L`activité de la planète

Transcription

Chapitre
L’activité de la planète :
Je m’interroge sur ces documents
Le premier et le deuxième documents permettent de constater que l’Homme subit
des manifestations de l’activité interne de la Terre (éruptions volcaniques et séismes).
La notion de risque est abordée avec la première photo : il y a risque lorsqu’un
événement géologique
menace directement
l’Homme.
Le troisième document montre
que les zones à risque sont
sous surveillance étroite.
Ces constats conduisent
les élèves à s’interroger sur
les zones à risque sismique
ou à risque volcanique sur la
planète et donc sur la manière
de prévoir et de se protéger
de ces risques. Le terme de
prévention doit être compris
par les élèves comme une
protection a priori et non au
moment de la catastrophe.
Autres documents
utilisables :
– vidéogrammes concernant
les dégâts matériels et
humains d’une éruption
volcanique ou d’un séisme.
Programme
Programme officiel consultable sur le site du B.O. : hors série n° 6 du 19 avril 2007.
ftp://trf.education.gouv.fr/pub/edutel/bo/2007/hs6/MENE0750668A_annexe3.pdf
Le programme présente les références au socle commun de connaissances et de compétences en caractères droits.
Le reste du programme est en italique.
38
Connaissances
Capacités déclinées dans une
situation d’apprentissage
Exemples d’activités
L’activité de la planète engendre des risques
pour l’Homme.
Le risque géologique est défini par l’éventualité
qu’un phénomène dangereux survienne et par les
dégâts humains et matériels qu’il peut causer.
Le modèle tectonique actuel permet à l’Homme
de définir les principales zones à risque
sismique et/ou volcanique.
Mobiliser ses connaissances
en situation afin d’apprécier le
risque d’accidents naturels.
Exploiter une représentation
cartographique afin de
situer des zones à risques
[Compétence 5], [Compétence
4 – B2i domaine 1-4]
Recensement et localisation des séismes et
des volcans actifs sur le territoire français
à partir de cartes, grâce à un logiciel de
visualisation ou un site Internet. [B2i]
Recherche d’informations sur des
événements catastrophiques dans la
région, sur les risques volcaniques ou
sismiques.
L’activité de la planète : des risques pour l’Homme
des risques pour l’Homme
L’Homme réagit face aux risques qu’il connaît
en réalisant :
– une prévention volcanique efficace qui
passe par la prévision des éruptions fondée
sur la surveillance et la connaissance du
fonctionnement de chaque volcan et par
l’information et l’éducation des populations ;
– une prévision sismique basé sur l’information
et l’éducation des populations (zones à risques
à éviter, constructions parasismiques, conduites
à tenir avant, pendant et après les séismes).
La prévision des séismes est impossible
actuellement.
L’Homme met alors en place un plan
d’aménagement du territoire ainsi qu’un
plan de secours et un plan d’évacuation des
populations.
Exploiter des textes, photos,
vidéogrammes afin de montrer
la prise en compte du risque
par l’Homme.
• Les acquis de l’École primaire
Programme officiel paru au B.O. hors série n°1 du 14
février 2002 consultable sur le site du B.O. :
http://www.education.gouv.fr/bo/2002/hs1/default.htm
• Thèmes de convergence
Paru au B.O. hors-série n°6, volume 2 du 19 avril 2007,
téléchargeable à l’adresse Internet du B.O. : http://www.
education.gouv.fr/bo/2007/hs6/MENE0750668A_
annexe5.pdf
Ce chapitre peut être intégré à la construction du thème
« Sécurité » : la compréhension des manifestations de
l’activité interne de la Terre permet aux élèves de mieux
intégrer les informations qui leur sont données sur les
risques liés aux séismes et au volcanisme et les techniques
mises en œuvre pour les prévoir et s’en protéger.
Ce chapitre peut également être intégré à la construction
du thème « Statistiques » : les périodes de séismes ou
d’éruptions volcaniques ainsi que la prévision approximative de la date d’un prochain séisme ou d’une prochaine
éruption sont des données issues de calculs statistiques.
• Le socle commun de connaissances
et de compétences
Socle commun complet, paru au B.O. n°29 du 29 juillet 2006
consultable sur le site du B.O. : http://www.education.
gouv.fr/bo/2006/29/MENE 0601554D.htm
Mise en œuvre du socle commun dans le programme
de Sciences de la Vie et de la Terre, paru au B.O.
n° 6 du 19 avril 2007, téléchargeable à l’adresse Internet
(introduction) : ftp://trf.education.gouv.fr/pub/edutel/
bo/2007/hs6/MENE0750668A_annexe1.pdf
Ce chapitre participe à la construction de notions et de
compétences :
– « découvrir comment l’Homme peut veiller aux risques
naturels volcaniques et sismiques » ;
– « comprendre qu’un effet peut avoir plusieurs causes
agissant simultanément, percevoir qu’il peut exister des
Observation d’un vidéogramme présentant
des moyens de prévention des risques
sismiques ou volcaniques.
Appréciation du risque pour une région
donnée par une mise en relation de documents.
Évaluation des risques sismiques dans une
région à partir de la lecture d’une carte de
sismicité.
Repérage de l’obligation de construction
parasismique et de limitation de l’occupation
des zones à risques dans un plan
d’aménagement du territoire.
Analyse de documents concernant
l’information des populations.
causes non apparentes ou inconnues » comme pour la
prévision sismique ;
– « mobiliser ses connaissances en situation », par exemple
« veiller au risque d’accidents naturels : risque géologique
et tectonique des plaques ».
Cette partie sur les risques sismiques et volcaniques
« peut faire l’objet d’un travail sur projet. »
• Attitudes développées
– « la responsabilité individuelle et collective face à
l’environnement » ;
– « l’esprit critique : distinction entre le prouvé, le probable
ou l’incertain, la prédiction et la prévision » notamment
pour la prévision des séismes ;
– « la prise de conscience d’enjeux de société ».
• B2i
– Le B2i pour le collège est défini dans l’arrêté paru au
B.O. du 20 juillet 2006 : http://www.education.gouv.fr/
bo/2006/29/MENE0601490A.htm
– Les modalités d’évaluation du B2i sont présentées
dans la circulaire de mise en œuvre, parue au B.O. du
16 novembre 2006. Elle présente en annexes le tableau
synoptique des items évalués et les feuilles de position
« élèves » : http://www.education.gouv.fr/bo/2006/42/
MENE0602673C.htm
– Atelier B2i (page 81) : cette activité spécifique participe
à la construction, par l’élève, de la Compétence 3.5 : « Je
sais réaliser un graphique de type donné » en réalisant
un histogramme représentant l’évolution du nombre de
séismes avant une éruption volcanique du Piton de la
Fournaise (Réunion), à l’aide du tableur OpenOffice.
