fabrication du fromageLa première phase de la fabrication d’un fromage est l’emprésurage. Cette opération consiste à ajouter de la présure au lait. Pour les fromages AOC (appellation d’origine contrôlée) ou sous Label Rouge, la présure utilisée est d’origine animale, le plus souvent extraite du suc gastrique de la caillette de veau (la 4e poche gastrique). La présure correspond à un mélange d’enzymes : la chymosine et la pepsine RepèRe 1 . Ils agissent sur la caséine, principale protéine du lait, en provoquant sa précipitation. Ces enzymes catalysent une hydrolyse de la protéine en plusieurs peptides, molécules qui précipitent. La présure est la plus efficace à un pH de 6, et une température proche de 40 °C. La quantité de présure nécessaire est infime : elle ne représente qu’environ 0,02 % de la quantité de lait à transformer.
document 2 la catalyse enzymatique – des observations
2. La catalyse enzymatique
2.1. Le document 2 présente l’activité catalytique d’une catégorie de molécules.■ Proposer une définition du terme catalyse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
■ Nommer la molécule qui catalyse normalement l’hydrolyse :• du principal glucide du lait : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .• de la principale protéine du lait : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
■ Donner le nom général des molécules qui catalysent une réaction biochimique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
■ Cocher la famille à laquelle appartiennent ces molécules. les acides nucléiques les glucides les lipides les minéraux les protides les vitamines
La molécule qui catalyse l’hydrolyse d’une protéine peut être plus généralement nommée une protéase. Celle qui catalyse l’hydrolyse de l’amidon est l’amylase.
■ Déduire le suffixe commun à ce type de molécules : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
■ Donner le rôle de la lipase : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2. Les observations décrites dans le document 2 ont des points communs et des différences. À l’aide des renseignements fournis, compléter le tableau suivant :
l'intolérance au lactose la fabrication du fromage
le nom de l’enzyme
le lieu de synthèse de l’enzyme
RepèRe 1Chez l’Homme ces enzymes
sont d’origine pancréatique.
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A l imen t a t i o n96
l'intolérance au lactose la fabrication du fromage
le nom du substrat de l’enzyme
la réaction catalysée par l’enzyme
les conditions d'action de l’enzyme
la température
le pH
l’intérêt des enzymes in vivo
■ L’enzyme qui intervient dans l’hydrolyse du lactose n’aurait aucun effet dans la fabrication du fromage.De la même manière, la présure n’a aucune action sur le lactose. Cocher le nom de cette caractéristique.
la catalyse la spécificité la tolérance la spécialité
In vivo, le suc pancréatique est sécrété par les cellules du pancréas, une glande annexe de l’appareil digestif. La pancréatine est un extrait de suc pancréatique. Plusieurs expériences in vitro per mettent de déterminer les actions de la pancréatine dans la digestion de chaque famille de molécules alimentaires. Ces expériences sont réalisées dans les mêmes conditions de température et de ph que celles rencontrées in vivo : une température de 37 °C, un ph basique.
2.3. À l’aide des renseignements fournis par l’étude anatomique de l’appareil digestif, préciser le lieu d’action du suc pancréatique in vivo : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
le test du lugol
Le lugol, ou l’eau iodée, à froid, prend une coloration bleu sombre en présence d’amidon. Cette coloration est rouge lorsque l’amidon est partiellement hydrolysé, donc hydrolysé en molécules plus petites, les dextrines.
1 2 3
légende➀ tube témoin réactif (lugol)➁ tube témoin produit (amidon➂ tube avec réaction positive
les bandelettes réactives au glucose
Les bandelettes sont imprégnées d’une enzyme spécifique du glucose. Au contact du glucose, la bandelette se colore.
1
2
3
légende➀ bandelette témoin➁ bandelette avec réaction négative➂ bandelette avec réaction positive
document 3 les tests de caractérisation de molécules
extra
it
T h è m e 5 L a phy s i o l og i e d e l a d i g e s t i o n 97
le test à la liqueur de fehling
La liqueur de Fehling, à chaud et en milieu basique, donne un précipité rouge brique en présence de certains glucides, dits glucides réducteurs, tels le maltose (un dioside) et le glucose. 1 2 3
légende➀ tube témoin réactif
(liqueur de Fehling)➁ tube témoin produit (amidon)➀ tube avec réaction positive
le test du biuret
La réaction du biuret caractérise les liaisons peptidiques. L’intensité de la coloration bleu-violet obtenue augmente avec le nombre deliaisons peptidiques, donc avec la taille du polypeptide ou de la protéine.
