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La respiration dans différents milieux de vie

La respiration étudiée en 1AC se manifeste par un prélèvement de dioxygène et un rejet de dioxyde de carbone. Selon l'organisme, ces échanges se font avec l'air ou avec l'eau. Poumons, branchies et trachées sont des structures respiratoires différentes ; les végétaux respirent aussi, de jour comme de nuit.

Conforme au programme officiel du Ministère de l'Éducation Nationale (2025-2026) · Mis à jour le

Comparaison des poumons d’un lapin, des branchies d’un poisson et du réseau de trachées d’un criquet.
Le lapin prélève le dioxygène de l’air par ses poumons, le poisson celui dissous dans l’eau par ses branchies et le criquet celui de l’air par ses trachées.

À la fin de ce chapitre, vous saurez

  • Identifier les gaz échangés au cours de la respiration
  • Interpréter une expérience avec un témoin
  • Relier poumons, branchies et trachées au milieu respiratoire
  • Distinguer milieu de vie et milieu de respiration
  • Distinguer respiration végétale et photosynthèse

PrérequisNotion de cellule et d'être vivant · Lire un tableau de mesures · Rôle du témoin dans une expérience

Un bon cours, ça se partage.

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Quels échanges gazeux caractérisent la respiration ?

Un poisson ouvre la bouche dans l'eau, un criquet possède de petits orifices sur le corps et un lapin effectue des mouvements thoraciques. Ces comportements semblent différents. Pour savoir ce qu'ils ont en commun, il faut rechercher les gaz échangés, et pas seulement observer des mouvements.

Définition

Échanges gazeux respiratoires : Lors de la respiration aérobie, l'organisme prélève du dioxygène (O₂) dans son milieu et rejette du dioxyde de carbone (CO₂). Cette respiration permet aux cellules de libérer de l'énergie utilisable à partir de matière organique.

Attention

L'air est un mélange de gaz, pas du dioxygène pur. Dans l'eau, le dioxygène utilisé par le poisson est dissous : il ne s'agit pas des atomes d'oxygène qui composent la molécule d'eau.

Comment mettre en évidence la respiration ?

Ce que l'on rechercheMoyen utiliséRésultat à interpréter
Prélèvement de dioxygèneSonde à dioxygèneLa teneur diminue dans l'enceinte contenant l'organisme
Rejet de dioxyde de carboneEau de chaux ou sonde à CO₂L'eau de chaux se trouble, ou la teneur en CO₂ augmente
Rôle de l'organismeMontage témoin sans organismeLa variation doit être comparée à celle du témoin

Des graines en germination

Données pédagogiques : dans deux enceintes identiques, on mesure les gaz au départ puis après une courte durée. A contient des graines en germination ; B est le témoin sans graines.

  1. Dans A, O₂ passe de 20,9 % à 20,2 % et CO₂ de 0,04 % à 0,45 %.
  2. Dans B, les valeurs restent voisines de 20,9 % et 0,04 %.
  3. La comparaison montre une consommation de dioxygène et un rejet de dioxyde de carbone par les graines vivantes dans ces conditions.

Méthode

Interpréter un montage respiratoire

  1. Nommer le montage test et le témoin ; vérifier que durée, température et volume sont comparables.
  2. Comparer la valeur initiale et la valeur finale pour chaque gaz.
  3. Indiquer le sens de variation : diminution d'O₂, augmentation de CO₂.
  4. Conclure sur la respiration sans déduire un organe qui n'a pas été observé.

Attention

L'eau de chaux révèle le CO₂, pas l'O₂. Les expériences et réactifs sont manipulés sous la conduite du professeur. On n'enferme pas durablement un animal et on n'attend jamais des signes de détresse pour obtenir un résultat.

Comment les poumons et les trachées permettent-ils de respirer dans l'air ?

Définition

Respiration pulmonaire : La respiration pulmonaire utilise des poumons. Chez les mammifères, l'air arrive par les voies respiratoires jusqu'aux poumons, où le dioxygène passe dans le sang et le dioxyde de carbone passe du sang vers l'air.

Les mouvements respiratoires renouvellent l'air : l'inspiration fait entrer de l'air, l'expiration en fait sortir. Ce renouvellement est la ventilation. Le lapin respire par des poumons. Le dauphin aussi : il remonte à la surface pour renouveler l'air par son évent.

Définition

Respiration trachéenne : Chez un insecte comme le criquet, l'air entre par de petits orifices, les stigmates, puis circule dans un réseau de tubes ramifiés, les trachées et les trachéoles. Le dioxygène arrive ainsi au voisinage des organes.