Le site : http://www.didiersvt.com/4/b2i/04.html propose
toutes les ressources pour élaborer cette activité :
le tableau du nombre de séismes ayant précédé l’éruption
du 26 décembre 2005 du Piton de la Fournaise,
l’aide à l’utilisation d’OpenOffice Calc.
39
Activité
1
Des risques engendrés
par l’activité de la planète
Objectifs visés
Connaissances construites
Cette activité a pour objectif de conduire les élèves à :
– constater que les séismes et les éruptions volcaniques
sont des phénomènes périodiques ;
– constater que les zones de risque sismique et de risque
volcanique sont localisées aux limites des plaques
lithosphériques, selon le modèle de la tectonique des
plaques ;
– comprendre que le risque volcanique ou sismique
est lié à la probabilité d’un séisme ou d’une éruption
volcanique, mais également à la présence humaine.
• Les séismes et les éruptions volcaniques sont des
phénomènes périodiques qui peuvent se reproduire.
Il y a risque géologique dans une zone donnée quand
l’Homme et ses constructions peuvent être atteints par
des catastrophes naturelles (séismes, volcans).
Ces connaissances sont construites à partir de la
comparaison de la localisation des séismes, des volcans
de la population à l’échelle du globe d’une part et de la
population à l’échelle locale d’autre part. Le volcan de la
Martinique est choisi comme exemple car c’est un volcan
français, qui fut très meurtrier au cours du XXe siècle.
Remarque : Les termes d’aléa (éventualité qu’un
phénomène dangereux survienne) et d’enjeu (dégâts
humains et matériels qu’il peut causer) ne sont pas
explicitement au programme et n’ont donc pas été
employés dans ce chapitre.
40
• Le modèle actuel de la tectonique des plaques permet
de définir les principales zones à risque sismique et
volcanique.
Les capacités et compétences déclinées
au cours de cette activité
Dans le cadre du socle commun de connaissances et
de compétences, cette activité contribue à :
• Mobiliser ses connaissances en situation afin d’apprécier
le risque d’accidents naturels (documents a à f).
• Exploiter une représentation cartographique afin de
situer des zones à risques (documents a à d et f).
Réponses aux questions posées
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Matériel et mise en œuvre :
Le logiciel Tectoglob, téléchargeable gratuitement à l’adresse :
http://www.ac-amiens.fr/pedagogie/svt/info/
logiciels/Tectoglob/index.html, permet de faire construire
aux élèves les documents a et b :
1) Pour réaliser le document a : dans le menu Affichage,
sélectionner Séismes ; puis Volcans.
2) Pour réaliser le document b : dans le menu Affichage,
sélectionner Population.
3) Pour modifier les couleurs des points, dans le menu Affichage,
sélectionner Choix, cliquer sur les carrés de couleur pour les
modifier, puis cliquer sur OK.
Le document a peut également être construit à l’aide du
logiciel Sismolog (Jeulin).
L’étude des documents a et b est l’occasion pour les élèves
de préciser si leur région comporte des risques volcanique
et/ou sismique. Pour une étude du risque sismique en France
métropolitaine, se reporter à l’exercice guidé (p 77).
Pour l’exploitation du document c, il est possible de reprendre
l’étude faite du séisme de 2004, en Guadeloupe (p 8).
D’autres informations sur la montagne Pelée se trouvent sur
de nombreux sites Internet pour prolonger l’exploitation des
documents d et e.
D’autres exemples de volcans, sont bien illustrés sur des
sites Internet comme la Soufrière de Guadeloupe.
Ressources :
Des ouvrages généraux pour le professeur
– n°9 « Volcans et séismes » ; n°10 « Dom-Tom et risques majeurs »,
Collection Éduquer pour prévenir les risques majeurs : aléas et
enjeux, CNDP, Paris, 2003.
– « Les risques telluriques », revue Géosciences n°4, BRGM, 2006
(téléchargeable en pdf sur http://www.brgm.fr/publication.jsp).
– « Les bleus de la Terre », revue Théma n°8, CNRS, 2005 (téléchargeable en pdf sur http://www2.cnrs.fr/presse/thema/650.htm).
– Coll., « Développer les connaissances des risques naturels pour
mieux les prévenir », InfoTerre n°10, BRGM, 2006 (téléchargeable
en pdf sur http://www.brgm.fr/publication.jsp).
Des ouvrages généraux pour les élèves (pour le CDI)
– E.Beaumont, Les volcans, Fleurus, 2004.
– S. Rabaudin, Ouragans, séismes, tsunamis, La Terre se déchaîne,
Éditions de la Martinière, Paris, 2006.
– L. Sutherland, Volcans et tremblements de Terre, Larousse
explore, 2001.
Des sites Internet
– Pour accéder au portail de la prévention des risques majeurs en
France : http://www.prim.net
– Pour avoir des précisions sur la Montagne Pelée (situation géographique et éruptions précédentes de 1902) : http://www.univ-orleans.
fr/sciences/GEOLOGIE/res_ped/volcano/pelee2002/ et le
site : http://perso.orange.fr/dmo/martinique/montpelee/
html/sommaire.htm
– Pour avoir des informations sur la Soufrière de Guadeloupe :
http://www.ipgp.jussieu.fr/~beaudu/soufriere.html
Des vidéogrammes
L’éruption de la Montagne Pelée (8 mai 1902), SFRS, 1974.
Les documents du manuel sont à projeter à partir du CD-Rom.
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Activité
2
La prévision et la prévention
du risque volcanique
Objectifs visés
Cette activité a pour objectif de faire comprendre aux
élèves :
– la nécessité d’avoir recours, pour la prévision d’une
éruption volcanique, non seulement à la surveillance du
volcan mais à la connaissance de son fonctionnement
par le passé ;
– la nécessité, pour faire une prévision efficace, d’une
surveillance permanente des volcans ;
– les mesures préventives liées au risque volcanique ;
– la distinction entre la « prévision » et la « prévention ».
Ces connaissances sont construites à partir :
– de l’étude de documents concernant les techniques
de connaissance et de surveillance d’un volcan, ici avec
l’exemple déjà étudié dans l’activité 1, la Montagne
Pelée de Martinique ;
– de l’étude du PPR (Plan de Prévention des Risques)
et des consignes de la préfecture de Martinique en cas
d’éruption volcanique.
