Fiche de révision : Cerveau et reproduction humaine

Plan du Cours

  1. Organisation et fonctions du corps humain
  2. Organes, appareils et systèmes
  3. Digestion et transformation des aliments
  4. Absorption et transport des nutriments
  5. Assimilation et stockage des nutriments
  6. Fonctionnement du cœur
  7. Effort et adaptations physiologiques
  8. Appareil locomoteur et système nerveux
  9. Organisation et fonctions cérébrales
  10. Neurones et transmission nerveuse
  11. Puberté et transformations
  12. Appareils reproducteurs et fécondation
  13. Développement embryonnaire et placenta
  14. Stress et apprentissages
  15. Sommeil et fonctions cognitives

1. Organisation et fonctions du corps humain

Notions clés & Définitions

  • Homéostasie : Maintien constant des paramètres du milieu de l’organisme, comme la température et la glycémie.

★ À maîtriser

  • Le corps humain est un être vivant qui provient d’un autre être vivant, ne se renouvelle pas seul et échange avec les autres êtres vivants et son milieu.

  • Les quatre grandes fonctions physiologiques sont :

    • la nutrition
    • la reproduction
    • la relation
    • la régulation
  • La relation permet les échanges entre l’organisme et le milieu extérieur, la coordination des activités de l’organisme et la motricité.

Compléments

  • La cellule est l’unité structurelle d’un être vivant, qui peut être unicellulaire ou pluricellulaire.

  • L’ADN joue un rôle capital dans la conservation du patrimoine génétique.

  • La nutrition permet de se nourrir, de s’hydrater et de recevoir de l’énergie.

  • La reproduction assure la transmission de la vie et la continuité de l’espèce.

2. Organes, appareils et systèmes

Notions clés & Définitions

  • Appareil : Ensemble d’organes.
  • Système : Ensemble de structures non délimitées et diffuses dans l’organisme.

★ À maîtriser

  • L’être humain est pluricellulaire : ses cellules spécialisées s’organisent en tissus, qui forment des organes regroupés en appareils.

  • Les conceptions initiales des enfants doivent être prises en compte, car le visible ou le palpable peut conduire à des conceptions fausses du corps.

📌 Pour enseigner le corps humain aux enfants, il faut vérifier leurs connaissances avant la séance, expliquer toutes les étapes et simplifier sans oublier que la simplification éloigne de la réalité.

Compléments

  • Les exemples de systèmes cités sont :

    • le système endocrinien
    • le système immunitaire
    • le système nerveux
  • Un enfant peut imaginer l’intérieur du corps comme un grand sac et ne pas relier une fonction à l’organe qui l’assure.

Astuce mémo

Un appareil rassemble des organes ; un système est diffus dans l’organisme.

3. Digestion et transformation des aliments

Notions clés & Définitions

  • Nutriment : Substance directement utilisable par l’organisme.
  • Enzyme : Substance chimique fabriquée par une glande, contenue dans les sucs digestifs et qui dégrade les aliments sous l’action de l’eau ; une enzyme agit sur une seule molécule.
  • Aliment : Substance servant de nourriture et pouvant être digérée.
  • Suc digestif : Substance fabriquée par certains organes du tube digestif et qui transforme les aliments en éléments solubles.

★ À maîtriser

  • La digestion transforme mécaniquement et chimiquement les aliments en nutriments.

  • Dans la bouche, à pH 7, la mastication et la salive humidifient les aliments, et l’amylase salivaire agit sur l’amidon et ses dérivés.

  • Dans l’estomac, à pH 2-4, le brassage assure une action mécanique et la salive ainsi que le suc gastrique participent à l’action chimique.

  • Dans le duodénum, à pH 4-5, les contractions assurent l’action mécanique, tandis que la bile émulsifie les lipides et le suc pancréatique participe à leur transformation.

  • Dans l’intestin grêle, les trypsines pancréatiques découpent les peptides en fragments plus petits et les peptidases intestinales les transforment en acides aminés.

