CORRIGÉ ET NOTES PÉDAGOGIQUES

CORRIGÉ ET NOTES
PÉDAGOGIQUES
CHAPITRE 1
VIVANTS, NON-VIVANTS
p. 6
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I. CRITÈRES
Les critères de distinction vivant/non-vivant sont l’irritabilité (réaction à un stimulus), la
reproduction (l’être vivant produit des êtres qui lui ressemblent), le métabolisme (ensemble
des réactions biochimiques chez un individu) et l’évolution (l’évolution est due aux mutations
et aux adaptations à l’environnement).
Seuls les deux premiers critères seront abordés dans les diverses situations proposées. Ils sont
à la portée d’élèves de 1e année, tandis que les deux autres se révèlent plus complexes à ce
niveau. Toutefois, si les conditions le permettent, on peut les aborder en parallèle dans la
farde de cours.
A.Quelques situations
Situation 1
Quand on crie son nom, Pierre réagit en tournant la tête et en répondant :
« oui ! ». La pierre reste sans réaction.
CRITÈRE :
Réaction à un son émis.
Situation 2
La fleur de tournesol suit la course du soleil. Le vacancier bronze tandis que
l’échelle reste la même.
CRITÈRE :
Réaction au soleil.
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Situation 3
Le chien se dirige vers sa gamelle après avoir senti son odeur. La gamelle ne
se met pas en route vers le chien.
CRITÈRE :
Réaction à l’odeur.
Situation 4
La plante pousse verticalement après inclinaison.
Le pavé ne réagit pas.
CRITÈRE : Réaction à l’attraction terrestre.
p. 8
Situation 5
Le couple a deux enfants tandis que la montagne, non.
CRITÈRE :
La reproduction.
Situation 6
Le pommier s’est reproduit grâce aux pommes tombées sur le sol. Les briques
tombées n’engendrent pas un nouveau mur.
CRITÈRE : La reproduction.
1
p. 9
B. Conclusion
Pour distinguer les vivants et les non-vivants, on peut utiliser des critères
tels que l’irritabilité (réponse ou réaction à un stimulus*) et la reproduction. Un vivant remplit ces deux conditions.
*Stimulus : cause engendrant une réaction de la part d’un être vivant.
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et
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C. Applications
1. Le robot « Curiosity » sur Mars
Le robot visualise son environnement grâce aux caméras. Il réagit en conséquence en modifiant son déplacement. Il décide de l’endroit où il est intéressant de prospecter. Il réagit dès lors à un stimulus (éviter un obstacle, rechercher un minerai, etc.).
Par contre, il ne se reproduit pas ! Dès lors, on ne peut le classer parmi les
VIVANTS.
2. La science-fiction inspire les scientifiques
•
Le réplicateur visualise son environnement, réagit en conséquence, planifie des attaques. Il réagit à des stimuli.
•
Oui, car en plus de réagir à un stimulus, il est capable de se
reproduire. En tenant compte de ces deux critères, on peut le
classer parmi les vivants. (Il s’agit de science-fiction).
p. 11
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II. UTILISE TES APPRENTISSAGES
p. 12
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III. GRAPHIQUES CIRCULAIRES
Toutes les situations sont envisageables, du moment que les deux critères repris en conclusion (I B) sont mis en évidence.
A. Répartition d’arbres
b. Calcul des secteurs
75 pins sont représentés par
(360° x 75)
30 frênes sont représentés par
45 hêtres sont représentés par
300
(360° x 30)
300
(360° x 45)
300
15 châtaigniers sont représentés par
p. 13
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=90°
=36°
=54°
(360° x 15)
300
=18°
B. Réinvestissements des acquis
Métaux
18°
Verre
29°
Divers
14°
Légende :
Déchets alimentaires
162°
Déchets alimentaires
Papiers
Plastiques
Plastiques
29°
Verre
Métaux
Divers
Papiers
108°
2
CHAPITRE 2
LA MATIÈRE DANS TOUS SES ÉTATS
p. 16
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I. MISE EN SITUATION : UNE EXPÉRIENCE INTÉRESSANTE
A. Mode opératoire
La mise en situation fait intervenir un changement d’état sous l’action des contraintes :
bien que les changements d’état soient prévus au programme de 2e année, il nous a semblé
intéressant de débuter ce chapitre par cette expérience. Elle permet à l’élève de prendre
réellement conscience que la matière peut se décliner sous des états différents. En effet,
nous avons constaté que cette perception était souvent superficielle, mais pas réellement
conscientisée.
C. Observations
Quand je prends une petite quantité du mélange (eau/fécule), j’obtiens
par compression une boule compacte qui redevient liquide et coule entre
les doigts dès que j’ouvre la main.
p. 17
D. Conclusion
La matière peut se présenter sous différents états selon les circonstances.
p. 17
FT0
II. LES ÉTATS PHYSIQUES DE LA MATIÈRE
A. Situation problème
Cette situation-ci permet de soulever des ambiguïtés : souvent les élèves croient que le
nuage est de la vapeur d’eau et donc un gaz. Il faut donc rétablir la vérité : un nuage est un
ensemble de très fines gouttelettes d’eau en suspension dans l’air (comme le brouillard !).
Une bulle de savon, c’est une fine pellicule d’eau savonneuse qui enferme de l’air : la « membrane » est liquide, mais l’intérieur est gazeux.
Quant au beurre, s’il est fondu, il est à l’état liquide. Par contre, c’est un solide, au départ,
que l’on qualifie d’amorphe par opposition aux solides cristallins qui gardent leur forme sous
des contraintes faibles à modérées (le verre aussi est un exemple de solide amorphe). La
majorité des métaux sont des solides cristallins.
– Oui, surtout pour le nuage et les bulles de savon que l’on a classé dans les colonnes liquide
et/ou gazeux (Réponse-type d’élève).
– Prévoir des critères simples afin de distinguer les trois états physiques de la matière.
Il est nécessaire de guider et de trier les critères choisis par les élèves dans un premier temps
afin d’être clair. Ensuite, on pourra discuter de cas plus « limites » et/ou des conditions
expérimentales.
État liquide
L’eau du torrent
X
Le glacier
L’eau dans la bouteille
État solide
État gazeux
L’eau du torrent
L’eau du torrent
Le glacier
X
Le glacier
L’eau dans la bouteille
L’eau dans la bouteille
La vapeur qui s’échappe
d’une casserole
La vapeur qui s’échappe
d’une casserole
La vapeur qui s’échappe X
d’une casserole
Le glaçon dans le verre
Le glaçon dans le verre
X
X
Le glaçon dans le verre
3
p. 18
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et
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État liquide
État solide
État gazeux
Le nuage
X
Le nuage
Le nuage
Les bulles de savon
X
Les bulles de savon
Les bulles de savon
Le beurre fondu
X
Le beurre fondu
Le beurre fondu
III. PROPRIÉTÉS DES ÉTATS PHYSIQUES DE LA MATIÈRE
A. Premier critère : la forme
1. Pour les liquides
c. Schémas expérimentaux
Tube à essai
Pied gradué
cylindre
Erlenmeyer
Berlin
d. Observations
L’eau prend la forme du récipient qui la contient. Elle change de forme
selon les cas.
f. Synthèse
Un liquide prend la forme du récipient qui le contient : un liquide N’A
DONC PAS de forme PROPRE.
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et
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2. Pour les solides
c. Schémas expérimentaux
d. Observations
Décris la forme prise par l’objet dans chaque récipient utilisé
L’objet, ici le cube, garde la même forme dans chaque récipient.
4
e. Extension
Quand on utilise un autre solide dans d’autres types de récipients, on
constate que le solide conserve sa forme.
f. Synthèse
Un solide conserve la même forme quel que soit le récipient qui le contient :
un solide possède donc une forme PROPRE.
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3. Pour les gaz
a. Photographie expérimentale
Le gaz orange-brun sort de l’erlenmeyer et se répand dans le local.
b. Extension
On peut enfermer de la vapeur d’éther (ou de parfum) dans un sac en
plastique puis ouvrir le sac sur le bureau. Grace à l’odorat, on va pouvoir
détecter sa présence dans la classe et ainsi vérifier qu’il ne garde pas la
forme de départ.
c. Synthèse
Un gaz ne garde pas la forme du récipient qui le contient : il n’a pas