• La prévision consiste à prévoir la date et le type
d’éruption volcanique. La prévention consiste à agir
avant l’éruption pour limiter ses dégâts.
42
Les éruptions volcaniques peuvent être prévues à
quelques années près par la connaissance du volcan et
à quelques jours près par la surveillance du volcan. Le
type d’éruption volcanique peut également être prévu
par la connaissance et la surveillance du volcan.
• L’Homme peut prévenir les risques d’une éruption
volcanique grâce à un plan d’aménagement du territoire
tenant compte des précédentes éruptions volcaniques
et par l’information de la population locale sur la
manière d’agir en cas d’éruption.
Dans le cadre du socle commun de connaissances et de
compétences, cette activité contribue à :
• mobiliser ses connaissances en situation afin
d’apprécier le risque d’accidents naturels (documents a
et c) ;
• exploiter une représentation cartographique afin de
situer des zones à risque (document c) ;
• exploiter des textes, photos, vidéogrammes afin de
montrer la prise en compte du risque par l’Homme
(documents b à e).
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Le fonctionnement d’un volcan peut également être abordé grâce à l’étude de vidéogrammes (cf. Ressources), de pages Internet
(cf. activité 1) ou de ressources locales pour les Dom-Tom concernés.
De même les méthodes de surveillance des volcans peuvent être présentées grâce à des vidéogrammes ou l’étude de pages
Internet (cf. Ressources).
Pour la présentation des méthodes de prévention, il faut privilégier les exemples locaux dans les Dom-Tom concernés.
Ressources :
Voir la liste proposée p 41 (activité 1).
– Dossier d’information sur le risque Volcanisme, Ministère de
l’Écologie et du Développement durable (téléchargeable en pdf
sur le site Internet : http://www.prim.net/professionnel/
documentation/dossiers_info/nat/low/maqid_volca.pdf)
Des ouvrages généraux pour lee élèves
– A. Langley, La nature en furie, Rouge & Or, 2006.
– S. Van Rose, La colère des volcans, Gallimard, 2006.
Des sites Internet
– Pour s’informer sur les techniques de surveillance des volcans :
http://www.techno-science.net/forum/index.php,
rechercher le dossier « Surveillance des volcans » avec les termes
« surveillance » et « volcans »
– Pour suivre l’actualité des volcans actifs dans le monde :
http://www.volcan-actif.com/archives.htm
et pour avoir une surveillance vidéo en direct de nombreux
volcans : http://decobed.club.fr/camerasvolcans.html
– http://www.ipgp.jussieu.fr/pages/0303.php : observatoires
volcanologiques et sismologiques français
– Pour travailler sur les volcans en Martinique, ce site Internet
présente les différents types d’éruptions volcaniques en Martinique :
http://www.univ-orleans.fr/sciences/GEOLOGIE/
res_ped/volcano/pelee2002/. Ce site recense les signes
qui auraient permis de prévoir l’éruption de 1902 en Martinique
http://decobed.club.fr/Laprevision.html : Pour avoir le PPR de
toutes les communes de Martinique : http://www.martinique.
equipement.gouv.fr/risques/
– Pour travailler sur l’exemple du Piton de la Fournaise (Réunion),
ce site fournit les rapports d’activité du volcan http://ovpf.
univ-reunion.fr/
Des vidéogrammes
– DVD « C’est pas sorcier : Phénomènes géologiques », (Les
volcans, L’Etna), 2002.
– DVD « C’est pas sorcier : Volcans, séismes et tout le tremblement »,
(La Réunion), 2002.
– Risques volcaniques aux Philippines, ProLP, 1996.
– « Au cœur de la Fournaise », La cinquième voyage, 2001 : le
travail de l’observatoire du Piton de la Fournaise avant et pendant
l’éruption.
43
Activité
3
La prévision et la prévention
du risque sismique
Objectifs visés
Cette activité a pour objectif de faire comprendre aux
élèves :
– qu’un séisme est difficile à prévoir car la connaissance
et la surveillance du fonctionnement d’une faille ne
permettent pas de prévoir de manière certaine un séisme ;
– que la prévention est d’autant plus importante que la
prévision d’un séisme n’est pas possible ;
– les différents types de mesures préventives liées au
risque sismique : plan d’aménagement du territoire,
constructions parasismiques, information de la population.
Ces connaissances sont construites à partir de l’étude
de documents concernant :
– les techniques de connaissance d’une faille, la faille
nord anatolienne (la surveillance des failles françaises
est uniquement sismique).
– la fiabilité des signes précurseurs des séismes ;
– les mesures préventives de la commune de Lambesc
(Bouches-du-Rhône), dont le nouveau collège a été
construit selon les normes parasismiques imposées par
le PPR de la commune.
• La prévision consiste à prévoir l’emplacement, la date
et la magnitude d’un séisme. La prévention consiste à
agir avant le séisme pour limiter ses dégâts.
44
• Si l’emplacement et la magnitude d’un séisme peuvent
être prévus, la date de ce séisme reste totalement
inconnue car les signes précurseurs des séismes ne sont
pas fiables.
• L’Homme peut cependant prévenir les risques d’un
séisme grâce à un plan d’aménagement du territoire
imposant la constructions de bâtiments parasismiques
dans certaines zones et par l’information de la population
locale sur la manière d’agir en cas de séisme.
Dans le cadre du socle commun de connaissances
et de compétences, cette activité contribue à :
• mobiliser ses connaissances en situation afin d’apprécier
le risque d’accidents naturels (document a) ;
• exploiter une représentation cartographique afin de situer
des zones à risques (documents a et d) ;
• exploiter des textes, photos, vidéogrammes afin
de montrer la prise en compte du risque par l’Homme
(documents b, d à f).
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L’étude de la prévision et de la prévention des séismes peut également être présentée grâce à l’étude de vidéogrammes, ou de
pages Internet (cf. Ressources).
Pour l’étude de la prévention des séismes, les ressources locales doivent être privilégiées au niveau des régions concernées
(certains Dom-Tom, région PACA, Pyrénées) : se renseigner auprès des mairies locales, qui peuvent fournir un PPR (ou un extrait)
ainsi que les consignes locales de sécurité en cas de séisme.
Ressources :
Voir la liste proposée p 41 (activité 1).
