5° L’apport en nutriments chez les animaux

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Les cellules « brûlent » le glucose grâce au dioxygène. Cette réaction libère de l’énergie thermique et de l’énergie chimique utilisable par les muscles (Rappels 6°). Le glucose est un nutriment

Comment les animaux s’approvisionnent-ils en nutriments ?

Activité 1a : Observons des animaux en train de se nourrir :

Nathan svt 6° 2004

?

Réponses :

Observation : Beaucoup d’animaux font rentrer leur nourriture par la bouche. Est-ce le cas pour tous ?

Activité 1b : Les moyens d'avaler la nourriture chez les insectes

Parmi les insectes, on distingue :

- les broyeurs qui peuvent déchiqueter avec leurs mandibules,

- les suceurs qui ne peuvent qu'aspirer des liquides fluides avec leur trompe molle,

- les lécheurs qui peuvent avaler des liquides plus épais,

- les piqueurs dont la trompe dure peut traverser l'écorce des plantes ou la peau.

Dans le tableau ci-dessous, pour chaque insecte, indique de type d'appareil qu'il possède.

Activité 1c : Les différents moyens d'avaler la nourriture chez les oiseaux

La forme du bec indique le type d'alimentation :

- le bec conique et robuste des Granivores (mangeurs de graines),

- le bec long et fin des Insectivores,

- Le bec long fin et recourbée pour fouiller la vase chez les Limicoles.

- le bec court, crochu des rapaces pour déchiqueter les proies (Carnassiers et Piscivores).

- le bec en forme de paille comme chez les oiseaux mouches qui sont Nectarivores (boire le nectar).

- le bec plat pour tenir les petits poissons, les insectes, les feuilles (Omnivores) 

-le bec creux équipé de fanes (comme un peigne) pour filtrer le plancton (Filtreurs)

Activité 1d : Les différents moyens d'avaler la nourriture chez les mammifères

Les dents humaines

L’homme possède 20 dents quand il est enfant et 32 à l’âge adulte. Chaque catégorie de dent a un rôle bien particulier dans la mastication (le fait de mâcher).

Les incisives tranchent, les canines percent, les prémolaires et les molaires broient.

Vidéo dissection de l’appareil digestif du cochon : les dents du cochon et leur rôle lire jusqu’à 0’44

Chez les mammifères, les dents indiquent le type d'alimentation :

- les carnivores possèdent de fortes canines (les crocs) et des molaires coupantes, capables de déchiqueter la chair et de broyer les os

Technologies et vulgarisation 6°, 1977

- les herbivores ont généralement, sur le devant, de fortes incisives qui leur permettent de couper les végétaux et de larges molaires plates qui les écrasent en bouillie.

exemple du cheval :

Hatier 6°, 1960

Questions :

Voici des mâchoires.

1. Saurais-tu reconnaître les crânes non identifiés ? (indice : ce sont des mammifères fermiers)

2. Peux-tu indiquer le régime alimentaire de chaque animal ?

Source Larousse

Activité 1e : Un mode de nutrition particulier

Le ténia, du latin tænia = ruban, est un vers plat parasite des mammifères.

Ver tænia observé au microscope électronique                 

Les mammifères herbivores mangent les herbes sur lesquelles des fèces (crottes) contaminées ont été déposées. L'œuf éclos dans l'intestin de la vache. L'embryon se déplace et va se cacher dans les muscles de la vache et prend une forme ronde appelée cysticerque qui peut se transformer en ver adulte.
 

Quand l'homme mange de la viande mal cuite (de bœuf ou de porc), le cysticerque est digéré et devient adulte en 3 ou 4 mois. Le ver se maintient en place dans l'intestin au moyen de quatre ventouses situées sur la tête ou scolex. Il possède également une couronne de crochets permettant de renforcer l’action des ventouses. Il n’a pas de bouche ni d’appareil digestif. Sa peau est très fine et transparente. Le ver accroché dans l’intestin de l’homme baigne ainsi au milieu du liquide intestinal formé par les sucs digestifs et les nutriments. La personne infestée maigrit car le ver lui vole ses nutriments. Elle finit par en mourir.

Tête de ver ou scolex observée au microscope

Cycle de vie du ver tænia :                                                                          

  Structure du tænia :

        
http://www.memobio.fr/html/para/pa_fi_tsa.html  http://dimeliandco.net/parasites-du-chat/7/

En arrière de la tête, se trouve la région de croissance d'où se détachent constamment des anneaux ou « proglottis ». Ces anneaux contiennent des œufs, qui après s'être détachés, sont expulsés dans les selles (crottes).   