Compléments

  • La fonction de nutrition est assurée par les appareils digestif, respiratoire, cardiovasculaire et urinaire, qui contribuent à approvisionner les cellules en nutriments et en gaz respiratoires et à éliminer les déchets.

  • Le foie et le pancréas sont des glandes qui participent activement à la digestion.

  • Dans l’œsophage, à pH 5-7, le péristaltisme assure une action mécanique et l’amylase salivaire poursuit son action chimique sur l’amidon et ses dérivés.

  • Dans l’estomac, la pepsine transforme les protéines en peptides et la lipase transforme les lipides, notamment les triglycérides, en acides gras.

  • Dans le jéjunum et l’iléon, à pH 5-8, le brassage et les contractions accompagnent l’action de la bile, du suc pancréatique et du suc intestinal.

  • Dans l’intestin grêle, l’amylase pancréatique transforme l’amidon en maltose, puis la maltase transforme le maltose en glucose.

  • Dans l’intestin grêle, la saccharase transforme le saccharose en fructose et en glucose, tandis que la lactase transforme le lactose en galactose et en glucose.

Astuce mémo

Bouche → œsophage → estomac → intestin grêle.

4. Absorption et transport des nutriments

Notions clés & Définitions

  • Chyle : Liquide riche en nutriments obtenu dans l’intestin.

★ À maîtriser

  • Dans le côlon, les contractions compactent les résidus et le microbiote intestinal réalise des fermentations.

  • Lors de l’absorption intestinale, les liquides et les nutriments passent dans le sang, qui les transporte d’un organe à l’autre.

  • Les villosités intestinales offrent une surface d’échange de 250 m² et sont richement vascularisées par des capillaires sanguins et lymphatiques.

  • Le sang transporte les sucres simples, les acides gras courts, le glycérol et les acides aminés, tandis que la lymphe transporte les acides gras longs et les triglycérides.

  • Les glucides sous forme de sucres simples fournissent 4 kcal par gramme, les lipides sous forme d’acides gras 9 kcal par gramme et les protides sous forme d’acides aminés 4 kcal par gramme.

  • La fermentation lactique transforme le glucose en acide lactique et en énergie par une voie anaérobie, rapide mais à faible rendement de 2 %.

  • La respiration aérobie oxyde le glucose ou les acides gras avec du dioxygène et produit du dioxyde de carbone, de l’eau et de l’énergie, avec un rendement de 40 %.

Compléments

  • Le découpage des aliments réduit la taille de l’amidon et des peptides, ce qui permet leur passage dans les villosités.

  • Le sang et la lymphe transportent les vitamines, les sels minéraux et l’eau.

  • L’eau est également absorbée tout le long du côlon.

  • Les nutriments apportent de l’énergie, permettent la croissance et servent à fabriquer ou renouveler des éléments de l’organisme, comme l’épiderme renouvelé en environ 28 jours.

  • Lors d’un effort, l’organisme utilise à la fois le glucose et des acides gras, dans des proportions variables selon l’intensité et la durée de l’effort ; les réserves de glucose ne sont pas systématiquement épuisées au bout d’environ 20 minutes.

  • Une calorie (Cal) est la quantité de chaleur nécessaire pour élever de 1 °C la température de 1 g d’eau à une pression de 1 atm, et 1 Cal équivaut à 4,185 J.

5. Assimilation et stockage des nutriments

Notions clés & Définitions

  • Catabolisme : Ensemble des réactions chimiques de destruction et d’élimination qui produisent de l’énergie.
  • Anabolisme : Ensemble des réactions chimiques qui fabriquent de nouveaux éléments en intégrant des nutriments dans de nouveaux composés et nécessitent de l’énergie.

★ À maîtriser

  • Les acides aminés ne sont pas stockés : ils sont utilisés pour l’anabolisme, éliminés ou, plus rarement, convertis en glucose et en acides gras.

  • Le glucose est stocké sous forme de glycogène dans le foie, ce qui contribue à maintenir son taux sanguin et à répondre aux besoins lors d’un effort ou lorsque ce taux diminue au cours de la journée.