Attention

Les trachées des insectes forment un réseau respiratoire. Elles ne sont pas la trachée unique des mammifères, qui conduit l'air vers les bronches et les poumons.

Comment un poisson prélève-t-il le dioxygène de l'eau ?

Définition

Respiration branchiale : La respiration branchiale utilise des branchies, surfaces fines en contact avec l'eau. Le dioxygène dissous traverse ces surfaces et passe dans le sang ; le dioxyde de carbone suit le trajet inverse.

Chez le poisson osseux étudié en classe, l'eau entre par la bouche, passe sur les branchies puis ressort par les ouvertures sous les opercules. Les filaments branchiaux offrent une grande surface d'échange. Leur finesse et leur riche irrigation facilitent les échanges gazeux.

OrganismeMilieu de vieMilieu où l'O₂ est prélevéStructure respiratoire
LapinTerrestreAirPoumons
Poisson à branchiesAquatiqueEauBranchies
CriquetTerrestreAirTrachées
DauphinAquatiqueAir à la surfacePoumons
Dytique adulteAquatiqueAir renouvelé à la surfaceTrachées

Attention

Le milieu de vie ne permet pas à lui seul de connaître le milieu respiratoire. Le dauphin et le dytique vivent dans l'eau mais utilisent le dioxygène de l'air.

Comment les végétaux respirent-ils ?

Les cellules vivantes des plantes respirent. Une expérience sur des graines en germination ou sur un végétal placé dans l'obscurité peut mettre en évidence consommation d'O₂ et rejet de CO₂. L'obscurité évite que la photosynthèse d'un végétal vert masque le bilan respiratoire.

Définition

Stomate : Un stomate est une petite ouverture de l'épiderme de la feuille qui permet notamment des échanges gazeux avec l'air. Ce n'est pas un poumon. D'autres parties de la plante, comme les racines, échangent aussi des gaz avec leur environnement.

PhénomèneConditionsGaz prélevéGaz rejeté
RespirationJour et nuit, dans les cellules vivantesDioxygèneDioxyde de carbone
PhotosynthèseÀ la lumière, dans les parties chlorophylliennesDioxyde de carboneDioxygène

À la lumière, respiration et photosynthèse ont lieu ensemble dans une feuille verte. Si la photosynthèse est plus intense que la respiration, le bilan mesuré est un rejet d'O₂. Cela ne signifie pas que la respiration s'est arrêtée. La nutrition des plantes explique la photosynthèse dans la leçon suivante.

Comment reconnaître une surface d'échange ?

Poumons et branchies présentent des surfaces étendues, fines et, chez les animaux étudiés, bien irriguées. Une surface importante favorise les échanges ; une faible épaisseur réduit la distance à franchir. Le réseau trachéen des insectes suit une autre organisation : ses nombreuses ramifications amènent l'air près des organes.

Questions fréquentes

Quelle est la différence entre poumons, branchies et trachées ?

Les poumons échangent les gaz entre l'air et le sang, chez les mammifères comme le lapin ou le dauphin. Les branchies prélèvent le dioxygène dissous dans l'eau, chez les poissons. Les trachées des insectes forment un réseau de tubes ramifiés qui conduit l'air depuis les stigmates jusqu'au voisinage des organes.

Un animal aquatique respire-t-il toujours dans l'eau ?

Non. Le milieu de vie ne détermine pas le milieu de respiration. Le dauphin vit dans l'eau mais respire l'air par des poumons : il remonte régulièrement à la surface. Le dytique adulte, un insecte aquatique, utilise lui aussi l'air, grâce à une réserve renouvelée en surface et à son réseau de trachées.

Comment montrer qu'une plante respire ?

On place un végétal dans une enceinte à l'obscurité, pour arrêter la photosynthèse, et on le compare à une enceinte témoin sans végétal, dans les mêmes conditions. Si la teneur en dioxygène diminue et que celle en dioxyde de carbone augmente seulement dans l'enceinte avec la plante, cela met en évidence sa respiration.

Pourquoi les plantes rejettent-elles parfois du dioxygène ?

À la lumière, les parties vertes réalisent la photosynthèse, qui consomme du dioxyde de carbone et libère du dioxygène. La respiration continue en même temps, mais elle consomme moins de dioxygène que la photosynthèse n'en produit. Le bilan mesuré est donc un rejet de dioxygène, alors que la plante n'a jamais cessé de respirer.