de forme propre. Il tend à prendre le plus grand espace possible : il est
EXPANSIBLE.
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et
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B. Second critère : le volume
1. Pour les liquides
b. Mode opératoire
V = 4,8 ml
Complète cette phrase :
Pour mesurer correctement le volume d’un liquide,
il faut placer les yeux au même niveau que le bas de
la surface courbe (appelée le ménisque).
Transvase l’eau dans le berlin en veillant à ne pas perdre de goutte. Mesure à nouveau son
volume : V1 = 4,8 ml
Recommence la même manipulation successivement avec l’erlenmeyer (V2 = 4,8 ml ) et puis
à nouveau avec le pied gradué (V3= 4,8 ml ).
c. Comparaison et synthèse
Les différents volumes mesurés sont égaux.
Le volume de liquide ne varie pas en fonction du récipient où on le place.
Les liquides ont un volume propre.
5
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d. Volumes et capacités
m3
dm3
ml
dl
cl
ml
2
0
0
= 200 cm3
0
2
0
0
= 0, 0002 m3
0
2
0
0
= 0,2 l
2
0
0
= 20 cl
0
2
0
0
= 0,02 dal
0
2
0
0
=0,2 dm3
200
2
0
0
= 2 dl
200
2
0
0
hl
dal
l
200
200
0
0
0
200
200
200
200
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mm3
cm3
0
0
0
0
= 200 000 mm3
2. Pour les solides
a. Matériel
Un pied (ou cylindre) gradué et de l’eau (colorée si possible).
b. Mode opératoire
- Pour mesurer le volume du cube, il suffit de mesurer une arête et de
calculer V = a3.
- Pour mesurer le volume du solide quelconque, on utilise la méthode
de l’immersion : dans un pied gradué, on repère le volume d’eau initial
(V1= …). On plonge le corps et on repère le nouveau volume (V2= …). Le
volume (V) du solide vaut V2 – V1.
- Comme les solides ont une forme propre, il va de soi que le volume ne
change pas non plus.
6
c. Schémas expérimentaux
Parallèlipipède : V = B.h
et B = L.l
a (arête) V = a3
Sphère (Boule) : V = 4 ∏ r3
3
Cylindre : V = B.h avec B = ∏ r2
V2 = 91 cm3
V = 53 cm3
V = 91 cm3 – 53 cm3
= 37 cm3
d. Synthèse
Les solides ont un VOLUME PROPRE (BIEN DÉTERMINÉ), ce qui est
conforme au fait qu’ils ont une forme propre.
p. 24
3. Pour les gaz
a. Nouvelle analyse
Le volume de gaz change puisqu’il se répand hors du récipient.
b. Extension
On peut enfermer de la vapeur d’éther (ou de parfum) dans un sac plastique puis ouvrir le sac sur le bureau. Grâce à l’odorat, on va pouvoir
détecter sa présence dans la classe et ainsi vérifier qu’il ne garde pas le
volume de départ.
c. Synthèse
Les gaz n’ont pas de volume propre car ils sont EXPANSIBLES.
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FT2
C. Troisième critère : la compressibilité
2. Pour les liquides
c. Observations
Le piston de la seringue ne s’enfonce pas. On a l’impression de pousser
« contre un mur ».
p. 26
d. Autres liquides
Recommence la même manipulation avec d’autres liquides et note tes observations
Que ce soit avec du méthanol ou de l’huile, on constate à chaque fois la
même chose : on n’arrive pas à enfoncer le piston.
e. Synthèse
Les liquides sont INCOMPRESSIBLES.
La notion de pression sera vue en 2e année. Toutefois, quand on appuie sur le piston de la
seringue, les élèves évoquent directement cette notion de pression. S’en servir ne constitue
pas une erreur !
7
FT2
3. Pour les solides
c. Observations
Le cube n’est pas comprimé, son volume reste le même.
On peut déjà, si le problème n’a pas encore été soulevé par les élèves, se demander comment
on pourrait y parvenir (refroidissement intense, compression énorme, solide amorphe, …).
p. 27
e. Synthèse
Les solides sont INCOMPRESSIBLES.
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4. Pour les gaz
c. Observations
Le piston s’enfonce jusqu’à un certain point. Quand on relâche l’effort, il
revient à son point de départ et parfois, le dépasse.
On peut ici montrer l’élasticité de l’air, car le piston de la seringue revient rapidement à son
point de départ et même au-delà !
d. Synthèse
Les gaz sont compressibles : leur volume peut être réduit sous l’action
d’une pression.
p. 28
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D. Surface libre
2. Pour les liquides
c. Observations
Quelle que soit la position du récipient, la surface LIBRE du liquide reste
perpendiculaire à la direction du fil à plomb.
d. Synthèse
La surface libre d’un liquide au repos est toujours horizontale.
p. 29
3. Pour les solides et les gaz
Pour un solide, la notion de surface livre est plus difficile à faire comprendre. Il suffit de dire
qu’il s’agit de la surface de ce solide qui n’est pas en contact avec le support ou le récipient.
Pour un gaz, vu qu’il est expansible, sa surface libre est modifiée en permanence.
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et
FT2
F. Conditions expérimentales
1. Modification des conditions expérimentales
- Et si le glaçon est dans un verre chaud ?
- Et si j’appuie avec une perceuse sur le cube métallique ?
- Et si j’écrase le beurre avec le pied de la table ?
2. Résultats obtenus
8
•
Le cube va fondre et il ne sera plus solide : il va se déformer en
devenant progressivement liquide. Que devient la forme : restet-elle la même ?
•
La force (ou la pression ou la contrainte) exercée déforme le
solide (la boule) => la forme reste-t-elle constante ?
p. 30
•
Expérience classique (qui sera rappelée en 2e année pour les
changements d’état) qui montre la dilatation de l’eau quand
elle passe de l’état liquide à l’état solide => volume propre ?
Forme propre ? Est-ce que cela a encore du sens ?
Tous ces questionnements sont d’une grande utilité : ce sont les fondements de la démarche
scientifique !
IV. SAVOIRS À INTÉGRER
A. Les états de la matière
La matière se présente sous 3 états physiques :
L’état liquide, l’état solide et l’état gazeux.
B. Propriétés
Critères
État solide
État liquide
État gazeux
Forme
PROPRE
DU RÉCIPIENT QUI QUELCONQUE
LE CONTIENT
Volume
PROPRE
PROPRE
QUELCONQUE
Compressibilité
INCOMRPRESSIBLE
INCOMPRESSIBLE
QUELCONQUE
Surface libre
QUELCONQUE
HORIZONTALE
QUELCONQUE
C. Définitions et unités
p. 31
Capacité : contenance maximale d’un récipient (s’exprime en litre et
concerne les liquides surtout et parfois les solides en grains).
Volume : encombrement de l’espace occupé par un corps. Son symbole est
V.
Compressibilité : aptitude d’un corps à diminuer de volume sous l’effet
d’une pression.
Unité de capacité : le litre (symbole : l)
Unité de volume dans le système international : le mètre au cube (symbole : m3).
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V. Utilise tes apprentissages
A. Tableau
Complète le tableau
Objet de la vie courante
Capacité ou volume
indiqué sur l’emballage
Transforme dans l’unité
indiquée
Canette de soda
33 cl
330 cm3
Bouteille d’eau
50 cl
5 dl
Berlingot de jus
200 ml
0,2 dm3
Fiole de médicament
30 ml
30 cm3
Jerricane d’essence
12 l
0,12 hl
2500 l
2,5 m3
Cuve à Mazout
9
p. 32
B. Applications
1. Coche la ou les réponses correctes.
 L’eau est la seule boisson indispensable à la vie. On peut l’ingurgiter parce qu’elle :
-
n’a pas de forme propre
-
n’est pas compressible
-
a une surface libre toujours horizontale
X
 L’infirmière peut injecter des médicaments, parce que la solution aqueuse contenue
dans la seringue :
-
n’a pas de forme propre
X
-
n’est pas compressible
X
-
a une surface libre toujours horizontale
 Les circuits hydrauliques des freins d’une automobile contiennent des liquides car
ils :
-
sont indéformables
-
sont incompressibles
-
ont une surface libre toujours horizontale
X
2. Compare les deux documents. Ensuite, imagine une explication scientifique en relation
avec les états de la matière.
La vapeur d’eau contenue dans l’air expiré par le petit garçon se
condense au contact de l’air froid : un petit brouillard se forme devant
sa bouche.
Dans la deuxième situation, l’eau de la mer s’évapore car il fait très
chaud. La vapeur obtenue présente dans l’atmosphère est invisible.
p. 33
3. Un ballon de baudruche est rempli d’air,
Cette expérience met en évidence
La compressibilité des gaz
La forme propre des liquides
La surface libre des gaz qui est horizontale

