a Élyse Brodeur 7 éve
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Dans ce cours, l’adulte étudie des problématiques et des objets techniques et il cherche des réponses ou des solutions à des problèmes variés.
Ainsi, à partir de concepts de l’univers vivant, il se construit des connaissances sur les systèmes nerveux, respiratoire, circulatoire et lymphatique du corps humain. Ces dernières l’amènent à comprendre et à expliquer les facteurs en cause dans différentes problématiques scientifiques impliquant certains de ces systèmes.
Les connaissances liées aux différents systèmes du corps humain sont en relation avec l’univers matériel pour ce qui est tant des ondes associées aux récepteurs auditifs et visuels que des fluides de la respiration et de la circulation. C’est ainsi que, d’une part, il saisit le rôle des réseaux d’échange d’information et de matière du corps humain dans ses relations avec le milieu extérieur et que, d’autre part, il peut mieux comprendre les principes qui sous-tendent le fonctionnement de certaines applications technologiques.
Des concepts de l’univers technologique lui offrent également l’occasion de construire des connaissances sur la fabrication de vaccins, lesquelles peuvent servir dans des situations traitant des mécanismes de défense du corps humain.
(Tiré du Programme de la FBD, Science et technologie)
Une SAÉ a été déposée sur le site d'Alexandrie FGA:
Pour la partie pratique de l'évaluation (40%), l’adulte doit résoudre un problème portant sur les interactions des systèmes du corps humain avec le milieu extérieur à l’aide de l'expérimentation. Les tâches demandées incluent le fait de compléter un protocole fourni traitant des ondes ou des fluides, la manipulation du matériel de laboratoire et un compte rendu en rapport avec le problème de départ. (DDÉ)
Rôle primordial dans l'histoire du cinéma et de la photographie
Développement de la télégraphie sans fil
Découverte des Rayons X
Découverte des ondes hertziennes
Inventeur du télescope à réflexion
Découverte des groupes sanguins ABO
Vaccin contre la poliomyélite
Greffons
Antibiotiques
Antiseptiques
Logiciel permettant aux handicapés de communiquer à l'aide du code Morse
Imagerie par résonance magnétique
Rayons X
Échographie
Jumelles
Satellites de communication
Lecteur de cédérom
Instrument de musique
Lentille
Haut-parleur
Téléphone
Télévision
Stimulateur cardiaque
Stéthoscope
Sphygmomanomètre
Inhalateur
Masque à gaz
Poumon artificiel
La fonction principale du vaccin est de permettre la fabrication, par le corps, d’agents biologiques naturels qui renforcent les défenses de l’organisme par rapport aux éléments pathogènes visés.
Décrire le procédé de fabrication d’un vaccin.
Un système de transport interne assure la circulation de substances sélectionnées par l’organisme (l’eau, l’oxygène, le dioxyde de carbone, certains nutriments, les sels minéraux ainsi que divers déchets) vers des régions spécialisées en transformation, en stockage ou en élimination. Le système circulatoire fournit la pression et les variations de pression nécessaires à la circulation du sang. En effet, ces variations induisent des déplacements de matière qui s’effectuent toujours d’une zone où la pression est élevée vers une zone où la pression est basse. Dans le cas des fluides compressibles, à une même température, le volume est inversement proportionnel à la pression exercée. La respiration fournit les variations de volume nécessaires aux variations de pression qui permettent la diffusion de l’oxygène et du dioxyde de carbone dans les alvéoles des poumons.
Décrire qualitativement la relation entre la pression et le volume d’un gaz (ex.: inspiration et expiration, pompe à bicyclette).
Expliquer, en s’appuyant sur le concept de pression, comment les fluides se déplacent dans le corps humain.
Définir la pression comme étant la force exercée par les particules lorsqu’elles entrent en collision avec une surface contraignante.
Décrire qualitativement les principaux facteurs qui influent sur la pression exercée par un fluide.