L'eau de chaux détecte-t-elle le dioxygène ?

Non. L'eau de chaux se trouble en présence de dioxyde de carbone : c'est le test scolaire qui met en évidence le CO₂ rejeté par la respiration. Pour suivre le dioxygène, on utilise une sonde à dioxygène reliée à un appareil de mesure, qui indique la diminution de sa teneur dans l'enceinte.

Comment respire un poisson ?

Le poisson ouvre la bouche : l'eau entre, passe sur les branchies puis ressort sous les opercules. Les filaments branchiaux, fins, nombreux et très irrigués, prélèvent le dioxygène dissous dans l'eau et y rejettent le dioxyde de carbone. Le poisson ne décompose pas les molécules d'eau : il utilise le gaz qui y est dissous.

Quelle est la différence entre respiration et photosynthèse ?

La respiration consomme du dioxygène et rejette du dioxyde de carbone ; elle a lieu jour et nuit dans toutes les cellules vivantes. La photosynthèse réalise les échanges inverses : elle consomme du dioxyde de carbone et libère du dioxygène, mais seulement à la lumière et dans les parties vertes de la plante.

Quiz : 20 questions sur ce chapitre

20 questions tirées au hasard parmi les 20 de ce chapitre : le quiz est différent à chaque visite. Une seule réponse est correcte, et vous voyez immédiatement si la vôtre l'est.

Q1Le gaz prélevé lors de la respiration étudiée est :

Bonne réponse : O₂

La respiration aérobie consomme du dioxygène.

Q2L'eau de chaux met en évidence :

Bonne réponse : Le dioxyde de carbone

Elle se trouble en présence de CO₂ dans le test utilisé.

Q3Le criquet respire grâce à :

Bonne réponse : Des trachées

L'air entre par les stigmates dans un réseau de tubes.

Q4Le dioxygène utilisé par le poisson est :

Bonne réponse : Dissous dans l'eau

Les branchies prélèvent le gaz dissous, elles ne décomposent pas l'eau.

Q5Le dauphin respire dans :

Bonne réponse : L'air

Il renouvelle l'air de ses poumons à la surface.

Q6Les plantes respirent :

Bonne réponse : Jour et nuit

Les cellules vivantes ont des besoins énergétiques en permanence.

Q7Le témoin d'une expérience gazeuse permet :

Bonne réponse : De comparer l'effet de la présence de l'organisme

Le témoin sert de référence dans les mêmes conditions.

Q8Les stigmates d'un insecte sont :

Bonne réponse : Des ouvertures respiratoires

Ils mettent le réseau trachéen en relation avec l'air.

Q9La ventilation pulmonaire correspond :

Bonne réponse : Au renouvellement de l'air

L'inspiration et l'expiration font circuler l'air.

Q10L'eau passe sur les branchies pour :

Bonne réponse : Permettre les échanges gazeux

Le contact eau-branchies permet le prélèvement d'O₂ dissous.

Q11Une grande surface branchiale :

Bonne réponse : Favorise les échanges

Les nombreux filaments augmentent la surface en contact avec l'eau.

Q12À l'obscurité, une plante verte :

Bonne réponse : Respire sans photosynthétiser

L'absence de lumière bloque la photosynthèse, pas la respiration.

Q13La respiration permet notamment :

Bonne réponse : De libérer de l'énergie utilisable

Les cellules utilisent cette énergie pour fonctionner.

Q14Un rejet net d'O₂ par une plante éclairée signifie :

Bonne réponse : Que la photosynthèse peut dominer le bilan

La respiration se poursuit même si le bilan net montre une production d'O₂.

Q15Chez le lapin, les échanges O₂/CO₂ se font entre :

Bonne réponse : L'air pulmonaire et le sang

Les surfaces pulmonaires permettent ces passages.

Q16Milieu de vie et milieu respiratoire sont :

Bonne réponse : Parfois différents

Le dauphin vit dans l'eau et respire dans l'air.

Q17Un stomate est :

Bonne réponse : Une ouverture de l'épiderme foliaire

Il permet des échanges gazeux au niveau de la feuille.

Q18O₂ passe de 8 à 6 mg/L dans un document. Il :

Bonne réponse : Diminue de 2 mg/L

La variation correspond à 8 − 6 = 2 mg/L consommés si les conditions le permettent.

Q19Dans la respiration, le CO₂ est :

Bonne réponse : Rejeté

Le bilan respiratoire comporte un rejet de dioxyde de carbone.