X


4. Un élève plonge un caillou dans une éprouvette graduée contenant de l’eau.
Le caillou a un volume propre

X
L’eau est compressible
L’eau a une forme propre

L’air qui surmonte l’eau est compressible

p. 34
5. Un professeur enferme de l’air dans un tube à essais. Son orifice est fermé par un bouchon traversé par un tube en verre coudé plongeant dans un verre à pied. Celui-ci contient
de l’eau colorée.
Ce phénomène peut être observé car :
L’air n’a pas de volume propre
L’air n’a pas de forme propre
La surface de l’eau est horizontale
Le verre à pied peut se briser
p. 36
FT2

X

X


VI. Molécule et modèle
A. Situation-problème
d. Observations
Le volume total du mélange eau/méthanol est inférieur à la somme des
volumes initiaux.
Vméthanol = 25 ml Vtotal = 48 ml
Veau = 25ml
10
p. 37
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et
FT2
B. Interprétation
c. Schémas
100 ml
75 ml
50 ml
50 ml
SUCRE
RIZ
RIZ + SUCRE
mélangés
d. Observations
Le volume du riz et de sucre mélangés est nettement inférieur à la somme
des volumes de départ.
p. 38
e. Comparaison avec la situation-problème et explication
À l’image du sucre qui remplit les espaces entre les grains de riz, on peut
imaginer que des petits espaces se créent entre les particules d’eau et que
les particules de méthanol peuvent s’y glisser. Ceci explique la diminu-
tion de volume global.
f. Synthèse
L’eau et le méthanol sont constitués de particules appelées molécules.
FT2
et
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p. 39
C. Confirmation de l’existence des molécules dans la matière
b. Matériel
Tubes à essai, eau, bichromate de potassium en grain.
c. Schémas expérimentaux
EAU
EAU
Bichromate
de
potassium
1 ml
EAU
EAU COLORÉE
1 ml
COLORISATION
MOINS INTENSE
COLORISATION DE
MOINS EN MOINS INTENSE
d. Observations
La coloration est UNIFORME dans chaque cas. À chaque dilution, on
observe ue diminution de l’intensité de la coloration.
e. Explications
Le grain de BICHROMATE se disloque dans l’eau. Les corpuscules obtenus
sont invisibles mais sont probablement SEMBLABLES car la coloration est
uniforme. Comme le nombre de corpuscules diminue à chaque DILUTION,
l’intensité de la coloration diminue.
11
f. Synthèse
La matière est constituée de très petites particules invisibles mais qui
possèdent pratiquement les propriétés essentielles de cette matière. Ces
particules « ultimes » sont appelées « molécules ». Pour une matière
donnée, les molécules sont semblables.
p. 40
FT4
D. Notion de modèle
•
C’est le squelette reconstitué d’un dinosaure (T-Rex).
•
C’est le modèle que les scientifiques ont imaginé pour représenter le T-REX à partir du squelette
Précise la notion de modèle.
Un modèle est une représentation vraisemblable basée sur des observations.
p. 41
FT4
E. Modèle
Imagine un modèle (à l’aide de formes simples) capable de représenter la situation- problème initiale (le mélange d’eau et de méthanol) ainsi que la dissolution du bichromate de
potassium dans l’eau.
200 ml
196 ml
100 ml
100 ml
A
Molécule d’eau
Molécule de bichromate de potassium
Molécule d’eau
Molécule de méthanol
p. 42
FT0
12
B
F. Modèle moléculaire des états physiques de la matière
Les molécules d’un solide
sont :
Les molécules d’un liquide
sont :
Les molécules d’un gaz
sont :
Xordonnées
ordonnées
ordonnées
désordonnées
X désordonnées
X désordonnées
rapprochées
X rapprochées
rapprochées
X très rapprochées
très rapprochées
très rapprochées
espacées
X espacées
X liées
liées
non liées
X non liées
espacées
non liées
liées
FT1
Les molécules d’un solide
sont :
Les molécules d’un liquide
sont :
Les molécules d’un gaz
sont :
peu liées
X peu liées
peu liées
agitées
X agitées
agitées
très agitées
très agitées
X très agitées
X pas agitées
pas agitées
pas agitées
G. Utilise tes acquis
■ La compressibilité des gaz
Comme les molécules de gaz sont espacées, il est possible de les rapprocher,
ce qui explique la compressibilité.
p. 43
■ L’expansibilité des gaz
Les molécules de gaz sont très agitées : leurs mouvements les entraînent à
occuper le plus d’espace possible.
■ L’incompressibilité des liquides
Les molécules d’un liquide sont rapprochées : on ne peut donc les rapprocher davantage.
■ La forme propre des solides
Les molécules d’un solide sont liées et ordonnées, ce qui entraîne une
forme bien déterminée.
■ Pourquoi les liquides prennent la forme du récipient
Comme les molécules dans un liquide sont peu liées, agitées et non espacées, elles peuvent rouler les unes sur les autres et prendre la forme du
récipient.
p. 44
VII. SAVOIRS À INTÉGRER
A. Définitions
1. Molécule
La molécule est une particule de matière extrêmement petite, invisible
et qui garde les propriétés essentielles de cette matière. Pour une matière déterminée, les molécules sont semblables.
2. Modèle
Un modèle est une représentation vraisemblable basée sur des observations scientifiques.
B. Caractéristiques des molécules
1. Pour l’état solide
Les molécules sont ordonnées, très rapprochées, liées et pas agitées.
2. Pour l’état liquide
Les molécules sont désordonnées, rapprochées, peu liées et agitées.
3. Pour l’état gazeux
Les molécules sont désordonnées, espacées, non liées et très agitées.
13
p. 45
FT2
VIII. MÉLANGES ET CORPS PURS
A. Mélanges
1. Première méthode expérimentale : la filtration
a. Matériel
Un berlin contenant l’eau boueuse, un erlenmeyer, un entonnoir, du
papier filtre.
b. Mode opératoire
Placer le papier filtre dans l’entonnoir. Poser ce dernier sur l’erlenmeyer.
Verser l’eau boueuse contenue dans le berlin dans l’entonnoir.
c. Schémas expérimentaux
Eau bouleuse
Particules solides
Berlin
Papier filtre
Entonnoir
Erlenmeyer
Filtrat
p. 46
d. Observations
Les particules solides se dépose sur le papier filtre. On récupère un filtrat
dans l’erlenmeyer.
e. Conclusion
Par filtration, on a séparé les constituants solides du liquide contenus
dans l’eau boueuse.
FT2
2. Deuxième mode opératoire : une évaporation suivie d’une condensation
a. Matériel
Deux tubes à essai, bouchon percé, tube en verre courbé, source de chaleur (bec bunsen, lampe à alcool, réchaud, etc.).
b. Mode opératoire
Placer le filtrat recueilli dans un tube à essai. Fermer ce tube à l’aide
du bouchon percé. Introduire le tube en verre coudé dans le bouchon.
Chauffer le filtrat et recueillir l’eau qui se condense dans le deuxième
tube à essai.
14
c. Schémas expérimentaux
p. 47
Bouchon
Tube de dégagement
Filtrat récupéré
Lampe à
alcool
Distillat
d. Observations
Les vapeurs qui s’échappent du filtrat par évaporation se condensent et
sont recueillies dans le second tube à essai. On obtient un distillat parfaitement transparent.
e. Conclusion
Ce procédé (évaporation suivie d’une condensation) a permis de séparer l’eau des autres constituants encore présents dans le filtrat. L’eau
recueillie est constituée d’un seul type de molécules : c’est un corps pur.
p. 48
3. Synthèse
L’eau boueuse est un mélange constitué d’eau et de particules de terre
et autres. Ce mélange est HÉTÉROGÈNE car on peut distinguer à l’œil nu
plusieurs de ses constituants.
On peut séparer les constituants de l’eau boueuse en réalisant une filtration suivie d’une évaporation et d’une condensation du filtrat. Le
filtrat est un mélange HOMOGÈNE car on ne peut distinguer, à l’œil
nu, les différents constituants.
B. Corps purs
La photographie prouve que le chimiste a raison : explique pourquoi.
L’eau du robinet contient notamment du calcaire qui se dépose à la
longue dans le filtre. L’eau du robinet n’est donc pas « chimiquement »
pure.
p. 49
FT2
Imagine une expérience qui permet d’obtenir de l’eau chimiquement pure à partir de l’eau
du robinet.
1. Matériel
Un erlenmeyer, une colonne à distiller, un réfrigérant et ses tuyaux de
raccordement, un berlin, un thermomètre.
2. Mode opératoire
Placer l’eau du robinet dans l’erlenmeyer. Placer la colonne à distiller
sur l’erlenmeyer. Raccorder le réfrigérant et faire chauffer l’erlenmeyer.
15
3. Schémas expérimentaux
Thermomètre
Eau tiède
Réfrigérant
Eau froide
Distillat
Filtrat récupéré
Chauffe ballon
4. Observations
L’eau s’évapore, se met à bouillir. Les vapeurs montent dans la colonne
à distiller. Elles se refroidissent et se condensent dans le réfrigérant. Les
gouttes sont recueillies dans le berlin.
5. Synthèse
p. 50
FT4
Le distillat est constitué uniquement de molécules d’eau. Il s’agit d’un
corps pur obtenu par distillation.
C. Modèles d’un mélange et d’un corps pur
Imagine un modèle (à l’aide de formes géométriques) capable de représenter cette boisson.
Tu modéliseras aussi le distillat en prenant appui sur le modèle précédent.
EAU BOULEUSE
Légende :
Une molécule
Une molécule
Une molécule
Une molécule
16
FILTRAT
d’eau
de terre
de calcaire
d’un autre sel minéral
DISTILLAT
p. 51
IX. Savoirs intégrer
A. Mélange homogène
Juxtaposition de plusieurs constituants que l’on NE peut PAS distinguer
à l’œil nu.
B. Mélange hétérogène
Juxtaposition de plusieurs constituants que l’on peut distinguer à l’œil
nu.
C. Corps pur
Corps constitué d’un seul type de molécule.
p. 52
FT0
X. UTILISE TES APPRENTISSAGES
A. Applications
Coche la (les) réponse(s) correcte(s)
■ C’est le modèle d’un
– mélange