Compléments

  • L’assimilation renouvelle les structures et les composés cellulaires et contribue à la croissance, au fonctionnement et à l’entretien cellulaires ainsi qu’à la production de nouvelles cellules.

  • Les acides gras sont stockés sous forme de triglycérides dans le tissu adipeux.

  • Le fer est stocké dans le foie, tandis que le calcium et le magnésium sont stockés dans les tissus osseux.

  • Les vitamines liposolubles A, D, E et K sont stockées dans le foie et le tissu adipeux, tandis que les autres vitamines sont généralement peu stockées, à l’exception notamment de la vitamine B12, stockée dans le foie.

Astuce mémo

Catabolisme détruit et libère de l’énergie ; anabolisme construit et en consomme

6. Fonctionnement du cœur

Notions clés & Définitions

  • Cœur : Muscle strié à fonctionnement automatique composé de quatre cavités : deux oreillettes, ou atriums, droite et gauche, et deux ventricules, droit et gauche.

★ À maîtriser

  • Le cycle cardiaque comprend la diastole, pendant laquelle le cœur se relâche et se remplit, puis la systole, pendant laquelle il se contracte et éjecte le sang dans les artères.

  • Le cœur reçoit le sang venant des organes par les veines et le propulse vers les organes par les artères.

Compléments

📌 La systole se décompose en deux phases : la systole atriale et la systole ventriculaire.

  • Le débit cardiaque indiqué est de 5 L par minute.

  • Le cœur est vascularisé par un réseau artériel coronaire qui, en cas de défaillance, peut être associé à un infarctus du myocarde.

  • Le sang du côté droit du cœur, appauvri en O₂ et riche en CO₂, retourne aux alvéoles par l’artère pulmonaire afin que le CO₂ soit expiré.

7. Effort et adaptations physiologiques

Notions clés & Définitions

  • Limites physiologiques de l’organisme : Maximum que le corps peut réaliser avant de diminuer ses performances.

★ À maîtriser

  • À l’effort, la fréquence cardiaque et la fréquence respiratoire augmentent en fonction de l’intensité de l’effort.

  • L’augmentation de l’activité musculaire accroît les besoins en énergie, notamment en glucose, et en O₂, ce qui s’accompagne d’une augmentation des débits ventilatoire et cardiaque.

Compléments

📌 Le débit sanguin varie selon les organes, car ils n’ont pas tous les mêmes besoins en oxygène pendant l’effort et le cerveau régule cette répartition en circuit parallèle.

  • La fréquence cardiaque maximale diminue avec l’âge, et la fréquence cardiaque maximale moyenne est de 200.

  • Une activité physique régulière contribue à maintenir un cœur capable d’augmenter rapidement sa fréquence à l’effort.

  • Lors d’un séjour en altitude, le corps produit de l’EPO, qui stimule la production de globules rouges et augmente ainsi le transport de l’oxygène ; le volume de globules rouges atteint un maximum au bout d’une semaine.

📌 Un excès de globules rouges épaissit le sang et augmente le risque d’obstruction artérielle et d’infarctus, ce qui constitue un risque du dopage.

Astuce mémo

Activité musculaire accrue → besoins en glucose et en O₂ accrus.

8. Appareil locomoteur et système nerveux

Notions clés & Définitions

  • Réflexe : Réaction involontaire, rapide et stéréotypée déclenchée en réponse à un stimulus.
  • Système nerveux central : Le système nerveux central comprend l’encéphale — cerveau, cervelet et tronc cérébral — ainsi que la moelle épinière.
  • Système nerveux périphérique : Le système nerveux périphérique comprend les nerfs rachidiens sensitifs et moteurs issus de la moelle épinière.

★ À maîtriser

📌 Une entorse correspond à des ligaments étirés ou cassés, tandis qu’une luxation correspond à la sortie d’un os de son articulation et s’accompagne souvent d’une rupture ligamentaire.

  • La contraction musculaire raccourcit le muscle et déplace l’os auquel il est attaché par un tendon.