Q20Des échanges gazeux prouvent-ils la présence de poumons ?

Bonne réponse : Non, il faut une information anatomique

Différentes structures permettent un même type d'échanges.

Exercices corrigés

10 exercices classés du plus simple au plus difficile. Cherchez d'abord seul, puis révélez la correction rédigée étape par étape.

Exercice 1

Facile

Compléter : lors de la respiration, un organisme prélève du … et rejette du … . Donner les symboles des deux gaz.

Correction

Il prélève du dioxygène O₂ et rejette du dioxyde de carbone CO₂. Le prélèvement et le rejet ont des sens opposés.

Exercice 2

Facile

Associer lapin, criquet et poisson à branchies, trachées et poumons.

Correction

Lapin → poumons ; criquet → trachées ; poisson étudié → branchies. Le lapin et le criquet utilisent l'air, le poisson le dioxygène dissous dans l'eau.

Exercice 3

Facile

De l'eau de chaux se trouble après contact avec le gaz d'une enceinte contenant des graines en germination. Quel gaz est mis en évidence ? Ce test mesure-t-il le dioxygène ?

Correction

Il met en évidence le dioxyde de carbone. Il ne mesure pas le dioxygène ; une sonde adaptée est nécessaire pour suivre O₂.

Exercice 4

Moyen
EnceinteO₂ initialO₂ finalCO₂ initialCO₂ final
Graines vivantes20,9 %20,4 %0,04 %0,32 %
Sans graines20,9 %20,9 %0,04 %0,04 %
Données pédagogiques ; même durée, même température et mêmes volumes.
  1. Comparer les variations.
  2. Identifier le témoin.
  3. Conclure.

Correction

Avec les graines, O₂ diminue de 0,5 point et CO₂ augmente de 0,28 point. Le témoin sans graines ne change pas. Les graines en germination respirent : elles consomment O₂ et rejettent CO₂.

Exercice 5

Moyen

Un dauphin remonte régulièrement et ouvre son évent au contact de l'air. Nommer son milieu de vie, son milieu respiratoire et ses organes respiratoires.

Correction

Milieu de vie : eau. Milieu respiratoire : air. Organes : poumons. Le retour en surface renouvelle l'air ; il ne prélève pas le dioxygène dissous comme un poisson à branchies.

Exercice 6

Moyen

Un document montre de nombreux filaments fins, rouges et parcourus de vaisseaux derrière la tête d'un poisson. Expliquer l'intérêt de trois caractères observés.

Correction

Nombreux filaments : grande surface. Finesse : courte distance d'échange. Vaisseaux : transport du dioxygène prélevé et du dioxyde de carbone à rejeter. Le rouge est un indice d'irrigation dans le document.

Exercice 7

Moyen

Le dytique adulte renouvelle une réserve d'air à la surface, puis replonge. Pourquoi « il vit dans l'eau, donc il a des branchies » est-il incorrect ?

Correction

Le milieu de vie n'impose pas l'organe respiratoire. Le dytique adulte utilise l'air et un réseau de trachées ; sa réserve lui permet de rester immergé pendant un certain temps.

Exercice 8

Moyen

Pourquoi placer une plante verte à l'obscurité pour mettre en évidence ses échanges respiratoires ? Prévoir le sens de variation d'O₂ et de CO₂ par rapport à un témoin sans plante.

Correction

La photosynthèse s'arrête faute de lumière, mais la respiration continue. On attend une diminution d'O₂ et une augmentation de CO₂ dans l'enceinte avec plante, comparées au témoin.

Exercice 9

Difficile

À la lumière, une plante aquatique augmente la teneur en O₂ de l'eau. Un élève affirme qu'elle ne respire plus. Corriger son raisonnement.

Correction

Le résultat est un bilan de plusieurs échanges. La plante respire toujours, mais sa photosynthèse peut libérer plus d'O₂ que sa respiration n'en consomme. Une comparaison à l'obscurité permet de mieux isoler le bilan respiratoire.

Exercice 10

Difficile

Une enceinte avec un organisme inconnu montre moins d'O₂ et plus de CO₂ que le témoin. Peut-on conclure que l'organisme possède des poumons ? Justifier et proposer un document supplémentaire.

Correction

On peut conclure à des échanges respiratoires dans ces conditions, mais pas identifier l'organe. Des animaux à poumons, à branchies ou à trachées peuvent présenter ce bilan. Il faut un document anatomique ou une observation des structures respiratoires.

SVT 1AC · S1

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