Facteurs qui influencent la pression
Fluides incompressibles
Dans un fluide incompressible, on remarque que la pression
varie selon deux facteurs :
Masse volumique
Masse du fluide au-dessus de l'objet
Fluides compressibles
La pression d'un gaz dépend du nombre de collisions des particules du fluide entre elles et avec le récipient. Ainsi, plus le nombre de collisions est grand, plus la pression est grande.
La température
Plus la température augmente, plus l'énergie des particules est
grande, ce qui les amènera à se déplacer plus vite, ce qui augmente le nombre de collisions et, par le fait même, la pression.
Le volume du fluide
Plus le volume est petit, plus il y a de collisions et plus la pression est grande.
Le nombre de particules dans le fluide
Un nombre plus grand de particules signifie plus de collisions, donc une plus grande pression.
Définition
La pression est la force exercée par les particules lorsqu’elles entrent en collision avec une surface contraignante.
(Selon le programme de science et techno, p. 84)
Déplacement des fluides dans le corps humain
La circulation sanguine
Le sang est un fluide incompressible, puisque son volume ne peut pas diminuer. Toutefois, si on modifie le volume du contenant, la pression peut varier. Ainsi, lorsque le coeur se contracte, le volume des cavités internes du coeur diminue, ce qui augmente la pression sur le sang à l'intérieur du coeur. Le sang est alors expulsé hors du coeur dans l'aorte ou dans l'artère pulmonaire.
Le processus contraire est également possible: lorsque le coeur se relâche, le volume du coeur augmente, ce qui diminue la pression à l'intérieur du coeur. Pour rééquilibrer la pression, le sang entrera dans le coeur à partir des veines pulmonaires ou des veines caves.
La respiration
Lorsqu'une personne inspire, le volume de la cage thoracique augmente, ce qui diminue la pression à l'intérieur des poumons. Puisque la pression atmosphérique est plus élevée que la pression à l'intérieur des poumons, l'air provenant de l'extérieur entre dans les poumons pour rééquilibrer les pressions.
Le processus contraire existe lors de l'expiration: le volume de la cage thoracique diminue, ce qui provoque une augmentation de la pression dans les poumons. La pression à l'intérieur des poumons devient donc plus élevée que la pression atmosphérique, ce qui fera sortir l'air des poumons, amenant ainsi un équilibre des pressions.
Distinguer un fluide compressible d’un fluide incompressible.
Nommer des fluides compressibles (ex. : air) et incompressibles (ex.: sang) dans le corps humain.
Incompressible (ex.: les liquides)
Un fluide incompressible est un fluide dont on ne peut changer le volume, c'est-à-dire qu'on ne peut pas le comprimer dans un espace plus restreint. Les liquides sont des fluides incompressibles (eau, huile, mercure, etc.).
Tiré d'Allô prof
Sang
Mercure
Huile
Eau
Compressible (ex.: les gaz)
Un fluide compressible est un fluide dont on peut changer le volume, c'est-à-dire qu'on peut le comprimer dans un espace plus restreint en exerçant une pression sur ce dernier. La totalité des gaz sont des fluides compressibles (air, oxygène, hydrogène, azote, etc.).
Air
L’organisme humain est équipé de diverses structures qui reçoivent des informations de l’environnement. Deux stimuli externes captés par des organes des sens seront examinés, soit les ondes sonores (mécaniques) et les ondes lumineuses du spectre visible (électromagnétiques). Comme les autres ondes, la lumière se caractérise par sa fréquence, sa longueur d’onde, son amplitude et sa vitesse de propagation. Cependant, en mode ondulatoire, les ondes lumineuses se propagent dans le vide et dans les milieux transparents. Ces dernières font partie du spectre électromagnétique dont les rayonnements diffèrent essentiellement par leur longueur d’onde.
L’exploration concrète des ondes mécaniques transversales (dans un ressort ou dans l’eau) favorise la compréhension des mouvements ondulatoires. En tant que déformation qui se propage à une vitesse déterminée dans un milieu élastique, une onde mécanique transporte de l’énergie d’un point à un autre. Cependant, après le passage de l’onde, la matière occupe la position qu’elle avait à l’origine. Les ondes sonores sont mécaniques et longitudinales. Elles sont produites par un corps élastique en vibration et leur propagation exige un support matériel périodiquement comprimé et raréfié. L’onde qui se déplace transporte l’énergie fournie par le corps vibrant sans que la matière soit déplacée.