légende➀ tube témoin réactif (biuret)➁ tube témoin produit (ovalbumine)➂ tube avec réaction positive
(ovalbumine)➃ tube avec réaction positive
(ovalbumine partiellement hydrolysée)
1 2 3 4
3. Les phénomènes biochimiques de la digestion des glucides
L’empois d’amidon est obtenu en mélangeant de la poudre d’amidon à de l’eau chaude. Dans un bécher, l’empois d’amidon est mélangé avec quelques gouttes de pancréatine. Le bécher est placé dans un bain thermostaté à 37 °C (bain-marie) pendant 15 minutes. Au cours de cette expérience, de petits échantillons du contenu du bécher sont prélevés à intervalles réguliers. Trois tests de caractérisation des glucides sont réalisés sur ces échantillons : le lugol, la liqueur de Fehling, les bandelettes réactives au glucose.Les résultats sont reportés dans le tableau suivant :
un test à l’eau iodée ou lugol
un test à la liqueur de fehling
une bandelette réactive au glucose
t0 (début de l'expérience) une coloration bleu sombre – RepèRe 2 –
t0 + 10 minutes une coloration rouge – –t0 + 20 minutes – un précipité rouge brique –
document 4 l’action de la pancréatine sur un glucide, l’amidon
RepèRe 2Le signe – signifie une absence de changement ou de réaction.
RepèRe 3Revoir le 2. La catalyse enzymatique.
3.1. Au brouillon, analyser les expériences du document 4, en utilisant les données du document 3.■ D’après les résultats, conclure sur le devenir de l’amidon en présence de pancréatine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
■ Le suc pancréatique contient une enzyme responsable de cette transformation. Retrouver le nom de cette enzyme RepèRe 3 : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .ex
trait
A l imen t a t i o n98
La même expérience est réalisée en remplaçant la pancréatine par la salive. Des résultats identiques sont observés. Par ailleurs, si un morceau de pain est mastiqué assez longtemps, il s’imprègne de salive et prend progressivement une saveur sucrée.
3.2. Déduire des informations précédentes :• la composition de la salive : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .• le nom de la principale molécule du pain : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .• le devenir de cette molécule au contact de la salive : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Le produit obtenu par l’hydrolyse de l’amidon est un dioside. Il n’est pas absorbable dans le sang : il doit d’abord être hydrolysé par une enzyme du suc intestinal. Il en est de même pour deux autres diosides de notre alimentation.
3.3 Compléter le tableau suivant.
l’origine alimentaire le dioside l’enzyme du suc intestinal les produits de l'hydrolyse
le pain, les féculents (riches en amidon)
le lait
le sucre du commerce
4. Les phénomènes biochimiques de la digestion des protides
4.1. Au brouillon, analyser les expériences du document 5, en utilisant les données du document 3.
■ D’après les résultats, conclure sur le devenir de l’ovalbumine en présence de pancréatine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
■ Le suc pancréatique contient une enzyme responsable de cette transformation. Retrouver le nom générique de cette enzyme RepèRe 3 : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
La même expérience réalisée en remplaçant la pancréatine par la salive ne donne aucun résultat. Par contre, en remplaçant la pancréatine par le suc gastrique, les résultats obtenus sont identiques.
