La respiration et les échanges gazeux | 5ème

Pourquoi respire-t-on ?

Respiration

La respiration est l'ensemble des échanges de gaz (dioxygène et dioxyde de carbone) entre un organisme et son milieu.

Notre corps a besoin de dioxygène (O₂) pour :

Produire de l'énergie à partir des nutriments
Faire fonctionner toutes nos cellules

Notre corps rejette du dioxyde de carbone (CO₂) :

Déchet produit par les cellules

L'appareil respiratoire

Les voies respiratoires

Organe	Rôle
Nez / Bouche	Entrée de l'air
Pharynx	Carrefour (air et nourriture)
Larynx	Contient les cordes vocales
Trachée	Tube renforcé par des anneaux de cartilage
Bronches	Division de la trachée (1 par poumon)
Bronchioles	Ramifications des bronches
Alvéoles	Petits sacs où ont lieu les échanges gazeux

Les poumons

Poumons

Les deux poumons sont des organes spongieux situés dans la cage thoracique. Ils contiennent environ 300 millions d'alvéoles.

Caractéristiques des poumons :

Poumon droit : 3 lobes
Poumon gauche : 2 lobes (place pour le cœur)
Protégés par les côtes
Entourés par la plèvre (membrane)

Les alvéoles pulmonaires

Alvéoles

Minuscules sacs situés au bout des bronchioles, entourés de nombreux capillaires sanguins. C'est là qu'ont lieu les échanges gazeux.

⚠️

Surface d'échange : Si on dépliait toutes les alvéoles, on obtiendrait une surface de 70 à 100 m² (un terrain de badminton !).

Les mouvements respiratoires

L'inspiration

Inspiration

Entrée d'air dans les poumons. Le diaphragme se contracte et s'abaisse, les côtes se soulèvent : le volume de la cage thoracique augmente.

Mécanisme :

Le diaphragme se contracte (descend)
Les muscles intercostaux soulèvent les côtes
Le volume thoracique augmente
L'air entre dans les poumons

L'expiration

Expiration

Sortie d'air des poumons. Le diaphragme se relâche et remonte, les côtes s'abaissent : le volume de la cage thoracique diminue.

Mécanisme :

Le diaphragme se relâche (remonte)
Les côtes s'abaissent
Le volume thoracique diminue
L'air est chassé des poumons

Le diaphragme

Diaphragme

Muscle en forme de coupole situé sous les poumons. C'est le principal muscle de la respiration.

Les échanges gazeux

Au niveau des alvéoles

⚠️

Dans les alvéoles :

L'O₂ passe de l'air vers le sang
Le CO₂ passe du sang vers l'air

Ces échanges se font par diffusion : les gaz passent du milieu où ils sont les plus concentrés vers le milieu où ils le sont moins.

Gaz	Air inspiré	Air expiré
Dioxygène (O₂)	21%	16%
Dioxyde de carbone (CO₂)	0,04%	4%
Azote (N₂)	78%	78%

Le transport par le sang

Le dioxygène (O₂) :

Se fixe sur l'hémoglobine des globules rouges
Est transporté vers toutes les cellules

Le dioxyde de carbone (CO₂) :

Dissous dans le plasma
Transporté vers les poumons pour être rejeté

Au niveau des organes

⚠️

Dans les organes (muscles, cerveau...) :

L'O₂ passe du sang vers les cellules
Le CO₂ passe des cellules vers le sang

C'est l'inverse de ce qui se passe dans les poumons !

La respiration cellulaire

Respiration cellulaire

Réaction chimique qui a lieu dans les cellules : les nutriments (glucose) réagissent avec le dioxygène pour produire de l'énergie, de l'eau et du CO₂.

Glucose + Dioxygène → Énergie + Eau + Dioxyde de carbone C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → Énergie + 6 H₂O + 6 CO₂

Facteurs de variation de la respiration

Facteur	Effet sur la respiration
Effort physique	Augmentation du rythme et de l'amplitude
Altitude	Augmentation (moins d'O₂ dans l'air)
Stress, émotions	Augmentation
Sommeil	Diminution

EXEMPLE

Au repos : 12 à 20 respirations par minute Pendant un effort intense : jusqu'à 50 respirations par minute

Hygiène respiratoire

Les dangers pour les poumons

Danger	Conséquences
Tabac	Cancer, bronchite chronique, emphysème
Pollution	Asthme, allergies, maladies respiratoires
Amiante	Cancer de la plèvre
Allergènes	Asthme, rhinite allergique

Comment protéger ses poumons

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Conseils :

Ne pas fumer
Éviter les lieux pollués
Aérer les pièces
Faire de l'exercice physique régulièrement
Éviter les allergènes connus

Exercices

Quels sont les deux gaz échangés lors de la respiration ? Dans quel sens circulent-ils au niveau des poumons ?
Décris le trajet de l'air de l'entrée dans le nez jusqu'aux alvéoles.
Explique le rôle du diaphragme dans la respiration.
Pourquoi dit-on que les alvéoles sont adaptées aux échanges gazeux ?
Écris l'équation simplifiée de la respiration cellulaire.

Points clés à retenir

Respiration : échanges O₂ / CO₂ entre l'organisme et le milieu
Trajet de l'air : nez → pharynx → larynx → trachée → bronches → bronchioles → alvéoles
Inspiration : diaphragme se contracte, air entre
Expiration : diaphragme se relâche, air sort
Échanges gazeux dans les alvéoles : O₂ → sang, CO₂ → air
Respiration cellulaire : glucose + O₂ → énergie + eau + CO₂