À propos de cette page
Ce cours de svt en cinquième sur « La respiration » suit le programme officiel de svt de cinquième. Il présente les définitions, les propriétés et les méthodes essentielles, accompagnées d'exemples résolus pour bien comprendre. Au programme : Tous les êtres vivants respirent, Les échanges gazeux à l'échelle de l'organisme, Les organes respiratoires chez les animaux, La respiration des végétaux. Chaque notion est expliquée pas à pas, puis mise en pratique grâce à des exercices interactifs, un QCM et une évaluation corrigée. Idéal pour réviser à son rythme, combler ses lacunes et progresser, en autonomie ou avec un professeur. Cours rédigé par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de cinquième à réussir en svt.
Au programme
1 · Tous les êtres vivants respirent
2 · Les échanges gazeux à l'échelle de l'organisme
3 · Les organes respiratoires chez les animaux
4 · La respiration des végétaux
5 · La respiration cellulaire
6 · Le transport des gaz dans l'organisme
7 · Facteurs influençant la respiration
1Tous les êtres vivants respirent
La respiration est une fonction vitale commune à tous les êtres vivants : animaux, végétaux, champignons et micro-organismes. Elle consiste à absorber du dioxygène (O₂) et à rejeter du dioxyde de carbone (CO₂).
Définition. La respiration est l'ensemble des échanges gazeux entre un organisme et son milieu : entrée de dioxygène (O₂) et sortie de dioxyde de carbone (CO₂).
Ces échanges gazeux permettent aux cellules de produire l'énergie dont elles ont besoin pour fonctionner. Sans dioxygène, les cellules ne peuvent plus fonctionner et meurent rapidement.
Exemple. Un être humain au repos inhale environ 0,5 litre d'air à chaque inspiration et réalise 15 à 20 cycles respiratoires par minute. À l'effort, la fréquence et la profondeur des respirations augmentent fortement.
2Les échanges gazeux à l'échelle de l'organisme
Chez les animaux, la respiration se déroule en deux étapes :
- Les échanges entre l'organisme et le milieu extérieur : grâce à des organes respiratoires spécialisés (poumons, branchies, trachées…).
- Les échanges entre le sang et les cellules : le sang transporte les gaz entre les organes respiratoires et les cellules.
Les gaz respiratoires traversent des surfaces d'échanges qui sont toujours :
- minces (une seule couche de cellules),
- humides (les gaz se dissolvent dans l'eau),
- très vascularisées (richement irriguées par les vaisseaux sanguins),
- très grandes (pour maximiser les échanges).
Astuce. Retiens les 4 caractéristiques des surfaces d'échanges : minces, humides, vascularisées, grandes. Elles permettent des échanges gazeux rapides et efficaces.
3Les organes respiratoires chez les animaux
Les animaux ont développé différents organes respiratoires selon leur milieu de vie :
| Animal | Milieu | Organe respiratoire |
|---|
| Mammifères, oiseaux, reptiles | Aérien | Poumons |
| Poissons | Aquatique | Branchies |
| Insectes | Aérien | Trachées |
| Grenouille (adulte) | Aérien et aquatique | Poumons et peau |
Chez l'Homme, la respiration pulmonaire fonctionne ainsi :
- Inspiration : les muscles du diaphragme et des côtes se contractent, le volume thoracique augmente, l'air entre dans les poumons.
- Expiration : les muscles se relâchent, le volume thoracique diminue, l'air est chassé des poumons.
Dans les poumons, les alvéoles pulmonaires constituent la surface d'échanges gazeux : leur surface totale chez l'adulte atteint 70 à 100 m², ce qui permet des échanges très efficaces.
Alvéole pulmonaire. Petite cavité en forme de sac (diamètre ≈ 0,2 mm) entourée de capillaires sanguins. C'est là que l'O₂ passe du poumon vers le sang, et que le CO₂ passe du sang vers le poumon.
Attention ! Ne confonds pas la fréquence respiratoire (nombre de cycles par minute) et le volume courant (quantité d'air par inspiration). Les deux peuvent varier indépendamment.
4La respiration des végétaux
Les végétaux respirent en permanence, de jour comme de nuit. Comme les animaux, ils absorbent du dioxygène et rejettent du dioxyde de carbone.
Les échanges gazeux chez les végétaux se font principalement :
- Au niveau des stomates : petits orifices à la surface des feuilles, entourés de cellules stomatiques qui peuvent s'ouvrir ou se fermer.
- Au niveau des lenticelles : pores dans l'écorce des tiges et des racines.