4.2. Déduire de ces éléments :• l’action de la salive sur les protides : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
L’ovalbumine est la principale protéine du blanc d’œuf. Du blanc d’œuf cru est battu au fouet dans un litre d’eau, puis porté à ébullition.Le mélange obtenu est filtré et le liquide trouble obtenu est transvasé dans un bécher. Quelques gouttes de pancréatine sont ajoutées.Le bécher est placé dans un bain thermostaté à 37 °C (bain-marie) pendant 15 minutes.À intervalles réguliers, l’aspect du liquide contenu dans le bécher est noté. De petits échantillons sont prélevés pour réaliser un test de caractérisation des protides : le test du biuret. Les résultats sont reportés dans le tableau suivant :
l’aspect du contenu du bécher un test du biurett0 (début de l'expérience) trouble une coloration bleu violet intenset0 + 10 minutes plus clair une coloration bleu violet moins intenset0 + 20 minutes clair, translucide une coloration bleu violet moins intense
document 5 l’action de la pancréatine sur une protéine, l’ovalbumine, le principal protide du blanc d’œuf
extra
it
T h è m e 5 L a phy s i o l og i e d e l a d i g e s t i o n 99
Les triglycérides sont les principaux lipides des huiles alimentaires. De l’huile est battue avec de l’eau pour réaliser une émulsion instable. Le mélange se sépare rapidement en 2 phases : l’huile surnage, l’eau est au fond du récipient. L’ajout d’une petite quantité de détergent liquide (un tensioactif) tout en battant le mélange permet d’obtenir une émulsion stable.Dans un bécher, cette émulsion stable est mélangée à quelques gouttes de pancréatine et de la soude (pour rendre le milieu légèrement basique). Le bécher est alors placé dans un bain thermostaté à 37 °C (bain-marie) pendant 15 minutes. Une bandelette de papier indicateur de pH, plongée dans le bécher, permet d’évaluer le pH du liquide.Les résultats sont reportés dans le tableau suivant :
le pht0 (début de l'expérience) 8t0 + 20 minutes 6
document 6 l’action de la pancréatine sur un lipide, l’huile
• l’action du suc gastrique sur les protides : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
■ Retrouver le nom de l’enzyme du suc gastrique responsable de cette action RepèRe 3 : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5. Les phénomènes biochimiques de la digestion des lipides
5.1. Un triglycéride est un lipide formé en particulier par l’association de 3 molécules du même type. Nommer ce type de molécule RepèRe 4 .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2. Au brouillon, analyser les expériences du document 6.
■ Déduire l’action du suc pancréatique sur une huile alimentaire. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
■ Retrouver le nom de l’enzyme pancréatique responsable de cette action RepèRe 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
L’expérience réalisée sur une huile alimentaire nécessite le mélange préalable de l’huile à l’eau en présence d’un détergent, créant une émulsion stable.
5.4. Dans l’organisme, une sécrétion, déversée au même endroit que le suc pancréatique, assure ce rôle d’émulsifiant. RepèRe 5
■ Nommer cette sécrétion : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
■ Nommer l’organe qui produit et libère cette sécrétion : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
■ Nommer la partie du tube digestif qui reçoit cette sécrétion : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Cette sécrétion n’est pas déversée de façon continue dans le tube digestif : elle est stockée puis libé-rée au fur et à mesure des besoins. RepèRe 5
■ Rappeler le lieu de stockage de cette sécrétion : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
■ Nommer le canal par lequel cette sécrétion est déversée dans le tube digestif : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
RepèRe 4Revoir le thème « les aliments, les nutriments ».
RepèRe 5Revoir le thème « l’organisation de l’appareil digestif ».ex
trait
100 A l imen t a t i o n
L’essentiel du coursTh
ème
5 L
a p
hy
sio
Log
ie d
e La
dig
esti
on
la digestion la transformation des aliments en nutriments
les phénomènes mécaniquesle segment du tube digestif les phénomènes mécaniques l’état de l’aliment
la bouche la mastication l’aliment
le pharynx la déglutitionle bol alimentaire
l’œsophage
l’estomac le brassage le chyme
le duodénum le péristaltismele chyle
le jéjunum, l’iléon
le côlon, le rectum la défécation les selles ou les matières fécales
les phénomènes chimiquesla catalyse
enzymatiquel’accélération d’une réaction chimique déterminée – les enzymes digestives catalysent l’hydrolyse de molécules alimentaires complexes en molécules simples, les nutriments
la zone de
l’appareil digestif
le suc déversé les enzymes les glucides les protides les lipides
la bouche la salive ➀ l’amylase
l’amidon
➀
le saccharose
le glucose+
le fructose
➇
le lactose
le glucose+
le galactose
➈
les dextrines
➅
le maltose
le glucose
➆
un protide
➁
des polypeptides
➂
des peptides
des acidesaminés
➃
➃
un triglycéride
➄
mono- et di-glycérides
le glycérolles acides gras
➄
l'estomac le suc gastrique
➁ la pepsine+HCl (acide chlorhydrique)
le duodénum
le sucpancréatique+la bile
➂ la trypsine et la chymotrypsine➃ les peptidases➄ la lipase(+ sels biliaires)➅ l’amylase