– corps pur

X
– mélange homogène

– mélange hétérogène

■ C’est le modèle d’un
– mélange

– corps pur

– mélange homogène

X
– mélange hétérogène

■ C’est le modèle d’un
FT4
– mélange

– corps pur

– mélange homogène

– mélange hétérogène

X
B. Réalisation de modèles moléculaires
– d’eau et d’huile.
– d’eau et de sirop de grenadine avant et après agitation.
17
MÉLANGES
HÉTÉROGÈNES
Molécule d’eau
Molécule d’huile
Molécule d’eau
Molécule de sirop
de grenadine
MÉLANGE
HOMOGÈNE
Molécule d’eau
Molécule de sirop
de grenadine
C. Traitement des eaux usées
Dans le traitement des eaux usées d’une station d’épuration, relève les techniques analogues à celles étudiées.
p. 53
- Le dégrillage consiste à « filtrer » les grosses particules (bouteilles en
P.V.C., etc.) qui flottent à la surface des eaux usées.
- Les décanteurs primaires et secondaires utilisent le phénomène de décantation pour recueillir les particules en suspension dans les eaux usées.
p. 54
FT1
p. 55
D. Fabrication du beurre
Légende : L’écrémeuse
Légende : Seaux de crème et de petit lait.
18
Étapes de la fabrication du beurre :
- le « crémage » consistait à récolter la crème ;
- mettre la baratte à la même température que la crème ;
- la crème est battue dans la baratte produisant le beurre et le lait
de beurre ou babeurre ;
- le beurre est rincé à l’eau puis malaxé et enfin découpé pour être
enveloppé dans du papier sulfurisé.
Procédés pour séparer les constituants du beurre
- Le crémage est le procédé qui permet de séparer la crème du petit
lait par décantation. C’est la centrifugation qui est à la base de
cette séparation dans l’écrémeuse.
- Dans la baratte, le babeurre est séparé par agitation énergique
de la matière grasse afin de briser l’émulsion.
p. 56
FT2
et
FT0
p. 57
XI. Masse volumique
B. Vérification de cette hypothèse
d. Observations
- Déterminer la masse d’eau contenue dans le gobelet
meau : 88g – 14g = 74g
- Déterminer la masse d’huile contenue dans l’autre gobelet
mhuile : 150g – 14g = 136g
- Comparer les deux masses :
meau < mhuile - Décris le positionnement des deux liquides.
L’huile se place au-dessus de l’eau.
e. Conclusion
Bien que la masse d’huile soit nettement plus grande que la masse
d’eau, l’huile flotte quand même sur l’eau.
p. 58
FT0
et
FT2
p. 59
C. Extension
d. Observations
- Masse de l’eau colorée : 134g – 84g = 50g
- Masse du mercure : 765g – 84g = 681g
- Volume d’eau colorée : 50 ml
- Volume de mercure : 50 ml
- Décris le positionnement des deux liquides :
L’eau colorée se positionne au-dessus du mercure.
e. Conclusion
L’eau colorée se place au-dessus du mercure. La masse d’eau est plus
petite que celle du mercure, bien que les volumes des liquides soient
identiques.
19
D. Synthèse
Pour résoudre la situation-problème, il faut tenir compte :
- du fait que les deux liquides sont non miscibles (ils ne se
mélangent pas) ;
- de la masse et du volume du liquide, c’est-à-dire de la masse par
unité de volume ou masse volumique.
p. 60
XII. SAVOIRS À INTÉGRER
A. Une nouvelle grandeur : la masse volumique (rhô – ρ)
Définition.
La masse volumique (ρ) d’un corps est la masse par unité de volume.
B. Formule de la masse volumique et unités
Formule de la masse volumique
Masse volumique =
Unités des grandeurs masse et volume.
La masse a comme unité le kilogramme
(symbole : kg) , le volume s’exprime en
mètre au cube (symbole : m3)
Masse
Volume
Écris la formule à l’aide de symboles
r=
Donc l’unité de masse volumique se notera
m
kilogramme par mètre au cube
V
(symbole : kg/m3).
Remarque :
Autre unité usuelle de la masse volumique. Il s’agit du gramme par centimètre cube
g
).
(symbole :
cm 3
p. 61
FT0
et
FT2
XIII. Utilise tes apprentissages
A. Un premier tour de magie : un glaçon entre deux eaux
Tableaux des résultats expérimentaux
Quantité d’eau
Quantité d’alcool
Résultats observés
1. 200 ml
100 ml
Le glaçon reste à la surface.
2. 50 ml
250 ml
Le glaçon coule et reste au
fond.
3. 100 ml
200 ml
Le glaçon coule puis
remonte et se stabilise sans
toucher le fond.
Les volumes d’alcool dépendent de la concentration utilisée !
20
Schémas de ces différentes alternatives
1.
2.
Situation 1
Alcool + eau
3.
Situation 2
Alcool + eau
Situation 3
Alcool + eau
Glaçon
Glaçon
Glaçon
p. 62
FT0
et
FT2
B. Un deuxième tour de magie : un glaçon surprenant
Observe ce qui arrive au moment où le glaçon commence à fondre et note tes observations.
Interprète ensuite ces résultats.
- L’huile et l’eau ne se mélangent pas
- Le glaçon flotte sur l’huile, mais les gouttes d’eau liquide coulent
au fond
- Le glaçon paraît plus gros dans l’huile
Interprétations : le glaçon flotte sur l’huile car il a une masse volumique plus faible que celle de l’huile. Par contre, les gouttes d’eau ont
une masse volumique plus grande que celle de l’huile de cuisson : elles
coulent.
C. Applications
FT1
1. Utilise le tableau afin de répondre aux questions.
■ Une maquette de maison réalisée en bois de balsa flotte sur l’eau. Justifie cette
situation.
La masse volumique du balsa est beaucoup plus faible que celle de
l’eau. Donc la maquette flotte.
■ Lors du naufrage d’un pétrolier, la nappe de pétrole se retrouve en surface. Pourquoi ?
Car la masse volumique du pétrole est inférieure à celle de
l’eau (r de l’eau de mer = 1030 kg/m3).
p. 63
■ Un tronc de chêne gorgé d’eau ne peut être transporté par flottaison sur la rivière.
Pourquoi ?
Car la masse volumique du chêne gorgé d’eau (1200 kg/m3) est
supérieure à celle de l’eau (1000 kg/m3 ).
FT3
et
FT2
2. Exercices
Déterminer la masse volumique (ρ) du mercure utilisé dans l’expérience du point « XI. C.
Extension » (p. 54) et compare-la avec la valeur fournie dans le tableau précédent.
DONNÉES
INCONNUE FORMULE
mmercure = 681g
Vmercure = 50 ml = 50 cm3
ρ = ?
m
ρ=
V
SOLUTION
ρ = 681 g 3 = 0,681 kg 3
50 cm
0,00005 m
ρmercure = 13620 kg3 (13600
m
dans le tableau ⇒ valeurs
presque semblables !)
21
p. 64
FT1
FT1
et
FT4
D. Photographies
Deux cylindres de même volume peuvent avoir des masses différentes et
deux cylindres de même masse peuvent avoir des volumes différents. Une
nouvelle fois, il faut comparer les masses volumiques.
E. Oxygénation d’une mare ou d’un étang
On remarque que :
- la masse volumique de l’eau varie en fonction de sa température ;
- la courbe présente un maximum autour duquel les différentes
masses volumiques de l’eau diminuent ;
- la masse volumique de l’eau est la plus élevée à 4°C.
Les conditions climatiques varient en fonction des saisons. Ainsi, au
printemps et en automne, l’eau de surface atteint 4°C. Cette eau de surface a une masse volumique plus grande que l’eau sous-jacente. Ainsi,
elle coule. Cette eau en contact avec l’air atmosphérique présente de
l’oxygène dissous. Ce mouvement de subsidence apporte alors aux vivants
du fond de la mare l’oxygène nécessaire à la vie. Ils jouissent d’une eau
à 4°C.
p. 65
p. 66
F. Notion importante : le graphique
3. Construction d’un graphique
Quelle est la signification des coordonnées (1 ; 4,1) ?
Les coordonnées (1 ; 4,1) signifient qu’à l’âge d’un mois, la masse de
Laura est de 4,1 kg.
p. 68
FT4
4. Interprétation d’un graphique
Je décris le profil de la courbe
J’interprète le profil
La courbe descend.
Il y a une décroissance, une diminution, une baisse.
La courbe est parallèle à
l’axe horizontal.
Il n’y a pas de
changement, c’est
constant.
La courbe monte.
Il y a une croissance, une augmentation, une hausse.
La courbe change de sens.
22
Le graphique
L’évolution est irrégulière. Il y a des
ruptures.
p. 69
FT4
La courbe monte, puis
monte moins fort.
L’augmentation devient plus
faible.
La courbe descend plus
fort.
La diminution
devient plus forte.
5. Construction de graphique
Il faut, bien entendu, travailler en collaboration avec le professeur de mathématiques, voire
avec celui d’Étude du milieu, afin d’utiliser le même langage et les mêmes codes.
Taille (m)
1,80
1,75
1,70
1,65
1,60
1,55
1,50
1,45
1,40
1,35
1,30
1,25
1,20
1,15
Légende
1,10
Thomas
1,05
Marie
1,00
0,95
0,90
0,85
0,80
0,75
0,70
0,65
0,60
0,55
0,50
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Âge (années)
23
p. 71
FT4
6. Analyse de graphiques
a. Évolution du nombre de naissance
La courbe descend de plus en plus fort puis remonte légèrement. Le
nombre de naissances par an diminue régulièrement puis s’accentue
jusqu’en 1963. À ce moment, il augmente légèrement jusqu’en 2003.
b. Évolution de températures journalières
■ Quelles informations trouves-tu sur l’axe horizontal et l’axe vertical ?
- L’axe horizontal porte les valeurs exprimant le temps en heure. L’intervalle entre deux graduations représente une heure (échelle : 8 mm -> 1h).
Les échelles des graphiques DEVRAIENT être de 1 cm. À l’impression, les graduations sont
espacée de 8 mm !!!
- L’axe vertical porte les valeurs exprimant la température en °C (degrés
Celsius). L’intervalle entre deux graduations représente 0,5 °C (8 mm ->
0,5 °C).
p. 72
■ Quelle est la température minimale et à quelle heure a-t-elle été mesurée ?
– 2 °C à 10 h
■ Quelle est la température relevée à 17h ?
■ À quelle heure la température était-elle de 0°C ? – 0,5 °C
À 12h30 et 16h
■ Entre 12h et 14h, quel est l’écart de température enregistré ? 1,5 °C (de – 0,5° C à 1 °C)
24
CHAPITRE 3
LA NUTRITION
p. 77
FT4
II. Proies et prédateurs
Sur base du document que tu viens de lire, complète le tableau suivant.
Vivants
p. 78
Vivants ingérés
Les micro-organismes
(bactéries, ...)
Feuilles mortes, racines d’arbres.
Le staphylin
Détritus végétaux et d’animaux, pucerons, larves,
pupes de mouches, acariens.
Le puceron
Plantes.
La mésange charbonnière
Chenilles (pucerons, piérides, noctuelles), insectes, araignées, graines.
Le grand campagnol
Végétations souterraine (oignons, poireaux),
fraisiers, persil.
La chouette hulotte
Mulots, campagnols, taupes.
La punaise
Légumes (haricots, céleri, laitue), pomme de
terre, fruits.
Le carabidé adulte
Insectes, pucerons, limaces, mouches, etc.
Maintenant complète le tableau ci-dessous en utilisant le mot-clé adéquat (proie, prédateur,
concurrent alimentaire, ...):
Les micro-organismes
La chouette hulotte
Les acariens
sont des DÉCOMPOSEURS pour
est un PRÉDATEUR pour
sont des PROIES pour
les feuilles
mortes
les rongeurs
les staphylins
La mésange charbonnière
est un PRÉDATEUR pour
le carabidé
adulte
Le staphylin
est un DÉTRITIVORE pour
les détritus
de végétaux
Le staphylin
est un PRÉDATEUR pour
les acariens
est une PROIE pour
le carabidé
adulte
La limace
25
IV. D’autres proies et prédateurs
p. 79
FT4
Sur base de ce document, complète le tableau suivant.
Animaux
Vivants ingérés
Zooplancton
Phytoplancton
Gammares
Phytoplancton et zooplancton (donc,le plancton)
Éphémères
Le plancton
Phryganes
Le plancton
Gardons
Gammares, éphémères, phryganes
Truites
Gammares, éphémères, phryganes
Loutres
Truites, gardons
Héron cendré