Stomate. Pore microscopique situé à la surface des feuilles (surtout sur la face inférieure), entouré de deux cellules de garde. Il régule les échanges gazeux et la transpiration de la plante.
Il ne faut pas confondre respiration et photosynthèse :
| Processus | Quand ? | Gaz absorbé | Gaz rejeté |
|---|
| Respiration | Jour et nuit | O₂ | CO₂ |
| Photosynthèse | Lumière seulement | CO₂ | O₂ |
Attention ! De nuit, la photosynthèse s'arrête, mais la respiration continue. Le végétal consomme alors du dioxygène et dégage du CO₂, comme les animaux.
5La respiration cellulaire
La respiration cellulaire a lieu dans toutes les cellules vivantes. Elle se déroule dans des organites appelés mitochondries. C'est à ce niveau que l'énergie est réellement produite.
Respiration cellulaire. Réaction chimique qui se déroule dans les mitochondries : la cellule utilise le dioxygène (O₂) et du glucose pour produire de l'énergie (ATP), du dioxyde de carbone (CO₂) et de l'eau.
L'équation simplifiée de la respiration cellulaire :
Exemple. Glucose + dioxygène → dioxyde de carbone + eau + énergie
(C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + énergie)
L'énergie produite sert à :
- Faire bouger les muscles,
- Maintenir la température du corps (chez les homéothermes),
- Assurer le fonctionnement des neurones,
- Permettre la croissance et les divisions cellulaires.
Astuce. La mitochondrie est l'« usine énergétique » de la cellule. Plus une cellule est active (muscle, neurone), plus elle possède de mitochondries.
6Le transport des gaz dans l'organisme
Chez les vertébrés (dont l'Homme), les gaz respiratoires sont transportés dans le sang :
- Le dioxygène (O₂) est capté dans les alvéoles pulmonaires et fixé sur l'hémoglobine des globules rouges (érythrocytes). Il est ensuite distribué à toutes les cellules de l'organisme.
- Le dioxyde de carbone (CO₂) produit par les cellules est transporté par le sang (sous forme dissoute ou liée) jusqu'aux poumons, où il est expulsé lors de l'expiration.
Hémoglobine. Protéine contenue dans les globules rouges, capable de fixer et de transporter le dioxygène. Elle donne au sang sa couleur rouge. Le sang artériel (riche en O₂) est rouge vif ; le sang veineux (pauvre en O₂) est rouge sombre.
Le système circulatoire est donc indissociable de la respiration : cœur, artères, veines et capillaires forment le réseau de transport des gaz entre poumons et cellules.
Exemple. À chaque battement, le cœur envoie du sang oxygéné vers tous les organes. Le sang revient ensuite vers les poumons pour y déposer le CO₂ et recharger l'O₂.
7Facteurs influençant la respiration
Plusieurs facteurs font varier l'intensité de la respiration :
- L'effort physique : lors d'un exercice, les muscles ont besoin de plus d'énergie, donc de plus d'O₂. La fréquence respiratoire et cardiaque augmentent.
- La température : chez les ectothermes (reptiles, poissons), la respiration est plus active lorsque la température est élevée.
- La lumière (végétaux) : à la lumière, la photosynthèse produit plus d'O₂ que la respiration n'en consomme ; dans l'obscurité, seule la respiration fonctionne.
Astuce. Pour mesurer la respiration, on peut utiliser un capteur de CO₂, mesurer la fréquence respiratoire, ou observer la consommation d'O₂ sur des organismes placés dans un espace confiné (expérience de la cloche).
Les polluants (tabac, particules fines, gaz irritants) peuvent altérer les organes respiratoires et réduire l'efficacité des échanges gazeux.
Attention ! Une mauvaise qualité de l'air (intérieur ou extérieur) peut provoquer des troubles respiratoires (asthme, bronchite…). Aérer les pièces régulièrement est essentiel.
★À retenir
En bref :
• Tous les êtres vivants (animaux et végétaux) respirent : ils absorbent du dioxygène (O₂) et rejettent du dioxyde de carbone (CO₂).
• Les échanges gazeux se font via des organes spécialisés (poumons, branchies, trachées, stomates).
• La respiration cellulaire a lieu dans les mitochondries et produit de l'énergie à partir du glucose et de l'O₂.
• Le sang transporte l'O₂ (via l'hémoglobine des globules rouges) et le CO₂ entre les organes respiratoires et les cellules.
• Respiration ≠ photosynthèse : la respiration est permanente ; la photosynthèse n'a lieu qu'à la lumière.