– Dossier d’information sur le risque Séisme, Ministère de l’Écologie et
du Développement durable (téléchargeable en pdf à http://www.
prim.net/professionnel/documentation/dossiers_info/
nat/low/seisme.pdf)
Des sites Internet
– Pour avoir des informations sur la localisation des séismes turcs
http://www.ipgp.jussieu.fr/~lacassin/WebTecto/rech/
tectorecherche/IzmitWEB/IzmitFR.html
– Pour connaître l’historique des séismes en France : http://
www.sisfrance.net/
– Pour connaître les différents séismes de la région Provence Alpes
Côte d’Azur : http://www.azurseisme.com/index.html
– Pour avoir des informations sur l’exemple du collège de Lambesc :
http://www.edusismoprovence.ac-aix-marseille.fr/
1/13_details/jpurnal4/index.htm
– Pour avoir des informations sur les constructions parasismiques :
http://www.savoirs.essonne.fr/dossiers/la-terre/
geophysique/article/type/0/intro/des-batiments-quiresistent-aux-seismes/
– Pour avoir des informations sur les mesures de prévention
de risque sismique dans chaque région française : http://
planseisme.fr/Pages/Accueil.aspx
Des vidéogrammes
DVD « Volcans, séismes et tout le tremblement », C’est pas sorcier
(« Les séismes » : prévision sismique en Turquie)
45
E xercices
Je vérifie mes connaissances
1. QCM
1. a, b.
2. b et c.
3. b.
4. a et b.
2. Vocabulaire et rédaction
– Le risque sismique est la probabilité qu’un séisme se
produise et cause des dégâts humains ou matériels.
– Le risque volcanique est la probabilité qu’une éruption
volcanique se produise et cause des dégâts humains
ou matériels.
3. Définitions
A. 2.
B. 4.
C. 1.
D. 3.
4. Questions-réponses
1. Les deux critères qui permettent de déterminer si
une zone est soumise à un risque sismique est l’éventualité qu’un séisme se produise dans cette zone et
le fait que l’Homme ou ses construction puisse être
touchés par ce séisme.
2. À choisir parmi la surveillance sismique (sismomètre), la surveillance de la déformation du volcan
(distancemètre, inclinomètre, GPS) et la surveillance
des gaz s’échappant du volcan (thermomètre et sondes
chimiques).
3. Non, les volcans ne sont pas tous dangereux
pour l’Homme car ils ne sont pas tous proches des
constructions et des populations humaines (ex. volcans
des dorsales océaniques).
5. Photo-mystère
Ce sont des cendres qui recouvrent la ville de Plymouth
(Montserrat, Antilles). Il y a en effet rarement de la neige
aux Antilles et il est précisé que la ville de Plymouth se
trouve à côté d’un volcan, la Soufrière de Montserrat
(en activité depuis 1995 : une grande partie de l’île est
évacuée depuis lors).
J’applique mes connaissances
Exercice guidé
7. Surveillance des volcans par
6. Analyser le risque sismique
satellite
en France
1. Pour déterminer le risque sismique dans chaque
région, on regarde l’intensité et la fréquence des séismes
qui s’y sont produits depuis 1000 ans.
2. Dans les Alpes-Maritimes, trois séismes d’intensité
VIII et VIII-IX et un séisme d’intensité IX (en Italie) se sont
produits depuis 1000 ans, donc il y a eu en moyenne
un séisme d’intensité VIII tous les 333 ans et un séisme
d’intensité IX, donc les Alpes-Maritimes sont en zone II
(risque moyen).
En Meurthe-et-Moselle, aucun séisme d’intensité
supérieure à VII ne s’est produit depuis 1000 ans, donc
la Meurthe-et-Moselle est en zone 0 (risque négligeable
mais non nul).
3. Les différentes régions de France métropolitaine où le
risque sismique est grand (moyen) sont les Pyrénées, la
Provence-Alpes-Côte d’Azur et le sud de l’Alsace.
46
1. Deux mois avant l’éruption, le volcan apparaît bleu en
image infra-rouge donc il est froid ; deux semaines avant
l’éruption, certaines zones apparaissent rouges en image
infra-rouge donc elles sont plus chaudes.
2. Juste avant une éruption volcanique, du magma
chaud monte vers la surface donc la température de la
surface du volcan augmente.
3. L’éruption du 9 mai 2006 a pu être prévue quelques
semaines à l’avance car la surveillance satellitaire par
infra-rouges a permis de détecter une augmentation de
sa température et donc une montée de magma chaud.
8. Risque de coulée de lave à la
11. Évacuer 34 000 personnes ?
Réunion
1. Les manifestations du volcan qui ont montré qu’il
allait bientôt entrer en éruption sont les secousses
sismiques, les coulées de lave, les panaches de
fumées et la déformation du volcan.
1. Entre 1972 et 2000, il y a eu 32 coulées à l’intérieur de
l’Enclos Fouqué (en comptant toutes les coulées d’une
même année comme des coulées différentes quand elles
partent d’un point différent) et 3 coulées hors Enclos.
2. La plupart des coulées de lave du Piton de la
Fournaise s’écoulent dans l’Enclos Fouqué, où il n’y
a aucune construction humaine. Donc on considère
que les éruptions du Piton de la Fournaise ne sont pas
dangereuses pour l’Homme.
3. Les villages soumis à un risque de coulée de lave
sont les villages de Bois-Blanc et du Tremblet, qui
sont localisés proches des anciennes coulées de lave
hors Enclos.
4. Les séismes enregistrés du côté nord de l’Enclos
pouvaient annoncer une future coulée de lave hors
Enclos du côté nord, qui aurait pu arriver jusqu’au
village de Bois-Blanc. Ce village a donc été évacué.
9. Un séisme, des effets différents
1. La ville de Lourdes se trouve en zone sismique II
(risque moyen).
2. Les principales stations de la ville de Lourdes où le
sol amplifie les ondes sismiques sont les stations PMP
(caserne des pompiers), AUZ (école d’Auzon), SER
(serres municipales) et SAN (sanctuaire).
3. Les terrains qui peuvent amplifier les ondes sismiques
sont donc les terrains glaciaires quaternaires (PMP, AUZ),
les flyschs (SER) et les alluvions actuelles (SAN).
4. Les bâtiments construits sur ces terrains devraient
être bâtis selon les normes parasismiques pour éviter
leur effondrement en cas de séisme important.
2. À partir du 28 avril 2006, certaines zones autour
du volcan ont été évacuées car des coulées de lave
ont commencé à s’échapper du sommet, menaçant
certaines zones.
3. Le 13 mai 2006, les autorités indonésiennes ont
donné l’ordre d’évacuation générale car la veille, les
premières nuées ardentes se sont échappées du
sommet, menaçant l’ensemble de la population vivant
près du volcan.