le jéjunum l’iléon
le suc intestinal
➃ la peptidase➄ la lipase➆ la maltase➇ la saccharase➈ la lactaseex
trait
Bo î t e à o u t i l s 151
3. Les principales grandeurs en biologieLes unités utilisées sont les unités du Système International et leurs dérivés.
la dimension l’unité le symbole des exemples
la longueur le mètre m le diamètre d’un acide aminé :0,5 nm à 1 nm, ou 5 . 10–10 à 10–9 m
le diamètre d’une protéine (l’hémoglobine) :15 nm, ou 15 . 10–9 m
la longueur de l’intestin grêle : 6 mla surface le mètre carré m2 la surface d’échange intestinale :
300 m2
le volume le mètre cubele litre
m3
L1 L = 10–3 m3
le volume de l’estomac :– vide : 0,5 L– plein : 4 L
le temps la seconde s1 h = 3 600 s
la durée du brassage des aliments dans l’estomac :2 à 8 h
la masse le kilogramme kg1 g = 10–3 kg
la masse moyenne d’un homme adulte :70 kg
la température le Celsius °C la température corporelle : 37 °Cle pH – – le pH de l’estomac : 2 (acide)
le pH de l’intestin grêle : 8 (basique)l’énergie le Joule J la dépense énergétique moyenne d’une adolescente : 11 000 kJ
ApplicationD’autres grandeurs et d’autres unités existent. Relier les grandeurs à leurs unités.
Fiche méthode
la température
la pression
l’énergie
la tension
la quantité
la concentration
1
2
3
4
5
6
a
bc
de
fg
h
i
j
k
l
la molela caloriele Kelvinle Farenheitle barle grammele millimètre ou centimètre de mercurele gramme par litrel’atmosphèrele Pascalle Voltla mole par litre
molcal°K°Fbargmm ou cm Hgg.L–1
AtmPaVmol.L–1
extra
it
Biologie etPhysiopathologieHumaines
Biologie etPhysiopathologieHumaines
Suzy HertzogCHriStopHe Brun-piCard
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pH
e B
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n-p
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Bio
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ogie
Hum
ain
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Chez le même éditeur, par les mêmes auteurs
www.casteilla.fr
Cet ouvrage est constitué par un ensemble de fiches détachables. Le contenu est organisé en 4 parties, elles-mêmes articulées en thèmes.
Chaque thème est décliné sous forme d’activités construites à partir de documents variés et selon le niveau d’exigence ; ces activités s’appuient sur le cours dispensé par le professeur en amont ou peuvent être utilisées par le professeur pour construire le cours avec les élèves (méthode inductive).
Chaque partie se termine sur une page de terminologie et des questions courtes pour tester les connais-sances.
L’ouvrage est complété par une boîte à outils comprenant des questions de réflexion / rédaction transversales, des fiches de méthodologie, des extraits de sujets de baccalauréat, un lexique.
LeS pointS fortS
Des fiches détachables, réunies dans une pochette.
Les objectifs et le niveau à atteindre présentés pour chaque thème.
Des activités progressives, formatives et / ou évaluatives, aboutissant à un essentiel du cours sous la forme d’une fiche synthétique.
Des illustrations adaptées, nombreuses et variées.
Des outils qui accompagnent l’élève dans sa formation.
Une préparation au baccalauréat dès la classe de première.
circulation sanguine
pancréasglande endocrine
sécrétion
reinorgane d'excrétion
muscletissu nerveux,
tissu adipeux…sites d'utilisation
foieorgane de stockage
stockage libération
intestin grêleglucosehormone
GLUCIDES
MILIEUINTRACELLULAIRE
MILIEUEXTÉRIEUR
NUTRIMENTS
MILIEUINTÉRIEUR
ALIMENTSingestion
digestion
absorption
MÉTABOLITES
métabolisme
synthèse
sécrétion
mouvement
chaleur
aLimentationEn quoi l’alimentation est-elle un facteur de développement et de santé ?
HoméoStaSieQu’appelle-t-on équilibre dynamique du milieu intérieur ? Pourquoi est-il important de le maintenir ? Quels sont les paramètres témoins de cet équilibre ? En quoi la régulation de la glycémie constitue-t-elle un exemple de l’homéostasie mettant en jeu différents organes ?
isbn : 978-2-206-30037-5
9782206300375_Biologie_Physiopathologie_Humaines1er_eleve.indd 1-5 14/03/14 13:31
