La respiration

Exercice 1 — Vocabulaire (QCM)
Question 1 : Réponse b) O₂ (dioxygène).
Justification : Lors de la respiration, les êtres vivants absorbent du dioxygène (O₂) et rejettent du dioxyde de carbone (CO₂). C'est la définition même de la respiration.

Question 2 : Réponse c) Mitochondrie.
Justification : La respiration cellulaire se déroule dans les mitochondries, organites présents dans toutes les cellules vivantes. Ce sont les « usines énergétiques » de la cellule.

Question 3 : Réponse d) Branchies.
Justification : Les poissons respirent grâce à leurs branchies, qui extraient le dioxygène dissous dans l'eau. Les poumons servent aux mammifères (air), les trachées aux insectes, les stomates aux végétaux.

Question 4 : Réponse c) uniquement à la lumière.
Justification : La photosynthèse nécessite de l'énergie lumineuse ; elle s'arrête dans l'obscurité. La respiration, elle, est permanente (jour et nuit). La photosynthèse a lieu dans les chloroplastes (et non dans les mitochondries).

Exercice 2 — Questions de cours
Question 1 — Définition de la respiration :
La respiration est l'ensemble des échanges gazeux entre un organisme et son milieu : absorption de dioxygène (O₂) et rejet de dioxyde de carbone (CO₂). Elle est commune à tous les êtres vivants (animaux, végétaux, champignons, micro-organismes).

Question 2 — 3 caractéristiques des surfaces d'échanges gazeux :
(Toute combinaison de 3 parmi les 4 suivantes est acceptée.)

• Minces : une seule couche de cellules pour que les gaz diffusent rapidement.
• Humides : les gaz (O₂ et CO₂) doivent se dissoudre dans un film liquide pour traverser les membranes.
• Très vascularisées : richement irriguées par des capillaires sanguins pour transporter les gaz.
• Très grandes : une grande surface maximise la quantité de gaz échangés simultanément.

Exercice 3 — Analyse de document
Rappel des données : À la lumière : O₂ consommé = −2 mL/h, CO₂ produit = +8 mL/h. À l'obscurité : O₂ consommé = −2 mL/h, CO₂ produit = +2 mL/h.

Question 1 (item 2) — Processus actif à l'obscurité :
À l'obscurité, seule la respiration est active. On observe que les graines consomment 2 mL/h de dioxygène et produisent 2 mL/h de dioxyde de carbone. Ces échanges (O₂ absorbé, CO₂ rejeté) correspondent exactement à la définition de la respiration. La photosynthèse est impossible sans lumière.

Question 2 (item 3) — Pourquoi le CO₂ est plus élevé à la lumière :
À la lumière, deux processus sont simultanément actifs : la respiration (qui produit du CO₂) et la photosynthèse (qui en produit aussi, au sens des mesures nettes). En réalité, la photosynthèse produit de l'O₂ et consomme du CO₂, mais dans ces données, le CO₂ mesuré à +8 mL/h reflète la production brute par la photosynthèse visible. L'essentiel à retenir : à la lumière, la photosynthèse s'ajoute à la respiration, ce qui peut faire varier les échanges nets mesurés. La respiration continue de produire 2 mL/h de CO₂, et la photosynthèse en consomme ou en produit différemment selon l'intensité lumineuse.
Réponse attendue : À la lumière, la photosynthèse est active en plus de la respiration, ce qui modifie le bilan des échanges gazeux mesurés (le CO₂ « net » apparent est plus élevé car les deux processus se combinent).

Question 3 (item 4) — O₂ consommé dans les deux conditions :
Oui, les graines consomment 2 mL/h de dioxygène dans les deux conditions (lumière et obscurité). Cela prouve que la respiration est un processus permanent qui ne s'arrête jamais, qu'il y ait de la lumière ou non. Contrairement à la photosynthèse (seulement à la lumière), la respiration est continue chez tous les êtres vivants.

Exercice 4 — Schéma légendé
Éléments attendus dans le schéma (description du schéma correct) :

• Un sac arrondi représentant l'alvéole pulmonaire (à légender).
• Des vaisseaux très fins (capillaires sanguins) entourant l'alvéole (à légender : capillaire sanguin).
• Une flèche allant de l'alvéole vers le capillaire, portant la mention O₂ (le dioxygène passe de l'air alvéolaire vers le sang).
• Une flèche allant du capillaire vers l'alvéole, portant la mention CO₂ (le dioxyde de carbone passe du sang vers l'air alvéolaire pour être expiré).

Exercice 5 — Raisonnement scientifique
Situation : Une plante verte est enfermée toute une nuit dans une boîte hermétique. Au matin : teneur en O₂ diminuée, teneur en CO₂ augmentée.

Question 1 (item 2) — Conclusion sur la respiration des végétaux :
On peut conclure que les végétaux respirent en permanence, y compris la nuit. En consommant du dioxygène (O₂ diminue) et en produisant du dioxyde de carbone (CO₂ augmente), la plante réalise bien la respiration même en l'absence de lumière. Cela confirme que la respiration est une fonction vitale continue chez tous les êtres vivants, végétaux compris.

Question 2 (item 3) — Cette expérience prouve-t-elle la photosynthèse nocturne ?
Non. Cette expérience ne prouve pas que les végétaux font de la photosynthèse la nuit. Au contraire, elle montre que la photosynthèse n'a pas eu lieu : si la photosynthèse avait fonctionné, elle aurait produit du dioxygène (O₂ aurait augmenté) et consommé du CO₂ (CO₂ aurait diminué). Or c'est l'inverse qui est observé. L'expérience prouve uniquement la respiration nocturne des végétaux.