Truites, gardons
Complète le tableau ci-dessous en utilisant le mot-clé adéquat.
La Loutre
est un concurrent alimentaire pour
héron cendré
La phrygane
est un prédateur pour
le zooplancton
Le héron cendré
est un prédateur pour
le gardon
Le zooplancton
est une proie pour
l’éphémère
Le gammare
est un concurrent alimentaire pour
la phrygane
p. 80
V. Une clé dichotomique
p. 81
FT0
et
FT4
À toi de jouer
Lis les cartes d’identité de ces animaux pour choisir les attributs adéquats afin d’élaborer une clé
dichotomique basée sur le régime alimentaire.
PHYTOPHAGE
INVERTÉBRÉ
ESCARGOT
VERTÉBRÉ
CHEVAL
VIVANT CARNIVORE
CORPS COUVERT DE PLUMES
→ Chouette effraie
CORPS COUVERT DE POILS
→ Loup
NON-PHYTOPHAGE
INSECTIVORE
CORPS COUVERT DE PLUMES
→ Hirondelle
CORPS COUVERT DE POILS
→ Pipistrelle
26
p. 84
VI. LA NUTRITION CHEZ QUELQUES ANIMAUX
A. Mise en situation
p. 85
FT4
3. Synthèse
1. De quoi est accusé Roger Lapin ?
- De manger ses crottes.
2. Que sont les CAECOTROPHES ?
Des productions des bactéries du CAECUM riches en protéines et vitamines.
3. Pourquoi mange-t-il des caecotrophes ?
Pour grandir plus vite et mieux résister aux maladies.
p. 87
B. Le lapin : un herbivore
4. Synthèse
Le lapin est un herbivore rongeur : il se nourrit de végétaux (herbe, feuilles,
fleurs) et en ronge aussi (racines, écorces). La formule dentaire est la suivante :
2
0
3
3
l+
C+
PM +
M
1
0
2
3
Un espace dépourvu de dent s’appelle une BARRE.
Ses dents sont à croissance continue et il ne possède pas de canine (comme
elles servent à percer ou déchirer de la viande, elles ne lui seraient d’aucune utilité). Pour mieux assimiler une nourriture pauvre (des végétaux),
les aliments sont digérés deux fois : lors de la première phase, le passage par
le caecum (= appendice) produit des caecotrophes que le lapin va manger.
Ceci permet une seconde digestion qui a pour résultat une meilleure extraction des nutriments.
C. La vache, un autre herbivore
p. 89
3. Synthèse
La vache est un herbivore ruminant. Dans un premier temps, elle broute
l’herbe qu’elle avale en grande quantité sans la mâcher ; elle la stocke
dans la panse où les bactéries l’aident à commencer la digestion. Ensuite,
elle se couche à l’abri et rumine : après un passage par le bonnet où se
forment des petites pelotes, l’herbe remonte par l’œsophage vers la bouche et
subit une mastication soignée. Avalée de nouveau, la bouillie d’herbe très
fluide se dirige vers le feuillet et puis vers la caillette où le suc gastrique
entre en action. L’intestin poursuivra sa digestion.
Cette capacité de ruminer est un moyen de se protéger des prédateurs en
raccourcissant le temps de prise de nourriture.
La formule dentaire de la vache est :
0
0
3
3
l+
C+
PM +
M
3
1
3
3
Les prémolaires et les molaires sont à croissance continue.
D. Le chat : un carnivore
1. Régime alimentaire
■ Analyse des photographies: quelle information te fournissent ces deux photos ?
Le chat est à l’affût et guette sa proie. Il a attrapé un oiseau qu’il va
dévorer.
■ Que peux-tu dire au sujet du régime alimentaire du chat?
Il mange des proies dont il se nourrit de la chair : c’est un carnivore.
27
p. 90
2. Squelette de la tête
■ Décode le schéma du squelette de la tête du chat, établis la formule dentaire et
réponds aux questions.
FT4
Formule dentaire
3
1
3
1
l+
C+
PM +
M
3
1
2
1
■ Quelles différences relèves-tu entre la formule dentaire du chat et celles du lapin
et de la vache ?
Tous les types de dents sont présents. Il n’y a pas de barre.
■ Regarde attentivement les dents du chat : quelles sont les dents les plus développées ?
Ce sont les canines très grandes et très pointues (les crocs). Les prémolaires et les molaires sont aussi très pointues.
■ Mets en relation ces analyses et la nature du régime alimentaire du chat.
Les canines permettent de tuer la proie et de la dépecer.
Les prémolaires et les molaires réduisent les gros morceaux en d’autres
plus petits afin de pouvoir les avaler.
3. Synthèse
Le chat est un carnivore. Sa formule dentaire est :
3
1
3
1
l+
C+
PM +
M
3
1
2
1
Toutes les dents sont présentes, il n’y a pas de barre t certaines dents sont
bien adaptées à ce mode de nutrition : les canines très pointues servent à
tuer les proies et à les déchiqueter, les prémolaires et molaires réduisent les
morceaux de chair pour mieux les avaler.
p. 91
E. Le cochon : un omnivore
1. Compte-rendu d’excursion
■ Les cochons ont-ils une nourriture bien spécifique?
Non, ils mangent de tout.
■ Le terme OMNIVORE vient du latin omnis (tout) et vorare (dévorer) ; peut-on qualifier le cochon d’omnivore ? Justifie ta réponse.
En effet, on peut dire que le cochon est omnivore car il mange des aliments de toute origine.
2. Squelette de la tête
FT4
Formule dentaire
3
1
4
3
l+
C+
PM +
PM
3
1
4
3
3. Synthèse
Tous les types de dents sont présents et aucun type n’est plus développé qu’un
autre. Ceci semble confirmer le mode de nutrition omnivore.
Remarque : je suis aussi un omnivore car ma nourriture est très diversifiée
et en plus je possède tous les types de dents pas vraiment spécialisées.
28
p. 92
F. Tableau comparatif
FT4
1. Analyse d’un document
■ Tes enseignements
Les herbivores ont de très longs intestins, les carnivores en ont des courts et
les omnivores ont des intestins de longueur intermédiaire. Cela est logique
vu leur type de nutrition : les herbivores ont un intestin long pour mieux
extraire le peu de nutriments que possède la nourriture végétale, par contre
les carnivores en ont un plus court car la chair est beaucoup plus riche. Les
omnivores, au vu de leur alimentation très diversifiée, occupent une situation intermédiaire.
FT4
2. Synthèse
LAPIN
VACHE
CHAT
COCHON
Type de nourriture
Végétaux :
Végétaux :
feuilles,
herbe.
fruits, racines, écorce.
Chair de
ses proies.
Nourriture
de toute
origine.
Valeur nutritive
Pauvre
Pauvre
Riche
Moyennement riche
Denture
Dents à
croissance
continue ;
I pour ronger, pas de
C (barre) ;
PM et M pour
broyer.
PM et M à
croissance
continue ;
pas de I
ni de C
à la mâchoire sup.
(barre), PM
et M pour
broyer.
Pas de
barre ; C
très développées
pour tuer
et déchirer (=
CROCS) ;
PM et M
pour couper.
Pas de
barre, ni
de dents
vraiment
spécialisées.
Appareil digestif
Caecotrophes
(2 passages)
+ intestin
long
Estomac à
Intestin
4 poches +
court
rumination
+
intestin très
long
Intestin de
longueur
moyenne
Classification
HERBIVORE
RONGEUR
HERBIVORE
RUMINANT
OMNIVORE
CARNIVORE
29
p. 93
VII. UTILISE TES APPRENTISSAGES
A. Le mode de nutrition du renard
1. Questionnement
■ Quelle information la photographie te fournit-elle sur le mode de nutrition du
renard ?
Le renard mange un oiseau. Il est probablement carnivore.
p. 94
■ La denture du renard t’en apporte-t-elle la confirmation ? Pourquoi ?
Oui, cette denture confirme le fait qu’il soit carnivore : toutes les dents
sont présentes, les canines très développées et pointues, PM et M pointues aussi.
2. Synthèse
Ces documents montrent que le renard est un carnivore.
FT4
et
FT3
B. Surprise-surprise
1. Analyse d’un document
■ Quelles informations surprenantes ces résultats révèlent-ils?
Le renard n’est pas exclusivement carnivore : il mange aussi des fruits.
Selon les saisons, son alimentation change (par ex., il mange plus de
fruits en été et en automne car on en trouve d’avantage durant ces
saisons). Il diversifie l’origine de sa nourriture : mammifères, insectes,
oiseaux ; cela lui permet de ne pas rester sans manger si son « plat
préféré » n’est plus disponibles !
p. 95
■ Présente ces résultats sous forme de diagrammes circulaires (voir Chap. I, III).
5%
8%
30%
7%
50%
37%
20%
80%
50%
7%
80%
13%
Printemps
Eté
oiseaux
8%
5%
Automne
mammifères
insectes
Hiver
fruits
2. Synthèse
Le renard n’est pas exclusivement carnivore, il se nourrit aussi de végétaux,
mais la majeure partie de son alimentation demeure carnivore. Il diversifie la provenance de sa nourriture et son alimentation change en fonction
des saisons et de ce qu’il trouve. Cette adaptation du comportement alimentaire montre que le renard est opportuniste.
p. 96
VIII. LA CHAÎNE ALIMENTAIRE
B. La nutrition végétale
FT4
Synthèse
Pour se développer, la plante a besoin d’eau et de sels minéraux absorbés par ses racines en présence de la lumière et de dioxyde de carbone (ce
dernier est capté par les feuilles). Elle élabore de cette manière sa propre
matière organique.
30
p. 97
FT4
C. La nutrition animale et la notion de biomasse
1. Émission de télévision
Supposition
Quand il a digéré le pissenlit, le lapin utilise les nutriments obtenus pour
fabriquer de la peau, du muscle, des os, …, dont il fait du lapin. Le même
raisonnement vaut pour la vache. Le petit garçon a donc résumé, à sa façon,
mais de manière très logique le but essentiel de la digestion : transformer
la nourriture en nutriments que nous utilisons pour fabriquer notre propre
matière vivante, notre propre organisme.
2. Notion de biomasse
■ Quelle masse de lapin a été fabriquée, en un mois, à partir d’une tonne de fourrage ?
120 kg
(1520 kg – 1280 kg = 240 kg pour 2 tonnes de fourrage).
■ Quel est le pourcentage de rendement de cette fabrication?
Rendement =
120
. 100 = 12 %
1000
■ Qu’est devenue la partie de fourrage qui n’a pas servi à « faire du lapin »?
Une partie permet de maintenir la température du lapin, de lutter
contre les maladies, de fournir de l’énergie pour vivre. Une autre partie part aussi dans les déchets (crottes, poils qui tombent, etc.).
p. 98
3. Synthèse
Quand il se nourrit, le lapin utilise une partie de sa nourriture pour fabriquer sa propre matière vivante. On peut dire que la biomasse obtenue est
inférieure à celle de la nourriture consommée. Dans ce cas-ci, il faut une
biomasse de fourrage de 2000 kg pour fabriquer une biomasse de lapin de
240 kg.
p. 99
FT4
D. Représentation pyramidale de la chaîne alimentaire
2. Synthèse
Les organismes morts, les excréments et les déchets des vivants constituent la
nourriture des détritivores et des décomposeurs (bousier, lombric, champignon et surtout les bactéries). Cette décomposition permet de transformer de
la matière provenant d’un vivant en substances minérales qui sont remises
à la disposition des végétaux.
p. 100
3. Situation nouvelle
Lis le texte ci-contre et établis la chaîne alimentaire dont il est question
Plante → sauterelle → araignée → crapaud → hibou.
Plante = producteur
Sauterelle = consommateur de premier ordre
Araignée = consommateur de deuxième ordre
Crapaud = consommateur de troisième ordre
Hibou = consommateur principal (sans prédateur)
E. Les détritivores
p. 101
2. Analyse de document. Réponds à la question posée.
Certains vivants, comme le bousier ou le lombric, se nourrissent de divers
déchets produits par d’autres vivants. On les appelle DÉTRITIVORES.
F. Les décomposeurs
p. 102
2. Analyse de documents.