  • Le réflexe myotatique répond à l’étirement d’un muscle par sa contraction et participe au maintien de la posture et de l’équilibre ; son circuit passe par la moelle épinière et forme un arc réflexe.

Compléments

  • Les articulations sont des zones de contact entre les os, et leur surface cartilagineuse est lubrifiée par la synovie, qui favorise le glissement des cartilages.

📌 Les muscles fléchisseurs et extenseurs sont antagonistes, car ils produisent des actions contraires.

  • La commande volontaire du mouvement provient des aires motrices cérébrales, et chaque partie du corps correspond à une zone définie.

  • La commande motrice est controlatérale : l’hémisphère droit commande la partie gauche du corps et inversement, avec un croisement à la base de la nuque.

Astuce mémo

Commande réflexe : involontaire ; commande volontaire : issue des aires motrices cérébrales.

9. Organisation et fonctions cérébrales

★ À maîtriser

  • Le cerveau intègre les informations sensorielles, produit des perceptions et permet une réponse adaptée.

  • Chaque zone du cerveau contrôle une partie ou une fonction définie.

  • La plasticité cérébrale permet de réorganiser les connexions neuronales et peut contribuer à la récupération après une lésion cérébrale.

Compléments

  • Les corps cellulaires des neurones se trouvent dans la substance grise du cortex et dans les noyaux gris profonds.

  • Les aires cérébrales communiquent entre elles et les cellules gliales sont essentielles au bon fonctionnement des neurones.

  • Le système limbique relie les deux hémisphères et participe au traitement de l’information et à la gestion des émotions.

  • Le lobe temporal intervient dans l’audition, l’équilibre, l’interprétation du sens des mots lus et entendus, la mémoire et les émotions.

10. Neurones et transmission nerveuse

Notions clés & Définitions

  • Neurone : Constitué d’un corps cellulaire, d’un axone et de dendrites.

★ À maîtriser

  • Le cerveau contient entre 85 et 100 milliards de neurones, qui communiquent au niveau des synapses et génèrent puis transmettent des informations sous forme d’influx nerveux.

  • Le neurone reçoit l’information par les dendrites, la traite dans le corps cellulaire et transmet une réponse par l’axone, dont la terminaison forme un bouton synaptique.

Compléments

  • L’apprentissage joue un rôle important dans la plasticité cérébrale, qui permet au cerveau de réorganiser ses connexions neuronales.

  • Certaines substances exogènes imitent des neurotransmetteurs, notamment la nicotine, le THC du cannabis et la morphine.

  • La cocaïne et l’ecstasy augmentent la quantité de neurotransmetteurs, tandis que l’alcool bloque un neurotransmetteur.

📌 Un récepteur est spécifique : un récepteur à la dopamine ne reçoit que la dopamine.

Astuce mémo

Dendrites → corps cellulaire → axone

11. Puberté et transformations

Notions clés & Définitions

  • Puberté : Période de la vie au cours de laquelle un être humain devient capable de se reproduire.

★ À maîtriser

  • La puberté se caractérise par des transformations morphologiques, physiologiques et psychologiques et débute généralement entre 8 et 13 ans chez la fille et entre 10 et 14 ans chez le garçon.

Compléments

📌 La puberté correspond à l’acquisition de la capacité à se reproduire, tandis que l’adolescence désigne une période de la vie distincte de la puberté.

  • Les caractères sexuels secondaires apparaissent à la puberté, alors que les caractères sexuels primaires, comme la vulve, les ovaires, l’utérus, le pénis et les testicules, sont présents dès la naissance.

  • Les principales transformations corporelles comprennent :

    • L’apparition de la pilosité pubienne et axillaire
    • Le développement des seins chez la fille
    • Le développement du pénis chez le garçon
    • L’apparition des premières règles
    • L’apparition des premières éjaculations nocturnes
    • La mue de la voix chez le garçon
  • À la puberté, les hanches s’écartent chez la fille, tandis que les épaules s’élargissent et la musculature se développe chez le garçon.

  • La croissance pubertaire indiquée est de 8 cm par an chez la fille et de 10 cm par an chez le garçon.