Détail d’un proglottis observé au microscope x40 montrant des milliers d’œufs :

Questions :

1. Le ver solitaire est-il un producteur de matière ?

2. Quelle est la particularité de l’appareil digestif du ver ?

3. Comment peut-il faire pour se nourrir ?

4. Le tænia grandit de 16 anneaux par jours. Un tænia adulte possède  2000 anneaux. En combien de jour un ver devient-il adulte ? 

5. Un anneau mesure en moyenne 0.8 cm. Quelle est la taille adulte d’un ver ?

Activité 1f : Certains changent d’appareil buccal encours de vie

Ces changements d'alimentation sont souvent liés à une transformation de la bouche et du tube digestif.

Le sphinx à tête de mort :

Le moustique :

La grenouille :

Le chien :

Bilan 1 : Les êtres vivants présentent un lieu d’entrée des éléments nutritifs spécialisé et localisé. Les organes présentent une organisation adaptée en fonction des éléments consommés. Le régime alimentaire d'un animal est donc lié à ses possibilités de saisir et d'avaler sa nourriture.

Trouver et avaler sa nourriture n'est que le début de l'alimentation. Afin d'apporter de l'énergie aux milliers de cellules du corps, la nourriture doit être digérée, c'est-à-dire transformée en nutriments qui pourront se dissoudre dans le sang et se répandre dans tout l'organisme.C’est l’appareil digestif qui s’en charge.

Activité 2a : Un trajet plus ou moins identique :

En fonction du régime alimentaire, le système digestif est différent mais le plan d’organisation général est identique chez tous les animaux qui en possèdent un. Pour aider la digestion, de nombreuses glandes internes sécrètent des liquides capables de dissoudre ou de transformer la nourriture avalée. Déjà, dans la bouche, la salive imprègne tout ce qui est avalé. Au cours du trajet à l'intérieur du corps, d'autres sucs contribuent à la digestion. Chez les serpents, ils sont assez puissants pour dissoudre même les os de l'animal avalé entier. Par contre, les rapaces devront les recracher sous la forme d'une pelote.

Vidéo dissection d’un poisson : de 6min24 à 12 min

Vidéo dissection de l’appareil digestif du cochon :

Activité 2b : Un trajet plus ou moins long à l'intérieur de l’organisme :

La transformation se fait dans le tube digestif qui débute par la bouche et se termine à l'anus qui rejette les déchets (crottes). Les animaux carnivores ont un tube digestif assez court, alors que les herbivores l'ont beaucoup plus long (l'intestin d'une vache est 5 fois plus long que celui d'un lion), car les fibres végétales sont plus difficiles à dissoudre que la chair animale. De plus, les herbivores possèdent un caecum rempli de bactéries qui les aident à digérer les fibres végétales.

Sur le document suivant, le caecum a été colorié en rose.

1. 1. Légende l’appareil digestif de l’opossum à l’aide des mots suivants : gros intestin, intestin grêle, estomac.

   2. Entoure en vert le nom des animaux herbivores. Comment les as-tu reconnus ?

http://drbganimalpharm.blogspot.fr/2013/09/phylogenetic-tree-of-caecums.html

Activité 2c : Une digestion en deux temps est parfois nécessaire : exemple de la vache

Chez les végétariens ruminants comme la vache  (mais aussi le cerf ou le chameau) c'est dans la panse, première poche du tube digestif, où, grâce à des bactéries, que les végétaux  broutés et avalés le matin subissent une première transformation : ils fermentent. 

L’après-midi, pendant une phase de repos : la vache rumine. Des boules de cette pâte végétale fermentée remontent dans la bouche de l'animal qui les mâche, les mélange à de salive et les avale à nouveau. 

La digestion complète peut alors s'accomplir dans les poches suivantes qui sont le bonnet, le feuillet et la caillette et qui constituent à elles trois l’estomac. Les déchets sont rejetés sous forme de crottes. C'est ainsi qu'une alimentation uniquement végétarienne peut se transformer finalement en muscles et en graisse.

  Nathan 6°, 1977

Activité 2d : Une digestion en deux temps est parfois nécessaire : exemple du lapin

Chez le lapin, cette fermentation se passe juste avant l'anus, c'est-à-dire trop tard pour que les nutriments puissent passer dans le sang. C'est pourquoi l'animal mange, à leur sortie de l'anus, ses selles molles qui ne sont pas des déchets, mais des végétaux fermentés. Dans une deuxième digestion, les nutriments passent alors dans le sang et seuls sont rejetés les déchets, sous forme de crottes rondes et dures, les seules que nous retrouvons.