D’autres vivants, comme les champignons et les bactéries, transforment tous
les restes de matières mortes en matières minérales qui sont remises à la disposition des végétaux.
31
p. 104
X. La digestion
A. Appareil digestif
La flèche qui indique la langue est à prolonger jusqu’à la langue.
1. Langue
2. Pharynx
3. Glandes salivaires
4. Œsophage
5. Estomac
6. Foie
7. Pancréas
8. Intestin grêle
9. Gros intestin
10. Rectum
11. Anus
12. Appendice
13. Vésicule biliaire
14. Cavité buccale
15. Dents
p. 106
B. Étapes de la digestion
1. Expérience de Spallanzani
■ Quelles informations importantes cette expérience historique t’apprend-elle?
L’abbé Spallanzani est le premier qui a mis en évidence la transformation chimique des aliments et qui a émis l’hypothèse que les particules obtenues pouvaient passer dans le sang. De plus, il a montré que
l’aliment n’était pas broyé car il était protégé par un tube en bois.
p. 107
FT4
2. Évolution de la glycémie
b. Analyse d’un graphique
Le taux normal de glycémie est de 0,9 g de glucose par litre de sang. On
observe un « pic » d’hyperglycémie 30 minutes après avoir mangé un aliment
sucré. Le corps réagit (réaction à un stimulus) en faisant baisser le taux de
glycémie et provoquant ainsi une hypoglycémie avant un retour à la normale qui dure en tout 165 minutes (2h45).
3. Dans la bouche
FT1
a. Description
Je coupe ma tartine avec les dents, je ferme les lèvres et ma langue dirige
les morceaux sous les dents. Celles-ci mâchent et les réduisent en une masse
molle imprégnée de salive.
p. 108
FT2
b. Expériences
■ Après t’être bien rincé la bouche avec un verre d’eau, prends une croûte de pain
sec et garde-la le plus longtemps possible (au moins 5 minutes) entre la joue et la
gencive de la mâchoire inférieure. Quel goût perçois-tu progressivement ?
Un léger goût sucré
■ Avais-tu déjà ressenti ce goût en mangeant du pain ?
Non
■ Que subit ce bout de pain dans la bouche et quel en est le responsable ?
La salive transforme le bout du pain chimiquement. Cette transformation est accompagnée d’un goût sucré.
32
FT2
et
FT1
p. 109
■ Réalise l’expérience suivante, complète le tableau de résultats et donne ta
conclusion. Dans les pharmacies, on trouve des petites bandelettes qui permettent
de détecter la présence de glucose (sucre) dans les urines. Tu vas les utiliser dans
les manipulations demandées.
Contenu du tube à essais
Constat
Conclusion
Eau
Négatif
Absence de glucose
Eau + glucose
Positif
Présence de glucose
Eau + mie de pain
Négatif
Absence de glucose
Eau + salive
Négatif
Absence de glucose
Eau + mie de pain préalablement
mâchée et imprégnée de salive
durant 5 minutes
Positif
Présence de glucose
c. Analyse des résultats obtenus
Cette expérience montre que la salive transforme la mie de pain et que l’on
obtient du glucose. Ceci explique l’apparition du goût sucré dans la précédente expérience.
d. Synthèse
Dans la bouche, les aliments subissent une double action mécanique : la
pression des lèvres et de la langue, ainsi que la mastication exercée par les
dents. Celles-ci, selon leur forme, coupent (incisives), déchirent (canines)
ou broient (molaires). La salive qui imprègne les aliments leur fait subir
une transformation chimique (par exemple, une partie du pain, l’amidon,
se transforme en glucose). Les aliments mastiqués et imprégnés de salive
forment le bol alimentaire.
p. 110
FT4
4. Mécanisme de déglutition
b. Synthèse
Quand on déglutit, le larynx se déplace vers le haut et renverse l’épiglotte
sur la glotte, ce qui empêche le bol alimentaire de s’introduire dans les
voies respiratoires.
p. 111
5. Dans l’œsophage
■ Non.
■ Le bol alimentaire est poussé par des contractions musculaires.
■ Non, elles sont involontaires.
Conclus
Dans l’œsophage, le bol alimentaire progresse grâce à la contraction et au
relâchement successifs des muscles automatiques œsophagiens. Ces mouvements péristaltiques permettent au bol alimentaire de parcourir les 25 cm
d’œsophage en quelques secondes.
p. 112
6. Dans l’estomac
a. Rappel
■ Tu as certainement, comme tout le monde, vomi au moins une fois dans ta vie.
Décris le mécanisme du vomissement ressenti ainsi que les goût, odeur et aspect
de ce qui est vomi.
Des brusques contractions de l’estomac font remonter ce qu’il contient.
Ce qui est vomi est liquide et contient des morceaux de nourriture
qui ressemblent un peu à ce qui a été mangé. Cette bouillie a un goût
piquant, sur, acide, brûlant et dégage une odeur désagréable.
■ Le lait régurgité par le bébé a-t-il la même consistance et le même goût qu’avant
d’être bu ?
Non, il ressemble à du fromage blanc et il est sur.
33
■ Quels points communs décèles-tu entre ces deux exemples (vomi et lait régurgité) ?
Ce qui ressort de l’estomac n’a plus la même consistance, ni le même
goût : celui-ci est plus aigre, plus acide, bref plus sur.
b. Synthèse
Dans l’estomac, le bol alimentaire semble subir une transformation avec
intervention d’une substance acide.
p. 113
c. Interprétation d’une expérience historique
■ Pourquoi le médecin fait-il son prélèvement de liquide gastrique après avoir fait
jeûner le jeune homme ?
Pour que le liquide gastrique soit pur, sans particules alimentaires.
■ Pour quelle raison le flacon est-il placé à plus ou moins 38°C, au bain-marie ?
Pour le placer dans les mêmes conditions de température interne du
corps humain.
■ Quel résultat obtient le médecin ?
La viande disparaît peu à peu et on obtient un liquide trouble.
■ Quel est le rôle du liquide gastrique ?
Il transforme la viande chimiquement.
p. 114
FT4
d. Analyse d’une expérience de digestion artificielle
■ Quelles sont les conditions expérimentales communes aux deux flacons ? (C’est ce
qu’on appelle des CONSTANTES en langage scientifique)
Même morceau de poulet, même tube à essai fermé, même température, même durée d’expérience.
■ Quelle est la seule condition expérimentale qui diffère ? (On l’appelle la VARIABLE)
La présence de suc gastrique dans le 2e tube.
■ Décris l’aspect des morceaux de poulet à la fin de l’expérience :
Le morceau dans l’eau reste intact, tandis que celui dans le suc gastrique a disparu.
■ Pour quelle raison cette expérience-ci peut-elle être considérée comme étant plus
scientifique que celle réalisée par le médecin canadien ?
L’utilisation du tube témoin avec l’eau. Cela prouve que c’est bien le
suc gastrique qui agit et pas un liquide quelconque.
p. 115
e. Décodage de document
Quand le bol alimentaire arrive dans l’estomac, il y séjourne plusieurs
heures. Le suc gastrique transforme les protéines.
Afin de bien imprégner les aliments, de lentes et périodiques contractions
musculaires automatiques assurent un brassage des aliments.
f. Synthèse
Le suc gastrique acide fabriqué par l’estomac permet la transformation
chimique des protéines contenues dans le bol alimentaire. Un brassage
automatique favorise l’imprégnation des aliments. Les aliments peuvent
séjourner plusieurs heures s’ils contiennent beaucoup de protéines (œufs,
viande, poisson, …).
p. 116
7. Dans l’intestin grêle
c. Explication
Le suc pancréatique transforme les glucides, les protides et les lipides. Il
neutralise aussi l’acidité des aliments sortant de l’estomac. Cette digestion est achevée par le suc intestinal. Seules les fibres alimentaires ne sont
pas transformées : par contre, elles contribuent au bon fonctionnement
des intestins en favorisant les mouvements péristaltiques. Cette partie de la
digestion dure 8 heures. La bile facilite la digestion des graisses (lipides).
34
FT2
d. Assimilation.
■ Expérience préliminaire
p. 117
Schématise cette manipulation et précise dans quel cas l’absorption est la plus efficace.
20 cm2 de papier absorbant
Eau non absorbée
10 cm2 de papier absorbant
Eau complètement absorbée
Dans le second cas, l’eau est entièrement absorbée car la surface d’absorption est plus grande.
p. 118
FT4
e. Synthèse
p. 119
8. Dans le gros intestin
L’intestin grêle est très riche en vaisseaux sanguins. La longueur des replis
internes et les villosités intestinales augmentent énormément la surface
d’échanges entre le sang et le contenu de l’intestin.
L’intestin grêle possède une surface d’absorption remarquable et il est très
riche en vaisseaux sanguins. Ces deux éléments favorisent l’absorption
intestinale.
c. Synthèse
1. Si les mouvements péristaltiques sont lents, l’absorption d’eau est trop
grande => CONSTIPATION.
2. Si c’est l’inverse, absorption d’eau insuffisante => DIARRHÉE
3. Les « gaz » que nous rejetons proviennent des bactéries amies présentes dans notre gros intestin.
4. Voir explication 1. : c’est pour éviter la déshydratation due à la
diarrhée.
35
Durée
Phénomènes
mécaniques
1. Bouche
Quelques
secondes
Mastication
par les dents
2. Œsophage
Plus ou
moins 10
secondes
Déglutition puis
3. Estomac
3 à 8 heures
Plus ou
4. Intestin grêle
moins
8 heures
5. Gros intestin Environ 15
heures
p. 121
FT1
et
FT4
36
mouvements
péristaltiques
Actions chimiques
Action de la salive
sur l’amidon cuit
Action de la
salive qui se
poursuit
Brassage des
Action du suc
aliments avec
gastrique sur
le suc gastrique les protéines
Mouvements
péristaltiques
Mouvements
péristaltiques et
déshydratation
des excréments
Phases
importantes
Action de la
bile sur les
liquides, des sucs
pancréatique et
intestinal sur les
lipides, glucides
et protides
Action des
bactéries sur les
fibres alimentaires
ABSORPTION
Lieu
DIGESTION
p. 120
FT4
Excréments
évacués
XI. UTILISE TES APPRENTISSAGES
A. Importance de la mastication
La seule différence entre les deux tubes, c’est la taille des morceaux : c’est
donc la seule variable ! La transformation chimique est donc plus rapide
quand les morceaux sont petits : une bonne mastication facilite donc la
digestion en favorisant l’action du suc gastrique.
CHAPITRE 4
LES DIFFÉRENTS TYPES
DE RESPIRATION
p. 124
I. SITUATION-PROBLÈME
A. Extrait d’un article de journal
Quelles observations le médecin légiste a-t-il faites pour affirmer que la mort n’est pas due
à la noyade ?
Il n’y a pas d’eau dans les poumons.
B. Record du monde en apnée
1. Travail de recherche
c. Synthèse
L’homme est incapable de rester longtemps en apnée. Il doit absolument
renouveler l’air dont il a besoin.
p. 125
II. LA VENTILATION PULMONAIRE CHEZ L’HOMME
A. Appareil respiratoire
1. Fosses nasales
2. Narines
3. Pharynx
4. Épiglotte
5. Larynx
6. Trachée
7. Poumon droit
8. Poumon gauche
9. Bronche gauche
10. Diaphragme
11. Bronchiole
12. Alvéole pulmonaire
p. 126
FT2
B. Rôle du diaphragme
3. Association entre le modèle et la réalité anatomique
Modèles
Réalités
Bouteille
Cage thoracique
Feuille plastique
Diaphragme
Paille
Trachée, bronches
Ballon de baudruche
Poumons
37
4. Interprétation
■ Coche les propositions correctes.
Quand on abaisse la feuille de plastique du modèle, cela signifie dans la réalité que :
– l’on respire