Déterminer la position du foyer d’une lentille concave et d’une lentille convexe.
Décrire le lien entre la position du foyer d’une lentille et le degré de déviation des rayons lumineux dans diverses situations (ex.: accommodation du cristallin, choix de verres correcteurs).
Divergente
Myopie
Convergente
Plus la courbure d'une lentille est grande, plus la distance entre la lentille et son foyer est courte. Plus cette distance est courte, plus la lentille fera converger ou diverger rapidement la lumière.
Le choix de la lentille et de la courbure de cette dernière va dépendre, entre autres, du type de défaut de l'oeil à corriger et de la gravité de ce défaut.
Hypermétropie
Décrire comment une surface réfléchissante plane dévie les rayons lumineux.
Calculer l’angle de réflexion d’un rayon lumineux à la surface d’un miroir plan.
Décrire comment les rayons lumineux sont déviés lorsqu’ils traversent la surface d’une substance translucide convexe ou concave.
Note:
L’étude de la réflexion est limitée aux miroirs plans et les aspects quantitatifs sont abordés. L’étude de la réfraction exclut les aspects quantitatifs.
Surface translucide convexe ou concave
Miroir plan
Situer différentes régions sur le spectre électromagnétique (ex. : radio, infrarouge, lumière visible, rayons X).
Décrire diverses applications des ondes électromagnétiques dans le secteur de la santé (ex. : radiographie par rayons X, imagerie optique par infrarouges).
Situer, sur l’échelle des décibels, des niveaux dangereux pour l’oreille humaine selon la durée ou la fréquence de l’exposition.
Définir la longueur d’onde comme étant la distance entre deux points identiques d’une onde, à un instant donné (ex.: distance entre deux crêtes).
Décrire la relation entre la longueur d’onde et l’énergie qui lui est associée (ex.: les rayons X, très énergétiques, ont une faible longueur d’onde).
Amplitude
Définir l’amplitude d’une onde sonore comme étant la puissance du son.
Définir la fréquence d’une onde comme étant le nombre d’oscillations par seconde (Hz).
Associer la fréquence d’une onde sonore à la hauteur du son produit (ex. : une onde de basse fréquence produit un son grave).
Exploratorium (Appli interactive)
Test de son (haute fréquence)
Ex.: Sonomètre
Ex.: Cylindre gradué
Ex.: Thermomètre
Ex.: Balance
Ex.: Réfrigérer l'échantillon.
Ex.: Utiliser une spatule.
Ex.: Stériliser le contenant.
Spectroscope
Boitier à rayons lumineux
Microscope
Binoculaire
Loupe
Ex.: Aspirer avec une poire à pipette.
Ex.: Prélever à l’aide d’une spatule.
Ex.: Éviter toute projection directe de rayons laser, ultraviolet, etc. vers les yeux.
Ex.: Faire un montage à l’aide d’un support universel.
Ex.: Utiliser une pince à bécher.
Ex.: Laisser refroidir un appareil avant de le toucher.
Le système lymphatique transporte la lymphe dans un réseau d’organes et de ganglions lymphatiques. La lymphe joue un rôle important dans la défense de l’organisme : elle sert de véhicule aux éléments du système immunitaire comme les anticorps. L’immunité active peut être acquise naturellement (production d’anticorps) ou artificiellement (vaccination).
Vaccination
Production d'anticorps
Expliquer le rôle du système lymphatique (circulation des anticorps hors des vaisseaux sanguins).
Anticorps
Lymphe
Pour accomplir leurs activités métaboliques, les cellules de l’organisme humain ont besoin d’un apport constant en oxygène et d’une élimination adéquate du dioxyde de carbone. Les systèmes de transport (respiratoire, circulatoire et lymphatique), qui permettent les échanges entre les organes et les cellules, sont essentiels au maintien de la vie.
Reconnaître les principales parties du système circulatoire (cœur, types de vaisseaux, voies de circulation pulmonaire et systémique).