Sur le schéma passe au fluo

1. 1. vert, le trajet de l’herbe jusqu’à l’estomac

   2. jaune, les parties de l’appareil digestif où a lieu la digestion de l’herbe. 

   3. rose, le trajet de l’herbe venant tout juste d’être digérée.

   4. orange, les déchets résultant de la digestion finale de l’herbe.

Schéma général de fonctionnement de la digestion chez le lapin (D'après Lebas, 1979)

http://www.cuniculture.info/Docs/Biologie/biologie-04.htm

Activité 2d : Des aliments digérés qui nourrissent les autres :

Chez les termites, le bois se transforme en nutriments sous l'effet de bactéries contenues dans leur tube digestif et, éventuellement, de champignons cultivés et mangés par ces insectes. Malheureusement, cette transformation se produit trop près de l'anus pour permettre l'assimilation. Les termites se nourrissent alors mutuellement en suçant le liquide nutritif qui sort de l'anus de leurs frères. Ce mode d'alimentation explique la vie communautaire de la termitière.

Activité 2e : Une nourriture plus facile à digérer pour les petits 

Les mammifères femelles sécrètent, dans leurs mamelles, du lait que viennent téter leurs petits.

Le pigeon sécrète dans son jabot un liquide blanc qu'il donne à ses petits.

Les jeunes de certains oiseaux de mer fouillent dans la gorge de leurs parents pour puiser de la bouillie de poisson, déjà un peu digérée.

Le petit koala suce parfois l'anus de sa mère ; il ne mange pas ses crottes mais de la bouillie de feuilles à moitié digérée.

Le miel est la nourriture fabriquée par les abeilles avec le nectar des fleurs pour nourrir les jeunes larves et leurs compagnes de la ruche.

Bilan 2 : Chez les animaux, la matière organique grossière (aliments) doit être transformée en matière organique microscopique (nutriments).

En fonction du régime alimentaire, le système digestif est différent mais le plan d’organisation général est identique chez tous les animaux.

Démarche d’investigation pour répondre à cette question

Activité 3 a : Quelle partie de l’appareil digestif récupère les nutriments issus de la digestion des aliments ?

On sait que les organes prélèvent le glucose (sucre) dans le sang

On sait que le glucose est contenu dans les aliments et que ceux-ci sont digérés par l’appareil digestif.

Il est logique de penser que l’appareil digestif doit être parcourue par de nombreux vaisseaux sanguins

Observons le contenu des différentes parties de l’appareil digestif d’un lapin ainsi que leur irrigation sanguine. 

hatier 5°, 1995

On constate que seul l’intestin grêle contient des éléments liquides et une grande quantité de vaisseaux sanguins.

irrigation sanguine de l'intestin de lapin

Hatier SVT 5°, 1995

Belin 2009

1. Analyse des documents et complète le texte à trous :

On constate que la paroi de l’intestin grêle contient une grande quantité de …………………………......................

On peut donc supposer que le passage des nutriments se fait au niveau de ………………………………………………..

Observons la composition sanguine à l’entrée et à la sortie de l’intestin de lapin

2. Analyse le tableau puis dans le texte suivant entoure la bonne proposition et complète les trous :

On constate que le sang entrant / sortant est plus riche en nutriments que le sang entrant/sortant dans les intestins. On en déduit que l’…………………………est bien le lieu de prélèvement des nutriments. Ainsi en fin de digestion, les nutriments traversent la ………………………intestinale, passent dans le ………………. qui les distribue à toutes les cellules du corps. 

Schéma d’une villosité (repli de peau) intestinale

Image d’une coupe transversale d’intestin grêle montrant les villosités de la paroi

http://www.ac-grenoble.fr/disciplines/svt/file/ancien_site/log/5eme/52/MVHtmlExport/Activit__11___Le_passage_des_nutriments_dans_l.htm

Activité 3 b Quel est le moteur de la circulation sanguine ?

On sait que lors d’un effort, le cœur bat plus vite (rappels de 6ème)

On sait qu’il y a deux sortes de sang qui circulent dans notre organisme : le sang riche en dioxygène et le sang riche en dioxyde de carbone.