– l’on inspire

X
– le diaphragme s’abaisse

X
– le diaphragme remonte

– l’air sort des poumons

– l’air entre dans les poumons

X
■ Parmi les propositions qui précèdent, reprends dans un texte celles qui conviennent
quand on remonte la feuille de plastique du modèle.
Quand on remonte la feuille de plastique du modèle, cela signifie
dans la réalité que l’on expire, que le diaphragme remonte et que
l’air sort des poumons.
p. 127
FT2
et
FT1
p. 128
III. COMPOSITION DE L’AIR
A. Expérience
6. Observations
La paille de fer rouille.
Le niveau d’eau remonte lentement dans le pied gradué.
Le niveau d’eau se stabilise à environ un cinquième du volume d’air prisonnier au départ dans le pied gradué.
8. Synthèse
Cette expérience montre que pour rouiller, la paille de fer a consommé
l’oxygène présent dans l’air prisonnier du pied gradué. Comme l’eau a
progressivement occupé l’espace laissé par l’oxygène, on peut estimer la proportion d’oxygène dans l’air à 20%. L’essentiel du gaz restant empêche la
bougie de rester allumée : c’est l’azote.
p. 129
B. Composition détaillée de l’air
2. Interprétation
L’air est composé de 78% d’azote, de 21% d’oxygène et d’environ 1% d’un ensemble d’autres gaz (le dioxyde de carbone représente 0,04%). On peut donc
dire que l’air renferme 1/5 d’oxygène et environ 4/5 d’azote, l’ensemble des
autres gaz ne représentant qu’1%.
p. 131
FT2
IV. LA RESPIRATION
A. Comparaison de l’air inspiré et l’air expiré
Au point IV b p. 131, corriger la teneur en azote de l’air inspiré : 78 au lieu de 87.
2. Synthèse
L’air expiré contient moins d’oxygène que l’air inspiré, mais il contient plus
de dioxyde de carbone. Lors de la VENTILATION pulmonaire, nous retenons une partie de l’oxygène contenu dans l’air inspiré et nous rejetons du
dioxyde de carbone. L’azote n’intervient pas dans cet échange.
38
p. 132
p. 133
B. La respiration au niveau des organes
4. Synthèse
Ces documents montrent que les organes ou des fragments d’organes
consomment de l’oxygène et rejettent du dioxyde de carbone. Ces échanges
gazeux portent le nom de respiration : ce sont donc nos organes qui respirent.
C. Rôles des alvéoles pulmonaires
p. 134
FT4
5. Synthèse
L’oxygène quitte l’air alvéolaire pour passer dans le sang des capillaires.
Le dioxyde de carbone traverse la paroi du capillaire puis celle de l’alvéole
pulmonaire dans le sens inverse. Ces échanges gazeux sont facilités par la
grande surface d’échanges des alvéoles et la minceur des parois à traverser.
Vi. UTILISE TES APPRENTISSAGES
Capillaire sanguin
Alvéole pulmonaire
Sens de la circulation sanguine
1
AIR
2
1
: dioxyde de carbone
2
: oxygène
6 µm
p. 135
p. 136
VII. IMPORTANCE DE L’ACTIVITÉ PHYSIQUE SUR LA
RESPIRATION
B. Conclusion
Quand on produit un effort physique, le rythme respiratoire augmente pour
assumer une plus grande consommation d’oxygène.
39
p. 137
VIII. LA RESPIRATION CHEZ D’AUTRES ÊTRES VIVANTS
A. Le pigeon
3. Comparaison
p. 138
p. 139
FT4
Critères
Homme
Pigeon
Appareil respiratoire
Poumons
Poumons + SACS
AÉRIENS
Inspiration
L’air riche en oxygène
entre dans les poumons
L’air riche en oxygène
entre dans les poumons
ET dans les sacs aériens.
Expiration
L’air riche en dioxyde
de carbone est chassé des
poumons
L’air riche en oxygène
contenu dans les sacs
aériens chasse l’air contenant le CO2 des poumons
et assure une deuxième
oxygénation.
B. Le criquet
Synthèse
Les contractions régulières de l’abdomen du criquet renouvellent l’air qui
pénètrent et ressort par les stigmates : ce sont des mouvements respiratoires.
L’air circule à l’intérieur des trachées et est conduit directement aux organes grâce aux trachéoles.
C’est au niveau des plus petites trachéoles que s’effectuent les échanges
gazeux entre l’air et les organes : prise d’oxygène et rejet de dioxyde de carbone par les organes.
Le sang n’intervient pas dans ces échanges gazeux.
La grande majorité des insectes respirent de cette manière : on parlera de
respiration trachéenne.
p. 140
p. 141
C. Le lombric
1. Propositions
• Le lombric respire, donc il effectue des échanges
gazeux oxygène/dioxyde de carbone.
VRAI - FAUX
• Il a besoin d’effectuer des mouvements respiratoires pour respirer.
VRAI - FAUX
• Sa peau sert de surface d’échange, à condition
qu’elle reste humide.
VRAI - FAUX
• Il ne respire pas.
VRAI - FAUX
2. Synthèse
Le lombric n’effectue pas de mouvements respiratoires. Les échanges gazeux
se font au travers de la peau très riche en vaisseaux sanguins. Pour cela,
elle doit rester humide en permanence. On parlera de respiration cutanée.
40
p. 142
FT2
D. Les plantes
1. Expérience
a. Schémas expérimentaux
Plante
Cloche
Eau de chaux limpide
Eau de chaux trouble :
rejet de dioxyde de carbone
b. Observations
L’eau de chaux se trouble à cause du rejet de dioxyde de carbone.
p. 143
2. Graphique
Les pois germés consomment plus d’oxygène que les pois non germés.
4. Questionnement
a. Calcule pour chaque période la quantité journalière de dioxyde de carbone rejetée :
75
= 1,5
50
25
Période 2 :
= 0,3
85
Période 1 :
150
=6
25
215
Période 4 :
= 21,5
10
Période 3 :
b. Quand la respiration du hêtre est-elle la plus importante ?
Quand les bourgeons éclosent et que l’arbre reprend une vie plus intense.
p. 144
5. Synthèse
Comme les autres êtres vivants, les végétaux respirent (ils absorbent de
l’oxygène et rejettent du dioxyde de carbone). Ces échanges respiratoires
sont plus importants quand la plante est en activité.
41
CHAPITRE 5
LA CIRCULATION
p. 146
FT2
I. SITUATION-PROBLÈME
Cette situation-problème peut déboucher sur une multitude de problèmes à résoudre : de
la circulation sanguine en passant par l’hypertension, l’incompressibilité des liquides, …
Toutefois, il est bon de privilégier deux axes principaux : la circulation sanguine qui est à
l’origine de la pression mesurée (avec comme corollaire l’appareil circulatoire) et la composition du sang. Signaler que dans les schémas, la couleur rouge désigne des vaisseaux
sanguins qui transportent du sang riche en oxygène. La couleur bleue est utilisée pour les
vaisseaux transportant du sang pauvre en oxygène et riche en dioxyde de carbone. Ce ne
sont pas les couleurs réelles des vaisseaux.
II. L’APPAREIL CIRCULATOIRE
FT1 et FT4
p. 147
FT4
A. Description
Le circuit sanguin
Le sang quitte le cœur par l’artère aorte et se dirige vers les organes et la tête.
Après le passage dans chaque organe, le sang revient au cœur par les veines
caves. Le cœur l’envoie alors vers les poumons par l’artère pulmonaire. Enfin
le sang revient au cœur par la veine pulmonaire bouclant ainsi le circuit.
B. Le cœur
Le cœur comporte quatre cavités : les deux oreillettes et les deux ventricules.
Les deux veines caves amènent le sang à l’oreillette droite. L’artère pulmonaire permet au sang de quitter le ventricule droit.
Les quatre veines pulmonaires le ramènent à l’oreillette gauche ; l’aorte est
le vaisseau le conduisant hors du ventricule gauche.
Enfin, les valvules sont des « petites portes » séparant les oreillettes des ventricules et ceux-ci des artères.
p. 149
FT4
D. Les vaisseaux sanguins
Nous possédons trois types de vaisseaux sanguins :
1. les artères : elles conduisent le sang du cœur vers tous nos organes ;
2. les veines : elles récupèrent le sang et le ramènent au cœur ;
3. les capillaires : ils forment un réseau de très fins vaisseaux qui distribuent le sang à tous nos organes.
p. 150
E. Circulation double et fermée
Choisis un point de départ sur le schéma, en n’importe quel endroit du corps : en respectant
le sens des flèches, combien de fois (au minimum) faut-il passer par le cœur pour revenir
au même point ?
Deux fois
Recommence en prenant un autre trajet et/ou un autre point de départ. Réponds à la même
question :
Deux fois
Pour circuler, le sang doit-il quitter les vaisseaux ? Non
42
Conclusion
Pour revenir en un point quelconque du circuit sanguin, le sang passe deux
fois par le cœur : la circulation est DOUBLE.
Tout le parcours du sang est canalisé par des vaisseaux sanguins : la circulation est FERMÉE.
p. 151
III. LE SANG
Le sang est composé d’un liquide, le PLASMA, de globules et de plaquettes.
Le plasma transporte les nutriments ; les globules rouges véhiculent l’oxygène
ou le dioxyde de carbone. Les globules blancs assurent la défense de notre
organisme et les plaquettes permettent la coagulation du sang lors d’hémorragie.
p. 152
IV. LES BUTS DE LA CIRCULATION
– En 2, le sang se débarrasse de son dioxyde de carbone et s’enrichit en oxygène.
–E
n 1
, le sang s’enrichit en nutriments et reçoit une grande partie de l’eau
contenue dans les aliments.
–E
n 4 , le sang distribue l’oxygène et les nutriments nécessaires au fonctionnement des muscles (ou d’autres organes). En même temps, il récupère le dioxyde
de carbone et les déchets qui résultent de l’activité de l’organisme.
–E
n
3 , le sang se débarrasse de ses déchets et de son excès d’eau. Ainsi se
forme l’urine qui alors quittera les reins.
air
poumon
air
aliments
2
estomac
cœur
1
intestin
excréments
4
3
rein
vessie
urine
(eau + déchets)
muscle ou
autre organe
43
p. 153
V. D’AUTRES TYPES DE CIRCULATION
A. La grenouille
La circulation de la grenouille est :
– complète/incomplète : car le sang oxygéné et le sang riche en
dioxyde de carbone se mélangent ;
– simple/double : car le sang doit passer au minimum deux fois
par le cœur pour revenir au même point ;
– ouverte/fermée : car le sang est toujours contenu dans des vaisseaux ou le cœur.
p. 154
B. Le criquet
c. Synthèse
La circulation chez le criquet est LACUNAIRE OUVERTE le sang se déverse à
certains endroits du corps dans des espaces appelés LACUNES.
Cette circulation est SIMPLE : pour revenir en un même point du corps, le
sang ne doit passer qu’UNE SEULE FOIS par le cœur.
p. 155
VI. RÉPONSE À LA SITUATION-PROBLÈME
En fonction des questions posées, les réponses seront bien entendu adaptées. Nous proposons une solution simplifiée :
La pression artérielle (ou tension) s’explique par la circulation du sang propulsée par le cœur. Cette circulation est indispensable pour renouveler l’apport des nutriments et d’oxygène à tous nos organes. Le dioxyde de carbone
et les autres déchets produits par notre organisme sont aussi embarqués par
cette circulation vers les organes excréteurs.
FT1
VII. UTILISE TES APPRENTISSAGES
Le lombric n’effectue pas de mouvements respiratoires. Les échanges gazeux
se font au travers de la peau riche en vaisseaux sanguins. Pour cela, elle doit
rester humide en permanence. On parlera de respiration cutanée.
44
CHAPITRE 6
LA REPRODUCTION
p. 158
II. LA REPRODUCTION ASEXUÉE