Expliquer le rôle du système circulatoire (transport et échange des gaz, des nutriments et des déchets).
Décrire la fonction des principales parties du système circulatoire (cœur, artères, veines et capillaires).
Décrire la fonction de ses principales parties
Capillaire
C'est au niveau des capillaires que se font, par diffusion, les échanges gazeux entre le sang et les cellules.
Veine
Les veines sont les vaisseaux sanguins qui conduisent le sang des organes vers le coeur.
Artère
Les artères sont les vaisseaux sanguins qui conduisent le sang aux organes.
Le coeur est un muscle qui propulse le sang partout à travers le corps.
Expliquer son rôle
Reconnaitre ses principales parties
Voies de circulation pulmonaire et systémique
Types de vaisseaux
Coeur
Déterminer la compatibilité ou l’incompatibilité des groupes sanguins entre eux (ex.: un individu du groupe A ne peut recevoir du sang que de type O ou A).
Décrire la fonction principale du plasma (transport des éléments solubles et figurés du sang).
Nommer les éléments figurés du sang (globules rouges, globules blancs et plaquettes sanguines).
Décrire la fonction principale des éléments figurés du sang.
Éléments figurés
Plaquettes sanguines (au centre)
Le rôle principal joué par les plaquettes à d'aider à la coagulation du sang, c'est-à-dire à la formation de caillots sanguins. (Tiré d'Allô prof)
Globules blancs
Le principal rôle joué par les globules blancs est de défendre l'organisme contre les antigènes (bactéries, virus, etc.) pouvant lui nuire. Certains types de globules blancs peuvent aussi débarrasser l'organisme des débris de cellules mortes ou endommagées. (Tiré d'Allô prof)
Globules rouges
La fonction principale des globules rouges est le transport de l'oxygène et du gaz carbonique, et ce, grâce à une protéine nommée hémoglobine.
Plasma
Sa principale fonction est de transporter les éléments figurés du sang en plus des anticorps, des hormones et des déchets pouvant être produits par les cellules lors de la respiration cellulaire.
Reconnaître les principales parties du système respiratoire (fosses nasales, pharynx, trachée, bronches et poumons).
Expliquer le rôle du système respiratoire (échanges gazeux entre le sang et l’air ambiant).
Décrire la fonction des fosses nasales et des poumons.
Fonction des
Poumons
Les poumons sont le site de l'absorption de l'oxygène et du rejet du dioxyde de carbone.
Les fosses nasales filtrent l'air, en plus de le réchauffer et de l'humidifier.
Rôle du système respiratoire
La principale fonction du système respiratoire est de fournir à l'organisme le dioxygène (O2) dont il a besoin ainsi que de le débarrasser du dioxyde de carbone (CO2) qui, en trop grande quantité, peut être toxique. C'est pourquoi on dit souvent que le système respiratoire a une double fonction. Cet échange entre l'air et le sang se fait au niveau des alvéoles dans les poumons.
Parties du système respiratoire
Bronches et poumons
Trachée
Pharynx
Les réseaux complexes de cellules spécialisées, appelées neurones, constituent le système nerveux. Le système nerveux central rend possibles des comportements complexes et coordonne des commandes motrices grâce au système nerveux périphérique. Les divisions, sensitive et motrice, du système nerveux périphérique assurent l’homéostasie. Le système nerveux régule les fonctions corporelles internes, mais aussi les comportements des individus, leur permettant ainsi d’entrer en relation avec le milieu extérieur et de s’y adapter. Ce système recueille une multiplicité d’informations grâce à divers récepteurs sensoriels distribués dans les organes des sens. Ces données sont ensuite intégrées aux aires sensorielles situées dans le système nerveux central. La saturation sensorielle peut découler d’une situation reliée au milieu de travail et porter préjudice au bon fonctionnement d’un organe.
Nez
Reconnaître les principales parties du nez (fosses nasales, bulbe olfactif) associées à l’odorat.
Décrire la fonction du bulbe olfactif.
Bulbe olfactif
Transformation des odeurs en influx nerveux.