Hypothèse : On peut donc supposer que le cœur met en circulation le sang et qu’il est divisé en deux circuits, un pour chaque sorte de sang

Expérimentation : Observons la structure du cœur

Vidéo dissection du cœur de porc :

https://www.youtube.com/watch?v=fjaRRC6okDY&list=PLic4mgxaNFNbrCJGzZPInlIPwuoR9e5Xw&index=1

Léo est un élève peu minutieux : il a bien écrit les légendes autour du schéma du cœur mais il a oublié les flèches de légendes et le titre !

1. Finis son travail.

2. Indique à l’aide de flèches rouges et de flèches bleues, le sens de circulation du sang riche en dioxygène et du sang riche en dioxyde de carbone.

Interprétation

Complète le texte à trous :

On constate que le cœur le cœur est un muscle creux divisé en …………. circuits organisés de la même façon : arrivée du sang par des ………….…………., remplissage de l’…………. …………. puis du …………. …………. et sortie du sang par une ………….………….. Les …………. ………….  servent de porte entre chaque compartiment. 

On en déduit que le cœur met en circulation le sang de deux circuits : un circuit pour le sang riche en …………. ………….……………………..  qui sera envoyé par le cœur …………. …………. vers les poumons puis, une fois débarrassé de ce dioxyde de carbone et enrichi en ………….………….…………., le sang sera récupéré et renvoyé par le cœur …………. ………….  à l’ensemble de l’organisme.

Conclusion :

Sur le schéma de la circulation sanguine suivant :

a) Écris le nom de chaque organe sous le dessin de celui-ci : cœur, poumon, muscle

b) Place des flèches de légendes à l’aide des mots suivants : artère aorte, veine cave, artère pulmonaire, capillaires, veine pulmonaire.

c) Dessine des flèches rouges et bleue indiquant le sens de circulation du sang au niveau des gros vaisseaux

d) À l’aide de flèches rouges et bleues, indique le sens des échanges gazeux au niveau des capillaires entre :

• Le sang et l’air des poumons

• Le sang et le muscle

Bilan 3 : Les animaux récupèrent les nutriments dont ils ont besoin grâce la digestion des aliments. Ces nutriments passent dans le sang au niveau de l’intestin. Dans de nombreux groupes comme les mammifères ou les oiseaux, la circulation du sang réalisée dans un système clos (fermé) de vaisseaux sanguins, assure la distribution des nutriments et du dioxygène aux organes. Le sang est mis en mouvement par le cœur. Le cœur est un muscle creux constitué de deux circuits : un circuit pour le sang riche en dioxygène et un circuit pour le sang riche en dioxyde de carbone.

On rappelle que les cellules lors de leur activité libère un déchet : l’urée (chapitre précédent).

Activité 4 Quel organe enlève l’urée du sang ?

On sait que quand on boit beaucoup d’eau, peu de temps après on va aux toilettes. L’urine est alors claire. Or on constate que l’urine du matin, après 8 heures sans aller aux toilettes, est très foncée.

On sait que le sang contient un déchet des cellules appelée urée et que c’est le rein qui l’enlève du sang. 

On sait que les reins fabriquent de l’urine.

On peut donc supposer que l’urine contient l’urée, déchet issu de l’activité des cellules

Expérimentation : Comparons la composition du sang sortant du rein et la composition de l’urine 

Bréal, svt 5°, 2006

Interprétation : 

1. Complète le texte à trou

On constate que de tous les constituants du sang, on ne retrouve que l’........................ et des ........................dans l’urine : l’urée a été totalement prélevée puisque le sang sortant possède un taux d’urée égal à ..................g/L. Les nutriments (glucides, lipides, protides) restent dans le sang.

On en déduit que le rôle du rein est d’éliminer les déchets du sang par l’intermédiaire de l’..................

2. Complète les légendes de l’appareil urinaire de l’Homme avec les mots suivants : vessie, uretère, urètre, rein. Tu peux t’aider d’un dictionnaire.

3. Trace des flèches orange pour dessiner le trajet de l’urine

Schéma de l’appareil urinaire de l’Homme :

Activité 4b : le système urinaire du taureau

http://www.fao.org/docrep/t0690f/t0690f04.htm                      hatier svt cycle 4, 2016

Activité 4c ; le système urinaire des oiseaux

Bilan 4 : L’urée est le déchet provenant de l’utilisation des nutriments par les cellules. Le sang transporte l’urée jusqu’à un organe spécialisé dans son élimination : le rein. Ce dernier filtre le sang et produit un liquide riche en urée, l’urine qui sera stockée dans la vessie puis éliminée par « miction » (faire pipi). 

Légendes :

rouge = dioxygène

beleu = dioxyde de carbone

vert = glucose

orange =urée