La respiration dans différents milieux exercices corrigés
Exercice 1:
Pour chaque terme listé ci-dessous, rédigez une définition précise en vous basant sur le cours.
Respiration cellulaire
Processus biochimique par lequel les cellules dégradent les nutriments (comme le glucose) en présence d’oxygène pour produire de l’énergie (ATP), avec rejet de dioxyde de carbone et d’eau.
Branchies
Organes respiratoires permettant d’extraire l’oxygène dissous dans l’eau et de rejeter le dioxyde de carbone. Présentes chez les poissons et nombreux animaux aquatiques.
Trachées
Système de tubes ramifiés qui acheminent l’air directement aux cellules chez les insectes et certains autres arthropodes.
Respiration cutanée
Type de respiration où les échanges gazeux se font directement à travers la peau. Observée chez les amphibiens (grenouilles, salamandres) et certains vers.
Photosynthèse
Processus par lequel les plantes et certains micro-organismes utilisent l’énergie lumineuse pour transformer le dioxyde de carbone et l’eau en glucose, en libérant de l’oxygène.
Exercice 2:
Complétez le texte ci-dessous avec les mots de la liste. Chaque mot doit être utilisé une seule fois.
Mots à utiliser :
branchies, trachées, respiration cellulaire, cutanée, poumons, photosynthèse, dioxyde de carbone, oxygène, énergie, milieu aquatique
La est le processus par lequel les cellules produisent de l’ à partir de nutriments et d’.
Les poissons vivant en respirent grâce à des qui extraient l’oxygène dissous dans l’eau.
Les insectes utilisent un système de pour amener l’air directement à leurs cellules.
La respiration permet les échanges gazeux à travers la peau, comme chez les grenouilles.
Les mammifères respirent grâce à des qui absorbent l’oxygène et rejettent le .
La est le processus par lequel les plantes produisent de l’oxygène à partir de dioxyde de carbone et de lumière.
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Exercice 3:
Pour chaque affirmation, indiquez si elle est vraie ou fausse .
1. La respiration cellulaire produit de l’énergie à partir de nutriments et d’oxygène.
2. Les poissons respirent grâce à des poumons.
3. Les insectes respirent grâce à un système de trachées.
4. La respiration cutanée permet les échanges gazeux à travers la peau.
5. La photosynthèse produit du dioxyde de carbone à partir d’oxygène et de lumière.
6. Les mammifères marins respirent grâce à des branchies.
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Exercice 4 :
Compréhension des échanges gazeux
Un élève réalise l’expérience suivante : il souffle dans un tube plongeant dans de l’eau de chaux. Après quelques expirations, l’eau de chaux se trouble.
- Quel gaz est mis en évidence par cette expérience ?
- Quelle est l’équation chimique qui explique le trouble de l’eau de chaux ?
- Quelle conclusion peut-on tirer sur la respiration humaine à partir de cette expérience ?
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Exercice 5 :
Comparaison des milieux de respiration
Complétez le tableau suivant en indiquant les caractéristiques des échanges gazeux dans les différents milieux :
| Milieu | Gaz prélevé | Gaz rejeté | Organe respiratoire |
|---|---|---|---|
| Aérien (Homme) | |||
| Aérien (Criquet) | |||
| Aquatique (Poisson) | |||
| Végétal terrestre |
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Exercice 6 :
Analyse de résultats expérimentaux
Des élèves ont mesuré la teneur en dioxygène dans l’air à proximité de plantes placées à l’obscurité. Ils ont obtenu les résultats suivants :
| Temps (heures) | 0 | 2 | 4 | 6 |
|---|---|---|---|---|
| % O₂ | 20,9 | 19,8 | 18,7 | 17,6 |
- Comment évolue la teneur en dioxygène au cours du temps ?
- Proposez une explication à cette évolution.
- Quelle serait l’évolution de la teneur en dioxyde de carbone dans le même milieu ? Justifiez.