A. La paramécie
p. 159
Solution à la situation-problème
Laurent n’a pas été malade car l’eau qu’il a bue, contenait très peu de paramécies (orage récent). Par contre, Arthur qui a bu la même eau vingt-quatre
heures plus tard, a ingéré un très grand nombre de paramécies obtenues par
SCISSIPARITÉ dont le rythme de reproduction a été accéléré par les conditions de vie favorables à leur développement (nourriture et température).
B. Les bactéries
Les bactéries sont importantes parce que :
-L
es bactéries sont présentes partout, et par scissiparité, peuvent former
rapidement d’immenses colonies.
- Certaines provoquent des maladies.
-D
’autres sont utilisées pour fabriquer des médicaments, des aliments,
des substances chimiques ou pour décomposer des polluants.
- On en possède de grandes quantités dans notre intestin.
p. 160
C. L’hydre
L’hydre se reproduit par bourgeonnement
Décode le document. Complète le texte ainsi que le titre.
L’hydre verte est un cœlentéré très commun dans l’eau des mares. Pendant la belle saison,
lorsque la nourriture est abondante (petits crustacés d’eau douce), l’hydre bourgeonne
de nouveaux individus.
Ceux-ci se détachent lorsqu’ils ont une taille suffisante, et mènent dès lors une vie
indépendante. Ils pourront bourgeonner à leur tour.
p. 161
D. Une multiplication végétative naturelle : les bulbilles
Des plantes vivaces comme les tulipes et les aulx se multiplient car chaque
année le bulbe se divise en petits bulbes latéraux : les bulbilles qui le printemps suivant donneront des plants fleuris. C’est une reproduction sans mâle,
ni femelle : elle est dite asexuée.
E. Une multiplication végétative artificielle : le bouturage
Bouturer une plante consiste à prélever un rameau, des feuilles et à planter
ce fragment dans un terreau ou un vase (verre) d’eau.
Il faut être patient avant qu’apparaissent les racines.
Il est très difficile de proposer une synthèse pour cette expérience. En effet, non seulement
il existe de nombreuses plantes qui peuvent être bouturées mais en plus, les conditions
expérimentales peuvent être très différentes.
Cela marche assez rapidement avec du laurier-cerise.
45
p. 163
F. Une autre multiplication végétative : la greffe
Étape 1
Fendre longitudinalement le tronc du porte-greffe avec une serpette. Placer
cette dernière sur le haut de la tige et taper dessus avec le maillet pour écarter la fente aisément.
p. 164
Étape 2
Préparer le greffon : conserver 3 à 4 bourgeons et couper la base, juste sous
un bourgeon, en taillant en double biseau triangulaire : la coupe doit avoir
une forme de lame de couteau. Insérer dans la fente l’ensemble du biseau de
la base du greffon. Retirer la serpette.
Étape 3
Les écorces du porte-greffe et du greffon doivent être en contact. Avec le
raphia, entourer l’ensemble.
Étape 4
Recouvrir de mastic à greffer la fente et les plaies.
Pour les greffes réalisées au printemps, les greffons, de 20 cm de long environ doivent être
en repos c’est-à-dire sans feuilles apparentes. Il faut donc les prélever en hiver (décembre
ou janvier) et les stocker au frais dans une cave ou enterrés aux deux tiers dans du sable
humide au pied d’un mur situé au nord.
p. 165
III. LA REPRODUCTION SEXUÉE
A. Recherche d’un partenaire
1. Le rut ou la saison des amours
a. Recherche le vocabulaire de ce texte.
Rut : Période d’activité sexuelle des mammifères pendant laquelle les animaux cherchent à s’accoupler.
Harem : groupe de femelles qui fréquentent un même mâle.
Saillie : accouplement des animaux en vue de la reproduction.
p. 166
Accouplement : union sexuelle (copulation, coït).
Vagin : partie de l’appareil génital féminin qui constitue l’organe de copulation.
Gamètes : cellules reproductrices sexuées.
Gestation : état d’une femelle vivipare qui porte son petit.
Féconder : transformer un ovule en embryon.
Vivipare : se dit d’un animal dont l’œuf se développe complètement à l’intérieur de l’utérus maternel.
b. Comportement de ces animaux durant cette période
p. 167
FT0
46
−
À la saison des amours, on entend le brame du cerf. Les mâles se
jaugent de la voix, puis se défient en un véritable duel vocal. En
général, le plus faible choisit sagement la retraite.
−
Pendant ces deux ou trois semaines, ils ne s’alimentent pratiquement plus.
−
Pendant toute la durée du rut, quand il n’est pas occupé à courtiser ou à poursuivre les biches, le cerf s’affaire pour défendre son
harem de la convoitise des rivaux.
−
Quand toute menace s’estompe autour du harem, le cerf s’accouple.
2. Le dimorphisme sexuel du mâle et de la femelle d’une même espèce
Le mâle se distingue facilement à son corps gris, avec le dessous plus clair, un
collier blanc, une tête vert foncé et une poitrine brune tandis que la femelle
est beaucoup moins colorée et plus discrète. Elle est brunâtre avec des bandes
tachetées plus sombres.
B. Un cas particulier : l’hermaphrodisme de l’escargot
1. Quelle est la nature des gamètes échangés par deux escargots lors
de l’accouplement ?
2. Qu’est-ce qui se passe lors d’un accouplement entre le mâle et une
femelle ?
3. Que produit normalement chaque sexe ?
4. Qu’en concluez-vous sur le(s) sexe(s) de l’escargot ? (Quel est donc
le sexe de l’escargot ?)
5. Que naît-il des œufs ?
6. Où sont pondus les œufs ?
7. Quels sont les trajets suivis par les ovules et les spermatozoïdes produits par la glande reproductrice ?
8. a) À quel moment se remplit le réservoir ?
b) Quel trajet ont suivi les spermatozoïdes qu’il renferme ?
9. Le petit escargot a-t-il bien des parents différents ?
Définition : Un individu qui produit à la fois des spermatozoïdes et des
ovules est à la fois mâle et femelle. Il est hermaphrodite.
p. 168
C. Synthèse
- La reproduction sexuée s’exerce entre deux partenaires d’une
même espèce : un mâle et une femelle.
- Généralement, les partenaires ont des aspects différents. On reconnaît le mâle de la femelle : c’est le dimorphisme sexuel.
- Le mâle libère des gamètes mâles appelés spermatozoïdes.
- La femelle libère des gamètes femelles appelés ovules.
- A lieu ensuite la fécondation des gamètes femelles par des gamètes
mâles.
- La fécondation se déroule après l’accouplement des partenaires.
- Il existe des animaux qui sont successivement mâle et femelle : on
dit qu’ils sont hermaphrodites.
- Certains animaux sont dits vivipares et d’autres ovipares.
p. 169
D. Utilise tes apprentissages
Sans en avoir conscience, les femelles de ces oiseaux repèrent certaines caractéristiques morphologiques du mâle qui leur assurent une meilleure progéniture.
E. Les végétaux
1. La fougère
b. Le cycle de reproduction de la fougère.
p. 170
FT4
La reproduction des fougères fait intervenir deux générations qui alternent : une plante à
spores (la fougère) et une plante à gamètes (le prothalle). Les feuilles composées des fougères portent le nom de frondes. Certaines de ces frondes portent des sporanges (6) sur la
face inférieure qui sont regroupés en amas appelés sores. Ils possèdent un mécanisme qui
catapulte les spores à plusieurs mètres. Lorsque la spore se pose sur un endroit
favorable (1), elle devient un jeune gamétophyte (2) en forme de
cœur : le prothalle. Ce dernier porte à la face intérieure les organes
mâle et femelle (3). Cependant l’archégone (organe femelle) et l’anthéridie (organe mâle) arrivent à maturité à des moments différents
assurant une fécondation croisée. L’anthéridie libère des cellules ou
gamètes mâles (les spermatozoïdes) qui se dirigent vers l’archégone
47
(4) pour y féconder l’oosphère (cellule ou gamète femelle). L’oosphère
fécondée devient un nouveau sporophyte (5) qui croît hors de l’archégone parental. Et le cycle peut alors recommencer.
2. La plante à fleurs
a. Situation-problème
- Quel lien peut-on imaginer entre ces documents ?
- Le pépin de la pomme peut-il donner naissance à un pommier ?
- La fleur engendre-t-elle la pomme ?
b. De la fleur au fruit
p. 172
Légende
Partie aérienne
1. Bourgeon terminal
2. Fleur
3. Stipule
4. Bourgeon
5. Vrille
6. Nervure
7. Limbe
8. Foliole
9. Tige principale
Partie souterraine
10. Racine principale
11. Racine latérale ou secondaire
12. Apex de racine
c. La fleur (en coupe)
p. 173
d. Légende de la fleur de moutarde des champs
Légende
1. Pédoncule floral
2. Réceptacle
3. Sépale
4. Pétale
5. Filet
7. Stigmate
8. Style
9. Ovaire
10. Ovule
11. Carpelle
6. Anthère
p. 174
e. Le fruit : résultat de la fécondation de la fleur
Légende
1. Reste du stigmate
2. Reste du style
3. Les valves
4. La cloison
5. Les graines
48
p. 175
FT4
p. 175
p. 176
FT0
f. Synthèse : le cycle de la vie des plantes à fleurs
Les fleurs renferment les organes sexuels : l’ANTHÈRE (♂) et le PISTIL (♀).
Les anthères comportent des ÉTAMINES remplies de grain de POLLEN (gamètes mâles), tandis que le pistil renferme dans son OVAIRE des OOSPHÈRES
(gamètes femelles, appelées aussi OVULES).
Lorsqu’un grain de pollen germe sur le STIGMATE d’une fleur, il fabrique un
tube pollinique qui contient des SPERMATOZOÏDES. Ceux-ci fécondent les oosphères qui se transforment en ZYGOTES (ou ŒUFS).
Le fruit résulte du développement de l’ovaire, les graines (pépins, noyau, etc.)
qu’il contient proviennent des ovules fécondés.
Ces graines peuvent germer pour produire une plante qui portera des fleurs
afin que le cycle de vie puisse recommencer.
F. Les insectes
CRITÈRES
PAPILLON
CRIQUET
Organes mâles
Testicules
Testicules
Organes femelles
Ovaires
Ovaires
Fécondation
INTERNE
INTERNE
Lieu où se développe
l’œuf
Sur la plante
Dans le sol
Mues
La chenille mue
Les larves muent 6 fois
Métamorphoses
Complète
Incomplète
Mode de reproduction
OVIPARE
OVIPARE
iv. synthèse générale
Nous ne proposons pas de synthèse car il convient avant tout de l’élaborer avec les élèves. Elle sera probablement différente dans chaque
classe.
p. 177
FT0
V. CLASSEMENT DICHOTOMIQUE
1. Mon mode de reproduction est sexué
Mon mode de reproduction est asexué
Voir 2
2. J’appartiens au monde végétal
Voir 3
J’appartiens au monde animal
Voir 8
Voir 4
3. Je suis d’abord une plante à spores puis
une plante à gamètes
Je suis une plante à gamètes
La fougère
4. Je suis un organisme vivipare
Le cerf
Je suis un organisme ovipare
5. Je construis un nid et je couve mes œufs
Je ne couve pas mes œufs
6. Je subis des métamorphoses
Je ne subis pas des métamorphoses
7. Les métamorphoses sont complètes
Les métamorphoses sont incomplètes
8. Je bourgeonne
Je me divise en deux
La moutarde des champs
Voir 5
Le canard colvert
Voir 6
Voir 7
L’escargot
Le papillon
Le criquet
L’hydre
La paramécie
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