Astuce mémo

Puberté : capacité de reproduction ; adolescence : période de vie plus large

12. Appareils reproducteurs et fécondation

Notions clés & Définitions

  • Hormone : Substance produite par une glande, qui circule dans le sang, se fixe sur un autre organe et modifie son activité.
  • Sperme : Formé par l’association des spermatozoïdes et du liquide séminal nourricier.

★ À maîtriser

  • Les testicules, situés dans le scrotum à l’extérieur du corps, fabriquent des spermatozoïdes dès la puberté et produisent de la testostérone.
  • Les spermatozoïdes sont stockés dans l’épididyme, passent ensuite dans le canal déférent, rejoignent la prostate et les vésicules séminales, puis circulent dans l’urètre et sortent par l’orifice uro-génital lors de l’éjaculation.

  • L’ovaire n’est pas directement relié à l’utérus : l’ovule libéré est capté par le pavillon d’une trompe, où il peut rencontrer les spermatozoïdes.

  • 🔄 La fécondation interne se déroule ainsi :

    1. Les spermatozoïdes déposés dans le vagin remontent jusqu’aux trompes
    2. Si l’ovulation a eu lieu, un spermatozoïde peut rencontrer l’ovule
    3. La fécondation forme une cellule-œuf

Compléments

  • Le développement des organes reproducteurs est déclenché par des hormones, et le poids, l’alimentation ainsi que l’activité physique influent sur le fonctionnement des ovaires.

  • Une modification des tissus graisseux, par exemple lors d’anorexie ou d’une pratique sportive sans masse graisseuse suffisante, peut entraîner un retard ou une interruption de la puberté.

  • Les testicules produisent environ 200 millions de spermatozoïdes par jour dès la puberté et jusqu’à la mort.

  • Les spermatozoïdes sont des gamètes mâles mobiles grâce à leur flagelle et mesurent 50 μm de longueur.

  • Les spermatozoïdes sont produits continuellement dès la puberté dans les tubes séminifères.

  • L’utérus est un muscle creux en forme de pyramide inversée, dont la paroi comprend un endomètre riche en vaisseaux sanguins.

  • La vulve comprend les grandes lèvres, qui protègent la région, le clitoris, organe du plaisir, et les petites lèvres, situées à l’entrée du vagin.

  • Les ovules sont des gamètes femelles présents dans les ovaires dès la naissance, à raison d’environ 100 000.

  • De la puberté à la ménopause, un ovule est libéré par cycle, dont la durée indiquée est de 26 à 30 jours.

Astuce mémo

Vagin → utérus → trompes : trajet des spermatozoïdes

13. Développement embryonnaire et placenta

Notions clés & Définitions

  • Embryon : Nom donné au bébé pendant les deux premiers mois de la grossesse, période de formation des organes, et qui résulte de la fécondation puis de la division de la cellule-œuf.
  • Placenta : Tissu issu des cellules de l’embryon, formé par leur regroupement, qui permet l’implantation dans la muqueuse utérine et les échanges avec le sang maternel grâce à ses villosités et à ses capillaires.
  • Contraception : Ensemble des méthodes visant à empêcher une grossesse non désirée lors d’un rapport sexuel.

★ À maîtriser

  • À deux mois de grossesse, les organes sont constitués et l’embryon devient un fœtus.
  • 🔄 Le développement précoce suit ces étapes :
    1. La cellule-œuf se divise après la fécondation.
    2. L’embryon s’implante dans la muqueuse utérine au sixième jour.
    3. L’embryon se développe dans l’utérus.

📌 Les méthodes contraceptives chimiques empêchent la production de cellules reproductrices, tandis que les méthodes mécaniques empêchent la fécondation ou la nidation.

Compléments

  • Les villosités choriales du placenta, richement vascularisées, permettent des échanges avec le sang maternel, notamment d’oxygène, de dioxyde de carbone, de nutriments et d’hormones.