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Exercice 7 :
Structure et fonction des organes respiratoires
Observez le schéma ci-dessous représentant l’appareil respiratoire humain et répondez aux questions :
- Nommez les organes indiqués sur le schéma.
- Décrivez le trajet de l’air inspiré jusqu’aux alvéoles pulmonaires.
- Quelles sont les caractéristiques des alvéoles pulmonaires qui en font une surface d’échange efficace ?
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Exercice 8 :
Adaptation au milieu aquatique
Les poissons respirent dans l’eau grâce à leurs branchies. Observez le schéma d’une branchie et répondez aux questions :
- Expliquez pourquoi les branchies sont des organes adaptés aux échanges gazeux en milieu aquatique.
- Comparez le sens de circulation de l’eau et celui du sang dans les branchies. Quelle est l’importance de cette disposition ?
- Pourquoi un poisson ne peut-il pas respirer hors de l’eau même si l’air contient plus de dioxygène que l’eau ?
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Exercice 9 :
Synthèse – Tableau comparatif
Complétez le tableau comparatif suivant sur les types de respiration selon le milieu :
| Type de respiration | Organes respiratoires | Exemples d’êtres vivants | Caractéristiques adaptatives |
|---|---|---|---|
| Pulmonaire | |||
| Trachéenne | |||
| Branchiale | |||
| Stomatique |
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Exercice 10 :
Analyse d’expérience sur la respiration végétale
On réalise l’expérience suivante avec des plantes d’élodée (plante aquatique) :
- On place des rameaux d’élodée dans deux tubes à essai remplis d’eau.
- Dans le tube A, on ajoute un indicateur coloré de pH qui vire au jaune en milieu acide.
- Dans le tube B, on ajoute de l’eau de chaux.
- Les deux tubes sont placés à l’obscurité pendant 24 heures.
Après 24 heures, on observe que :
- Dans le tube A, l’indicateur de pH vire au jaune.
- Dans le tube B, l’eau de chaux se trouble.
- Quel gaz est produit par les plantes d’élodée et responsable de ces changements ?
- Expliquez pourquoi l’indicateur de pH vire au jaune dans le tube A.
- Pourquoi l’eau de chaux se trouble-t-elle dans le tube B ?
- Quelle conclusion peut-on tirer sur la respiration des plantes aquatiques ?
- Si on avait réalisé la même expérience à la lumière, quels résultats auraient-on obtenus ? Justifiez.
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Exercice 11 :
Analyse comparative des systèmes respiratoires
On compare les systèmes respiratoires de trois animaux : un mammifère (souris), un insecte (criquet) et un poisson (truite).
Données :
- La souris possède des poumons avec de nombreuses alvéoles très vascularisées.
- Le criquet possède un système de trachées ramifiées qui apportent l’air directement aux cellules.
- La truite possède des branchies composées de filaments très vascularisés.
- La concentration en dioxygène est d’environ 21% dans l’air et de 0,7% dans l’eau (à 15°C).
- La densité de l’eau est 800 fois supérieure à celle de l’air.
- La viscosité de l’eau est 50 fois supérieure à celle de l’air.
- Comparez l’efficacité des trois systèmes respiratoires pour extraire le dioxygène de leur milieu.
- Expliquez pourquoi les branchies des poissons ne fonctionnent pas hors de l’eau, alors que les poumons des mammifères ne fonctionnent pas dans l’eau.
- Quels avantages et inconvénients présente le système trachéen des insectes par rapport au système pulmonaire des mammifères ?
- Proposez une explication à la différence de concentration en dioxygène entre l’air et l’eau. Quelles conséquences cela a-t-il sur les organismes aquatiques ?
- Comment les poissons compensent-ils la faible concentration en dioxygène dans l’eau ?
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Exercice 12: Respiration du criquet
Pour mettre en évidence la respiration chez le criquet, on réalise l’expérience suivante : On mesure la quantité d’oxygène au début de l’expérience et à la fin de l’expérience (après 10min).
| Début de l’expérience | Fin de l’expérience | |
|---|---|---|
| Quantité de O₂ | 21% | 17% |
| État de l’eau de chaux | Limpide | Trouble |
- Identifier le gaz qui a troublé l’eau de chaux à la fin de l’expérience.