12. Surveillance continue
1. Avant une éruption, la pente du volcan, la hauteur
du volcan et la distance entre deux points A et B
augmentent. Pendant une éruption, la pente du
volcan, la hauteur du volcan et la distance entre deux
points A et B diminuent.
2. Avant une éruption, le magma monte dans la
chambre magmatique, qui gonfle, ce qui fait gonfler
le volcan. Pendant une éruption, le magma sort de la
chambre magmatique et s’échappe à l’extérieur du
volcan donc la chambre magmatique et le volcan se
dégonflent.
3. Les inclinomètres, les distancemètres et les
altimètres permettent de mesurer le gonflement
du volcan avant une éruption et donc de prévoir
une éruption volcanique. Ils sont donc utilisés dans
la surveillance des volcans des zones à risque
volcanique.
10. Zones à risque sismique et
volcanique
1. Les principales régions d’Amérique du sud soumises
à un risque sismique ou volcanique sont les régions à
l’ouest.
2. L’Homme pense que des séismes ou des éruptions
volcaniques peuvent se produire dans ces régions car
elles sont situées au niveau d’une limite de plaque (et de
nombreux volcans et séismes s’y sont déjà produits).
3. Les dorsales se trouvent au niveau des limites
de plaque au milieu des océans. Elles ne sont pas
considérées comme des zones à risque sismique ou
volcanique car il n’y a aucune construction humaine à ce
niveau (sauf en Islande !).
47
Chapitre
La reproduction
La progression des activités n’est pas calquée sur l’ordre de présentation des notions à construire proposé
dans le programme. Il nous a semblé préférable de partir de ce que l’on peut immédiatement appréhender par
l’observation, à savoir les comportements avant d’orienter les investigations vers des phénomènes dont l’étude
nécessite l’utilisation d’un matériel adapté.
Le premier document donne
l’occasion de mobiliser les
pré requis de l’école primaire
concernant la reproduction
sexuée. On identifie un
accouplement qu’a priori
on pense nécessaire à
l’accomplissement de cette
fonction.
De l’observation des deux
autres photographies naît
une apparente contradiction :
les moules, d’une part,
les plantes, d’autres part, se
reproduisent de façon sexuée
mais ne s’accouplent pas.
On est ainsi amené à l’idée
d’une diversité des modalités
de la reproduction sexuée
chez les êtres vivants que
l’on se propose de découvrir.
On peut alors formuler le
problème : « Comment se
réalise la reproduction sexuée ? »
Programme
Programme officiel consultable sur le site du B.O. : hors série n°6 du 19 avril 2007.
48
Connaissances
Capacités déclinées dans
une situation d’apprentissage
La reproduction sexuée animale
comme végétale comporte l’union
d’une cellule reproductrice mâle
et d’une cellule reproductrice
femelle.
Le résultat de la fécondation est
une cellule-œuf à l’origine d’un
nouvel individu.
L’union des cellules reproductrices
mâle et femelle a lieu dans le
milieu ou dans l’organisme.
Identifier un problème et mettre au point une
démarche de résolution. [Compétence 7]
Observer, questionner, argumenter afin
de reconnaître une reproduction sexuée à
l’origine d’un nouvel individu.
Observer, argumenter afin de distinguer
une fécondation interne d’une fécondation
externe.
Questionner, formuler une hypothèse et
la valider afin d’identifier des causes du
rapprochement des cellules reproductrices.
Conduite et observation d’un élevage dans
les limites de la réglementation.
Analyse de stratégies comportementales
favorisant le rapprochement des partenaires.
Exploitation de résultats d’expériences
montrant l’attraction de cellules reproductrices.
Réalisation d’une préparation microscopique
montrant l’attraction des cellules
reproductrices.
Mise en culture de pollen en présence ou
non de coupes de pistil.
La reproduction sexuée
sexuée
Des mécanismes à l’échelle
des l’individus et des cellules
reproductrices favorisent la
fécondation.
Exploiter des textes, photos
vidéogrammes… pour établir l’unité de
la reproduction. [Compétence 4- B2i
domaines 1 et 3], [Compétence 5]
Manipuler : réaliser une observation
microscopique des caractéristiques
de cellules reproductrices animales ou
végétales.
Respecter les consignes de fiches
techniques. [Compétence 7]
Rechercher l’information utile et mobiliser
ses connaissances en situation afin de
replacer un organisme vivant dans la
classification. [Compétence 7]
• Les acquis de l’école primaire et du collège
Le programme officiel de l’école primaire, paru au B.O.
hors série n°1 du 14 février 2002 est consultable sur le
site du B.O. : http://www.education.gouv.fr/bo/2002/hs1/
default.htm
La fiche 7 des documents d’application des programmes
« Divers modes de transmission de la vie », consultable
sur le site du CNDP http://www.cndp.fr/, liste les
connaissances construites dans le cycle 2 et dans le
cycle 3.
En sixième, l’étude du peuplement des milieux a donné
l’occasion d’évoquer la reproduction sexuée, notamment
chez les végétaux sans toutefois aborder l’étude de
cette fonction et en particulier de la fécondation.
On a, par ailleurs, introduit la notion de cellule, pré requis
indispensable pour aborder ce chapitre.
téléchargeable à l’adresse du site : http://www.education.
gouv.fr/bo/2007/hs6/MENE0750668A_annexe5.pdf
« environnement et développement durable ».
Il permet, en effet, d’apporter des connaissances relatives à la diversité des êtres vivants à travers l’étude de
leur comportement reproducteur.
et de compétences
gouv.fr/bo/2006/29/MENE0601554D.htm
Mise en œuvre du socle commun dans le programme de
Sciences de la Vie et de la Terre, paru au B.O. n°6 du 19 avril
2007, téléchargeable à l’adresse Internet (introduction) :
ftp://trf.education.gouv.fr/pub/edutel/bo/2007/hs6/
MENE0750668A_annexe1.pdf
Étude pratique d’une fécondation externe
chez un animal ou un végétal aquatique.
Positionnement des êtres vivants étudiés
dans la classification actuelle.
Ce chapitre participe à la construction de notions et de
compétences :
– « modalités de la reproduction des organismes vivants » ;
– « pratiquer la démarche scientifique » (observer, formuler
et valider une hypothèse, argumenter) ;
– « manipuler » en réalisant une préparation microscopique.
