Nutrition, respiration et système cardiovasculaire : fiche de révision

1Le cours condensé

Pour fonctionner, chaque cellule de l’organisme a besoin de nutriments et de dioxygène, et rejette du dioxyde de carbone et des déchets. Trois appareils coopèrent pour l’approvisionner.

L’appareil digestif transforme les aliments en nutriments. La digestion est mécanique (mastication, brassage) et surtout chimique : des enzymes découpent les grosses molécules en petites molécules solubles (l’amylase de la salive commence à transformer l’amidon en sucres simples). Les nutriments passent dans le sang au niveau de l’intestin grêle, dont la paroi plissée en villosités offre une immense surface d’absorption. Les résidus non digérés sont éliminés.

L’appareil respiratoire assure les échanges gazeux dans les alvéoles pulmonaires : le dioxygène de l’air passe dans le sang, le dioxyde de carbone du sang passe dans l’air expiré. Dans le sang, le dioxygène est transporté par l’hémoglobine des globules rouges.

L’appareil circulatoire distribue tout cela. Le cœur est un muscle creux à quatre cavités (deux oreillettes, deux ventricules) qui fonctionne comme une double pompe : le cœur droit envoie le sang vers les poumons (circulation pulmonaire), le cœur gauche vers tous les organes (circulation générale). Les artères partent du cœur, les veines y reviennent, les capillaires très fins permettent les échanges dans les organes. Le débit cardiaque est le volume de sang éjecté par minute : fréquence cardiaque × volume éjecté à chaque battement, de l’ordre de 5 L/min au repos. À l’effort, fréquences cardiaque et respiratoire augmentent pour fournir plus de dioxygène et de glucose aux muscles.

Une alimentation équilibrée apporte l’énergie nécessaire (exprimée en kilojoules ou kilocalories) et tous les groupes d’aliments, sans excès de sucres, de graisses et de sel. Déséquilibres et sédentarité favorisent l’obésité, le diabète de type 2 et les maladies cardiovasculaires ; le tabac abîme les artères.

2Repères et formules à connaître par cœur

Aliments → nutriments (par les enzymes) → absorption dans l’intestin grêle → sang. Alvéoles pulmonaires : O₂ entre dans le sang, CO₂ en sort. Globules rouges : transport du dioxygène par l’hémoglobine. Cœur : 2 oreillettes + 2 ventricules, double circulation. Artère : quitte le cœur ; veine : y revient ; capillaire : échanges. Débit cardiaque (L/min) = fréquence cardiaque (battements/min) × volume d’éjection (L par battement) ; environ 5 L/min au repos, plusieurs fois plus à l’effort. Les cellules musculaires utilisent glucose + dioxygène et rejettent dioxyde de carbone + eau en libérant de l’énergie. Énergie des aliments : en kJ (ou kcal).

3Ce qui tombe au brevet et les pièges

L’épreuve de sciences du brevet 2027 dure 1 heure, sur deux disciplines sur trois annoncées deux mois avant ; chaque discipline est notée sur 10 points, dont 1 point de maîtrise de la langue, sur une seule copie (note de service MENE2623228N). Ce chapitre tombe très souvent par le biais du sport ou de l’alimentation.

Exercices types : comparer la composition du sang entrant et sortant d’un muscle ou d’un poumon (tableau de concentrations en O₂, CO₂, glucose) et conclure sur les échanges ; calculer un débit cardiaque au repos et à l’effort et expliquer l’augmentation ; analyser un menu ou une étiquette (apport énergétique, excès de sucre) et proposer un rééquilibrage ; relier tabac ou sédentarité à un risque cardiovasculaire d’après un graphique ; expliquer le rôle d’une enzyme à partir d’une expérience (amidon + salive + eau iodée).

Pièges : confondre respiration (échanges gazeux) et ventilation (mouvements d’air) ; dire que les veines transportent toujours du sang « pauvre en O₂ » (la veine pulmonaire transporte du sang riche en O₂) ; oublier l’unité dans un calcul de débit ; écrire que les aliments passent dans le sang (ce sont les nutriments) ; conclure sans comparer les chiffres du document.

4Comment s’entraîner

Schématise la double circulation avec les quatre cavités et le sens du sang, et refais-le jusqu’à le dessiner en deux minutes. Fais trois calculs de débit cardiaque avec des valeurs différentes (repos, marche, course) en écrivant la formule, le calcul et l’unité. Reprends un tableau d’analyse de sang d’annale et rédige la conclusion attendue en deux phrases. Un QCM généré depuis ta fiche révèle les confusions artère/veine et aliment/nutriment.