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I. Relation entre les besoins cellulaires et le prélèvement en dioxygène par l'organisme au cours d'un effort physique

Pour savoir s'il existe une relation entre les deux on se propose d'étudier les documents 11 et 12 pages 90-91 :

Ces expériences sont réalisées sur ExAO (expérimentation assistée par ordinateur) qui permet d'enregistrer la consommation en dioxygène (O2) d'une personne au cours du temps grâce à une sonde qui mesure la teneur en O2 expiré, celle de l'air inspiré étant de 21%. L'ordinateur exploite ces données pour représenter graphiquement leur évolution.

Question 1 : Evaluer la consommation en O2 au bout dâ??une minute pour chacun des cas proposés

Conclure en fonction de ce que l'on cherche à montrer.

On cherche maintenant à connaître comment l'organisme va répondre à l'effort physique.

II. Effort et activité respiratoire

L'ExAO et le logiciel SPIROM (Jeulin) permettent d'enregistrer les volumes d'air inspiré et expiré au cours du temps. On peut ainsi déterminer les paramètres suivants : fréquence respiratoire, volume d'air ventilé et débit ventilatoire.

1) Choisir "spirographie".

2) Régler les paramètres : (durée = 120 secondes et volume = 3 L)

3) Cliquez sur "graphe". Respirer en tenant l'embout entre les lèvres, bouche fermée.

4) Lancer la mesure avec le bouton "Démarrer". Faire les mesures 30 secondes au repos.

Effectuez 20 flexions rapides pendant 1 minute. Se reposer 30 secondes avant d'arrêter les mesures.

5) Appeler le professeur puis imprimer.

Exploitation des résultats : Présentez vos résultats ( Q2 et 3) dans un tableau.

Question 2 : Calculez au repos : la fréquence respiratoire (nombre de cycles [inspiration / expiration] par minute) et le volume d'air ventilé (volume d'air entrant ou sortant à chaque mouvement) .

Question 3: En déduire au repos comme à l'effort, le débit ventilatoire.

Question 4 : Comparez repos et effort puis conclure sur les variations des paramètres respiratoires lors d' une activité physique.

III. Effort physique et activité cardiaque

On se propose d'étudier un paramètre lié à l'activité cardiaque : la fréquence cardiaque (nombre de battements par minute)

Prenez votre pouls au poignet ou au cou (fréquence cardiaque) et notez-en la valeur :

- juste après 20 flexions lentes

- juste après 20 flexions rapides. (1/2 temps par rapport aux précédentes)

Question 5 : Comparez les résultats obtenus et indiquez comment évolue la fréquence cardiaque.

Question 6 : A partir du document 10 a et b page 110 et du lexique page 282, calculez le débit cardiaque lors du repos et de lâ??effort maximal.

Question 7 : Le cÅ?ur s'adapte à l'effort de deux manières : lesquelles ?

IV. Les limites de l'adaptation

Un jeune sportif de 16 ans subit un test à l'effort dans un centre spécialisé. Il réalise un exercice musculaire de puissance croissante sur une bicyclette ergonomique. Toutes les deux minutes, le vélo est réglé pour que la puissance musculaire développée pour effectuer l'exercice augmente. Les résultats de fréquence cardiaque et de débit ventilatoire dont données dans le tableau ci-dessous.

Puissance musculaire (en watt)	60	90	120	150	180	210	240	270	300	330
Fréquence cardiaque (par min)	103	117	130	150	164	175	183	196	196	196
Débit ventilatoire : VO2 absorbé(L.min-1)	20.1	25.9	30.5	37.5	46.8	51.9	56.9	64.2	64.2	64.2

Question 8 : construire un graphique représentant les variations de la fréquence cardiaque et celles du débit ventilatoire en fonction de la puissance de l'exercice effectué. (2 courbes de couleurs différentes sur un même graphe)

Question 9 : décrire les variations observées et les comparer. Que peut-on en conclure ?

Question 10 : Indiquer la fréquence cardiaque max de cette personne et son VO2max. Relier ces deux valeurs( aide du lexique).

Faire une phrase bilan permettant de répondre au problème de départ.