• Attitudes développées au cours des quatre
activités de ce chapitre
– « le sens de l’observation » et notamment en ce qui
concerne la reproduction des êtres vivants, les analogies
et les différences ;
– « la curiosité pour la recherche des causes des phénomènes naturels ».
• B2i
bo/2006/29/MENE0601490A.htm
Les modalités d’évaluation du B2i sont présentées
dans la circulaire de mise en œuvre parue au B.O. du
« élèves ». http://www.education.gouv.fr/bo/2006/42/
MENE0602673C.htm
à la construction, par l’élève, de la Compétence 3.1 :
« Je sais modifier la mise en forme des caractères et
des paragraphes », en mettant en forme un article de
presse sur une page, à l’aide du logiciel Open Office,
téléchargeable à l’adresse http://fr.openoffice.org
Le site : www.didiersvt.com/4/b2i/05.html propose
toutes les ressources pour élaborer cette activité :
– le document à compléter Comportement.doc ;
– un fichier texte Loup.doc ;
– une photographie Photo_loups.jpg ;
– une aide à l’utilisation d’OpenOffice.
49
Activité
1
Le comportement reproducteur
Objectifs visés
Cette activité permet de découvrir la diversité
des comportements des êtres vivants au moment
de la reproduction révélant un éventail de situations
entre l’absence d’accouplement et l’accouplement
s’accompagnant d’une pénétration. Cette idée pourra
être utilement reprise en troisième au moment de l’étude
de l’évolution.
Les observations réalisées chez l’oursin permettent, par
ailleurs, d’envisager la participation d’autres phénomènes
à l’accomplissement de la reproduction sexuée.
• Des mécanismes à l’échelle des individus favorisent
la fécondation.
• Dans le cadre du socle commun de connaissances
et de compétences, cette activité contribue à
la construction de connaissances relatives aux modalités
de la reproduction des organismes vivants.
50
• Saisir des informations relatives au comportement
reproducteur des êtres vivants dans des textes et
des photographies (tous les documents).
• Comparer les différents comportements (tous les
documents).
• Communiquer les résultats de la comparaison sous
la forme d’un tableau.
1.
Rapprochement
des partenaires
Pénétration
Mouflon
5
5
Grenouille
5
@о
Combattant
5
@о
Oursin
@о
@о
2. 'O ac d’anmax, l c$mn
rodc fav l raocmn p
mƣnéƣ dpanax:
- m pо exc
pa l mâ l
fancd la fm cO l c$aan ;
- raocmndcrodccO la
gn ;
- p
n
aо d p
ndanl vagn cO l
mо.
'O l’n, pa cо, l c$mn
rodc n s’acc$agn pad
raocmn dpanax 5n p
a dmand cZn e a
, cO c
anma, la rodcо x
.
Les exemples ont été choisis de façon à montrer une
gradation dans le rapprochement des sexes. On pourra, pour
atteindre cet objectif, utiliser d’autres exemples présentant
les mêmes situations. On peut aussi évoquer le cas des
oiseaux dont l’accouplement, comme celui des batraciens,
consiste en un accolement des orifices reproducteurs mais
chez lesquels la fécondation est interne alors qu’elle est
externe chez les batraciens.
En s’appuyant sur les photographies du CD d’accompagnement, le questionnement peut être modifié de façon à
privilégier les apprentissages relatifs à la démarche scientifique.
Ressources :
– T. Lodé, Stratégies de reproduction des animaux, édition Dunod, 2001.
– E. Danchin, L.A. Giraldeau, F. Cézilly, Écologie comportementale :
cours et sujets corrigés, édition Dunod, 2005.
– Aaron et Passera, Les sociétés animales. Évolution de la coopération
et organisation sociale, De Boeck, 2000.
– D. Mac Farland, Le comportement animal : psychobiologie, éthobiologie
et évolution, De Boeck, 2001.
Des ouvrages généraux pour les élèves
M. Barré, M. Tranier, Comment se reproduisent les animaux ?,
édition Mango, 1994.
Des vidéogrammes :
– J.-P. Macchioni., Chronique de libellules, Aster-Films du silence
(K7 Pal de 22 min).
– H. Conge, La reproduction sexuée des Vertébrés, Jeulin (K7Pal,
34 min).
– L’élevage et la reproduction de la poule, Pierron (DVD ou K7 Pal,
15 min).
– L’élevage et la reproduction du mouton, Pierron (DVD ou K7 Pal,
15 min).
– La reproduction de la carpe, Pierron (DVD ou K7 Pal, 10 min).
– La reproduction de la vache, Pierron (DVD ou K7 Pal, 12 min).
Des sites Internet
– Pour avoir des informations sur le mode de vie de nombreux
animaux (avec des photographies) : http://www.dinosoria.
com/science_vie.htm
51
Activité
2
La fécondation
Objectifs visés
Cette activité a pour objectif, en continuité avec
l’activité précédente, de comprendre comment
la reproduction sexuée est assurée chez l’oursin
et, au delà, de montrer que, quels que soient les
comportements reproducteurs, la reproduction sexuée
comporte toujours une fécondation aboutissant à
une cellule œuf, point de départ d’un nouvel individu.
• La reproduction sexuée, animale comme végétale,
comporte l’union d’une cellule reproductrice mâle et
d’une cellule reproductrice femelle. Le résultat de la
fécondation est une cellule-œuf à l’origine d’un nouvel
individu.
• L’union des cellules reproductrices mâle et femelle a
lieu dans le milieu ou dans l’organisme.
la construction des connaissances relatives aux
« modalités de la reproduction des organismes
vivants ».
52
• Réaliser une préparation microscopique des gamètes
d’oursin pour définir leurs caractéristiques et découvrir
quelques aspects de la fécondation (document a).
• Saisir des informations à partir de textes, de
photographies et de l’observation de préparations
microscopiques (documents b à d).
• Utiliser judicieusement les informations saisies pour
justifier et argumenter (documents b à d).
1. L’ e lm
pa un mm#an ; i
cоn d cy*am e un n/a, c’e dоc
un c. mad p;%d
égamn un n/a e a un c.
2. 'O l’n, la
f
cоdaо e exn
pac ’e r
a danl m, à
l’ex
d l’ganm fm. 'O l
mо, la f
cоdaо e inn pac ’e
r
a à l’in
d l’ganm fm.
Le choix de l’oursin pour l’étude de la fécondation externe
résulte de la prise en compte des critères suivants :
– facilité avec laquelle on peut obtenir un grand nombre de
gamètes ;
– existence, dans les catalogues courants, de vidéogrammes
qui peuvent être utilisés comme documents de substitution,
montrant le comportement des oursins au moment de la
reproduction et les principales étapes de la fécondation ;
– abondance de la littérature scientifique traitant de ce sujet.