Fosses nasales
Papilles gustatives de la langue
Décrire la fonction des papilles gustatives de la langue (transformation des saveurs en influx nerveux : sucré, salé, acide, amer et umami).
Transformation des saveurs en influx nerveux.
Peau
Décrire la fonction des récepteurs sensoriels de la peau (transformation en influx nerveux des sensations de pression, de température et de douleur).
Douleur
Température
Pression
Oreille
Reconnaître les principales parties de l’oreille (conduit auditif, tympan, osselets, cochlée, canaux semi-circulaires) qui entrent en jeu dans l’audition ou l’équilibre.
Décrire la fonction des principales parties de l’oreille associées à l’audition.
Décrire le rôle des canaux semi-circulaires dans le maintien de l’équilibre.
Canaux semi-circulaires
Les canaux semi-circulaires sont trois tubes circulaires remplis de liquide et ayant tous des orientations différentes dans l'espace (trois plans différents). À la base de chaque anneau, il y a des récepteurs qui détectent les mouvements du liquide contenu dans les canaux semi-circulaires et ils transmettent l'information au cervelet pour que l'individu puisse garder son équilibre.
(Tiré d'Allô prof)
Cochlée
La cochlée, aussi appelée limaçon à cause de sa forme, renferme les cellules nerveuses associées à l'audition qui sont responsables de la transformation des vibrations sonores en influx nerveux.
(Tiré d'Allô prof)
Osselets
Les osselets, soit le marteau, l'enclume et l'étrier, transmettent les sons du tympan à l'oreille interne.
Tympan
Le tympan est une membrane mince, translucide et de forme conique. Il vibre sous l’effet des ondes sonores et transmet cette vibration aux osselets de l’oreille moyenne, qui sont d'ailleurs les trois plus petits os du corps humain.
(Tiré d'Allô prof)
Conduit auditif
Le conduit auditif achemine les sons jusqu'au tympan. Ce conduit permet également de protéger l'oreille contre des insectes, des bactéries ou des poussières qui pourraient nuire à l'ouïe grâce au cérumen qu'il produit.
(Tiré d'Allô prof)
Oeil
Reconnaître les principales parties de l’œil (iris, cornée, cristallin, rétine) qui contribuent à la vision.
Décrire la fonction des principales parties de l’œil.
Rétine
La rétine contient les deux différents types de photorécepteurs (sensibles à la lumière) : les cônes et les bâtonnets.
Les cônes sont responsables de la vision diurne et de la perception des couleurs. Quant aux bâtonnets, ils sont responsables de la vision nocturne et des constrates.
(Tiré d'Allô prof)
Cristallin
Le cristallin est une lentille biconvexe (bombée des deux côtés) située tout juste derrière l'iris.
Sa flexibilité lui permet de modifier sa forme pour accommoder l'oeil pour obtenir une image nette, un peu comme la mise au point d'un appareil photo. Ce phénomène se nomme accommodation.
(Tiré d'Allô prof)
Cornée
La forme de la cornée aide à la transmission et à la convergence des rayons lumineux.
(Tiré d'Allô prof)
Iris
L'iris, grâce aux deux groupes de petits muscles qui le constituent, contrôle l'ouverture et la fermeture de la pupille (ouverture au centre de l'iris), permettant ainsi de contrôler la quantité de lumière qui se rend à la rétine.
(Tiré d'Allô prof)
Expliquer le rôle du système nerveux périphérique (transport de l’influx nerveux des sens vers l’encéphale et de l’encéphale vers les muscles).
Associer les nerfs au transport de l’influx nerveux.
Influx nerveux
Distinguer l’acte volontaire de l’arc réflexe
Acte réflexe
Acte volontaire
Neurone
Reconnaître les principales parties d’un neurone (synapse, axone et dendrite).
Dendrites
Axone
Synapse
Reconnaître les parties du système nerveux central (encéphale, moelle épinière).
Expliquer le rôle du système nerveux central (ex.: gestion des comportements complexes et traitement des informations sensorielles et des réponses associées).
Décrire les fonctions de l’encéphale et de la moelle épinière.
Moelle épinière
Encéphale