- D’où vient ce gaz ?
- Comparer les quantités de dioxygène O₂ au début et à la fin de l’expérience.
- Expliquer ces changements de la quantité de O₂ au début et à la fin de l’expérience.
- Rédiger une phrase de conclusion sur la respiration du criquet.
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Exercice 13: Échanges gazeux dans l’organisme
On se propose d’étudier les échanges gazeux dans l’organisme en utilisant les deux tableaux suivants.
Composition de l’air inspiré et expiré (%)
| Oxygène | Dioxyde de carbone | Azote | |
|---|---|---|---|
| Air inspiré | 20.8 | 0.03 | 79.2 |
| Air expiré | 16 | 4.4 | 79.2 |
Nature et quantité des gaz retirés de 100cm³ de sang (cm³)
| Oxygène | Dioxyde de carbone | Azote | |
|---|---|---|---|
| Sang veineux | 10 | 50 | 2 |
| Sang artériel | 20 | 40 | 2 |
- Compare les taux de gaz dans les deux airs (inspiré et expiré)
- Compare les quantités de gaz contenus dans les deux sangs (veineux et artériel)
- Quelles conclusions se dégagent de la comparaison des deux tableaux ?
- Quel lien constates-tu entre les deux tableaux ?
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Exercice 14:
Ce schéma ci-dessous représente une alvéole pulmonaire et un capillaire sanguin.
- Reproduis le schéma
- Complète ce schéma : en indiquant par une flèche rouge ce que devient le dioxygène contenu dans les alvéoles Pulmonaires.
Pour cela, utilise les données du tableau ci-dessous en le légendant grâce aux mots suivants : air alvéolaire, dioxygène, sang.
| Air à l’entrée des alvéoles | Air à la sortie des alvéoles | |
|---|---|---|
| Quantité d’oxygène | 21% | 16% |
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Exercice 15: Respiration chez la souris
Le document suivant montre l’expérience réalisée pour mettre en évidence la respiration chez la souris :
- Comparez la quantité d’oxygène au début et à la fin de l’expérience A
- Comparez la quantité d’oxygène au début et à la fin de l’expérience B
- Comment est l’aspect de l’eau de chaux
- à la fin de l’expérience A : ………pourquoi ? ……….
- à la fin de l’expérience B : ………pourquoi ? ……….
- Expliquer les résultats de l’expérience A
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Exercice 16: Expérience avec la mouche
Remplis le tableau suivant :
| Expérience | Mouche |
|---|---|
| Début d’expérience | Eau de chaux limpide |
| Fin d’expérience | ………………… |
| Pourcentage d’O₂ au début | 20,9% |
| Pourcentage d’O₂ à la fin | ………………… |
Résultat
- À la fin de l’expérience, l’eau de chaux est …………………
- Le pourcentage d’O₂ passe de 20,9% à …………………
Explication du résultat
…………………………………………………………………………………
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Exercice 17: Respiration du ver de terre
Les vers de terre vivent dans les sols humides, à l’intérieur de galeries qu’ils creusent au cours de leurs déplacements.
- Si on laisse un lombric se dessécher ou si on le place dans un air dépourvu de dioxygène, il meurt en quelques heures.
- Si on dissèque un ver de terre, on ne voit ni poumons, ni branchies, ni trachées. En revanche on peut constater que la peau est très mince, l’humidité est entretenue par des sécrétions et qu’elle est richement irriguée.
On n’observe pas de mouvement respiratoire chez le ver de terre.
- Le ver de terre respire-t-il ? Justifier la réponse.
- Retrouver l’organe qui présente les caractéristiques des surfaces d’échange.
- Extraire du texte ces caractéristiques.
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La respiration dans différents milieux exercices corrigés