On peut, pour faciliter la mise en œuvre de l’activité pratique,
consulter en particulier le site Internet : www.snv.jussieu.
fr/bmedia/oursanilab/index.htm
3. ? cd la f
cоdaо, un mad
p
n% danun . a fо d n/a d
mad ac c d l’ d la m}m
e%c a à la fmaо d la c-œ
dо l d
*mn e à l’gn d’un n
ind"d d la m}m e%c.
Il est cependant possible d’utiliser d’autres supports comme
la moule. On peut, dans ce cas, s’inspirer des informations
fournies par le site : www2.ac-lyon.fr/enseigne/biologie/
evaluation/college/moule/moule0.html
Dans le cadre de la démarche scientifique, la réalisation de
l’activité pratique et l’utilisation du document b permettent
de vérifier l’hypothèse relative à la nature des liquides rejetés
par les oursins mâles et femelles. C’est la vérification de
cette hypothèse qui amène à la découverte de la fécondation
externe. Ainsi, la construction de cette notion résulte de la
réalisation d’une activité qui n’est pas imposée puisqu’elle
constitue une étape d’une investigation.
Ressources :
– C. Thibault, M.-C. Levasseur, La reproduction chez les
mammifères et l’homme, édition Ellipses marketing, 2001.
– T. Darribère, Le développement d’un mammifère : la souris,
édition Belin, 2003.
– C.-L. Gallien, Biologie, tome 3 : Reproduction et développement,
édition Presses Universitaires de France PUF, 1997.
– D. Richard et al., Physiologie des animaux, tome 2, « Construction
de l’organisme, homéostasie et fonctions de relation » (chapitre 6 :
« La reproduction »), édition Nathan Université, 1999.
– M. Rieutord et D. Pichard, Physiologie animale, tome 2 : « Les
grandes fonctions », édition Masson, 1999.
Des sites Internet
– Pour la réalisation de la fécondation chez l’Oursin : www.snv.
jussieu.fr/bmedia/oursanilab/index.htm
ainsi que : http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/oursin/
oursinfec.htm
– Pour avoir le détail des étapes de la fécondation chez l’Oursin :
http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/oursinMDC/p2
fecond2.html
– Pour la réalisation de la fécondation chez la Moule : http://
www2.ac-lyon.fr/enseigne/biologie/evaluation/college/
moule/moule0.html
– Pour voir un film d’une fécondation et du début du développement
embryonnaire : http://ecynthia.free.fr/activites.htm
Des vidéogrammes :
– H. Conge, La fécondation chez l’Oursin, Jeulin (DVD ou K7 Pal,
16 min).
– J. Saab, Fécondation « in vidéo » (K7 Pal de 25 min).
– L’oursin : gamètes, fécondation et développement, Pierron (DVD
ou K7 Pal, 11 min).
53
Activité
3
La rencontre
des cellules reproductrices
Objectifs visés
Il s’agit, à présent, de montrer qu’il existe d’autres
mécanismes que le rapprochement des partenaires
sexuels qui favorisent la rencontre des gamètes.
C’est encore l’oursin, chez lequel on n’a observé aucun
rapprochement des partenaires sexuels qui légitime
cette investigation.
Puis nous pourrons étudier le cas des végétaux.
• Des mécanismes à l’échelle des cellules
reproductrices favorisent la fécondation.
de la reproduction des organismes vivants.
54
• Réaliser une préparation microscopique (document a).
• Saisir et utiliser des informations à partir de
l’observation de la préparation microscopique réalisée
pour mettre en évidence l’attraction qu’exerce
les ovules sur les spermatozoïdes (document a).
• Utiliser les informations fournies par un compte-rendu
d’expérience pour mettre en évidence la nature chimique
de l’attraction (documents b à e).
1. 'O lanmax, lcxfm
excn un aacо d na cm lcxmâ
2. 'O lpanà f la gmnaо
d gan d pCn s’n l’,
raoc, la c rodcc mâ d
la c rodcc fm pa
l rncо.
'O tlê"van la rncо d
cxe fav
pa un aacо
dcrodccmâpa lc
rodccfm
3.
tube pollinique
Élément contenant
des substances extraites
d’ovules de clivia
Étude de l’oursin
On utilise à nouveau l’oursin, en cohérence avec l’activité
précédente.
Dans cette activité aussi, on peut modifier le questionnement
afin d’identifier davantage les étapes de la démarche
d’investigation. L’activité pratique proposée avec l’oursin
débouche sur la formulation d’une hypothèse, celle qui, pour
expliquer l’attraction des spermatozoïdes suggère l’existence
d’une substance secrétée par les ovules. Le document b sert
alors à valider l’hypothèse.
Étude des plantes à fleurs
Le choix de l’amaryllis a été fait en fonction de la taille de
la fleur et de la simplicité de son organisation mais d’autres
exemples, comme la tulipe, peuvent également convenir.
La dissection d’une fleur a été réalisée en sixième. On peut
toutefois, après avoir rappelé le vocabulaire relatif aux
différentes pièces florales inviter les élèves à supprimer
les pétales afin de découvrir le pistil et les étamines puis à
découper en long, à l’aide d’un scalpel ou plus simplement à
écraser le pistil afin de découvrir les ovules.
On peut, souvent observer, au cours de cette manipulation,
des grains de pollen sur le stigmate. En cohérence avec
le programme de sixième, on peut alors s’interroger sur la
relation qui existe entre la nécessité d’une pollinisation mise
en évidence en sixième et la formation de la graine. L’utilisation
de documents photographiques permet de mettre en évidence
la germination des grains de pollen assurant la rencontre des
cellules reproductrices. C’est alors que l’hypothèse d’une
attraction comparable à celle observée chez les animaux
peut être formulée. Les résultats de la manipulation réalisée
avec la clivia confirment cette hypothèse.
Ressources :
Voir la liste proposée p. 53 (activité 2).
– H. Camefort, Repoduction et biologie des végétaux supérieurs,
édition Doin, 1997.
– T. D. Denis, Plant Physiology, Biochemistry and Molecular
Biology, Longman Scientific & Technical, 1992.
– C. Kleiman, La reproduction des Angiospermes, édition Belin
sup, 2001.
– D. Robert et al., Biologie végétale, tome 3 : « La reproduction »,
édition Doin, 1998.
– D. Pol, Travaux pratiques de biologie, protocoles de réalisation
de fécondation chez l’oursin, la moule, l’huître, l’hermelle, le fucus,
Ascophylum, édition Bordas, 1994.