  • Les substances exogènes pouvant traverser le placenta comprennent :

    • l’alcool
    • la nicotine
    • des médicaments
    • des drogues
  • Le cordon relie le placenta au bébé et transporte notamment l’oxygène, les nutriments et les protéines vers le bébé, ainsi que le dioxyde de carbone vers le sang maternel.

  • Les moyens de contraception cités comprennent :

    • la pilule
    • le stérilet
    • l’implant
    • le patch
  • La diversité des méthodes contraceptives permet de choisir celle qui est la plus adaptée à sa situation.

  • Au cycle 3, l’éducation à la sexualité aborde : le respect du corps, le fait de dire non, la puberté et les changements corporels, les émotions, les relations aux autres, les risques liés à l’exposition à la pornographie et aux écrans

Astuce mémo

Fécondation → division → implantation → développement

14. Stress et apprentissages

Notions clés & Définitions

  • Stress : Mécanisme adaptatif face à une menace de l’équilibre du corps et de l’esprit, qui relie l’organisme à son environnement et aide à endurer des contraintes pour survivre.

★ À maîtriser

📌 Le stress aigu correspond à de brefs moments de tension associés à un changement émotionnel, tandis que le stress chronique correspond à un stresseur récurrent ou soutenu pendant une longue période et peut entraîner des conséquences physiques et psychologiques durables.

  • 🔄 La réponse au stress aigu comporte deux étapes :
    1. Le système nerveux autonome prépare rapidement le corps au combat ou à la fuite.
    2. L’axe hypothalamique pituitaire surrénalien réagit plus lentement.
    3. Le cortisol contribue à apaiser le stress.

Compléments

  • L’axe hypothalamique pituitaire surrénalien produit ses effets 20 à 30 minutes après l’apparition du stresseur.

  • Le stress aigu peut avoir un effet positif sur la motivation extrinsèque dans un contexte peu compétitif et peut aider à se préparer à une épreuve lorsqu’il est bien géré.

  • Le stress chronique peut affaiblir le système immunitaire, favoriser des maladies chroniques et auto-immunes et rendre les enfants moins disponibles pour les apprentissages.

  • Les pistes de gestion du stress citées sont :

    • la connaissance du phénomène
    • les exercices de relaxation
    • la cohérence cardiaque
    • l’activité physique

15. Sommeil et fonctions cognitives

★ À maîtriser

  • Le sommeil contribue à maintenir l’équilibre neuronal en renforçant les circuits cérébraux actifs et en élaguant les connexions superflues, ce qui participe à la consolidation des apprentissages et au tri des informations.

  • Pendant le sommeil, la réactivation de traces mnésiques dans l’hippocampe sélectionne et renforce les informations pertinentes, puis le sommeil paradoxal contribue à la généralisation des apprentissages et à leur consolidation à long terme.

Compléments

  • Le système glymphatique élimine pendant le sommeil des déchets potentiellement neurotoxiques accumulés dans le système nerveux central durant l’éveil.

  • Le manque de sommeil diminue la densité et l’efficacité synaptiques dans l’hippocampe, impliqué dans l’encodage des informations, et peut entraîner des difficultés de mémorisation.

  • Le manque de sommeil peut provoquer des comportements de persévération, des troubles du jugement et de la planification, ainsi qu’une diminution de l’attention sélective.

  • Le manque de sommeil rend plus difficile l’ignorance des informations non pertinentes et le maintien de l’attention dans le temps.

  • Le stress est une cause importante du manque de sommeil, alors que le sommeil joue un rôle important dans les apprentissages.

Astuce mémo

Sommeil → consolidation et nettoyage ; manque de sommeil → attention et mémoire altérées

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1. Quelle description caractérise le corps humain en tant qu’être vivant dans ses relations avec son origine et son milieu ?

2. Quelles sont les quatre grandes fonctions physiologiques du corps humain ?

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De quel type d’être vivant le corps humain provient-il ?

D’un autre être vivant.

Quelles sont les quatre grandes fonctions physiologiques ?

La nutrition, la reproduction, la relation et la régulation.

Que permet la relation entre l’organisme et son milieu extérieur ?

Les échanges entre l’organisme et le milieu extérieur.

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