– Taiz et Zeiger, Plant Physiology, The Benjamin Cummings Publishing
Company Inc, 1998.
Des sites Internet
Pour avoir des conseils sur la réalisation de l’expérience de mise
en évidence d’une attraction des gamètes : http://www.snv.
jussieu.fr/bmedia/oursanilab/index.htm
– Pour faire une expérience virtuelle sur l’attraction des gamètes
d’Oursins : http://b2dsvt.free.fr/ctsvt/documents/4/Partie
%20C/Fecondation%20oursin/main.swf
Des vidéogrammes :
– H. Conge, La fécondation chez l’Oursin, Jeulin (DVD ou K7 Pal,
16 min).
– La reproduction des plantes à fleurs, Pierron (DVD ou K7 Pal,
9 min).
55
E xercices
1. QCM
1. b.
2. a. b.
3. a. b.
a. La reproduction sexuée comporte une fécondation chez les animaux et chez les végétaux.
b. La cellule œuf est le résultat de la fécondation.
c. La rencontre des cellules reproductrices peut avoir lieu dans l’organisme ou dans le milieu de vie.
3. Définitions
1. 3.
2. 4.
3. 2.
4. 1.
4. Un schéma
noyau
1
3
membrane
cytoplasme
Fusion
des noyaux
noyau
2
Quelques étapes de la fécondation
Exercice guidé
6. Le coq et la couleuvre
5. Solidarité
1.
1. La bouvière A est un mâle ; la bouvière B est une
Espèce
Rapprochement
des partenaires
Pénétration
Coq
Favorisé par la
parade nuptiale
Non
Couleuvre
Oui
Oui
femelle.
2. Le tube ventral favorise probablement la ponte de la
bouvière femelle à l’intérieur de la moule en s’insinuant
entre les deux valves de la coquille.
Le changement de couleur du mâle favorise probablement
le rapprochement des partenaires sexuels.
3. Chez la bouvière, la fécondation est externe.
4. Les éléments pondus par la femelle dans la moule
sont des ovules.
5. La moule doit probablement favoriser la rencontre
des cellules sexuelles et la protection des petits de la
bouvière.
56
2. Chez le coq et la couleuvre, la fécondation est
interne.
7. Histoire de crapauds
11. Les algues aussi
1. La fécondation se réalise dans l’eau.
1. Les renflements portés par les pieds de fucus
2. Chez le crapaud, la fécondation est externe.
contiennent des cellules reproductrices.
3. « Au cours de l’accouplement, deux cordons d’ovules
sont émis par l’orifice reproducteur de la femelle ».
2. Le document c montre l’attraction exercée par l’ovule
8. Attraction !
3. Les cellules reproductrices mâles et femelles sont
de fucus sur les spermatozoïdes de la même espèce.
C’est la première étape de la fécondation.
rejetées dans l’eau. La fécondation est donc externe.
1. Dans le dispositif a, les spermatozoïdes sont répartis de
façon uniforme ; dans le dispositif b, ils sont rassemblés
autour du tube.
Cellule
reproductrice
femelle
2. Dans le dispositif b, les spermatozoïdes sont attirés
par la substance émise par les ovules et imprégnent le
tube.
3. Le dispositif témoin permet d’affirmer que l’attraction
des spermatozoïdes est due à la substance émise par
les ovules et non à la seule présence du tube.
Sac
Renflement
9. L’élevage de la truite
1. Les boules orangées sont probablement des ovules
et la laitance du sperme.
2. L’hypothèse précédemment formulée est valide car le
mélange de ces deux substances est à l’origine de la reproduction de la truite.
3. La laitance doit contenir des spermatozoïdes.
4. Le phénomène non observable et expliquant l’apparition
des alevins est la fécondation des ovules par les
spermatozoïdes.
5. La technique utilisée dans cet élevage augmente la
production car elle augmente le nombre de naissances
en favorisant la fécondation.
Cellule
reproductrice
mâle
10. Se passer du mâle
1. La reproduction des pucerons ne peut être qualifiée
de sexuée car, ne faisant intervenir qu’un seul individu,
elle ne peut pas comporter de fécondations.
Sac
Renflement
2. Charles Bonnet recouvre la feuille d’un pot de terre
dépourvu d’orifice pour être certain qu’il n’y a pas eu
d’accouplement avec un éventuel partenaire sexuel.
57
Chapitre
L’influence des conditions du
La première photographie
présente des ours blancs dans
leur milieu de vie, cette espèce
est menacée par la modification
de la banquise. La deuxième
photographie met en relation
la prolifération des pigeons en
milieu urbain et l’augmentation
de la quantité de nourriture
disponible. La troisième
photographie présente des
constructions de nids pouvant
accueillir les cigognes durant
leur difficile migration.
Ainsi, le premier document
expose un exemple d’espèce
menacée de disparition en
rapport avec une modification
de son milieu de vie.
Les deuxième et troisième
documents suggèrent
une relation probable entre
le devenir des espèces et le
succès de leur reproduction et mettent en évidence l’influence de l’Homme.
Ces différents constats débouchent sur une série de questions.
– Le devenir d’une espèce dépend-il de son succès reproducteur ?
– Si oui, le succès reproducteur, donc le devenir d’une espèce, dépend-il de la quantité de nourriture disponible ?
– Comment et pour quelles raisons l’homme agit sur la reproduction des êtes vivants ?
Le problème à résoudre se pose : « comment les conditions du milieu influent-elles sur la reproduction sexuée
et le devenir d’une espèce ».
Programme
Programme officiel consultable sur le site du B.O. : hors série n°6 du 19 avril 2007.
58
Connaissances
La reproduction sexuée permet
aux espèces de se maintenir dans
un milieu.
Les conditions du milieu influent
sur la reproduction sexuée ainsi
que sur le devenir d’une espèce.
Les ressources alimentaires du
milieu influent sur la reproduction
sexuée.
Observer, questionner afin de relier
l’influence de facteurs du milieu sur la
reproduction et le devenir d’une espèce.
Exploiter des textes, tableaux, graphiques…
afin de mettre en relation les données des
différentes courbes de taux de reproduction
d’une espèce en fonction des ressources
alimentaires. [Compétence 4 – B2i domaines
1 et 3], [Compétence 5].
L’influence des conditions du milieu sur la reproduction sexuée
Mise en relation du devenir d’une espèce
avec les ressources alimentaires du milieu.
milieu sur la reproduction sexuée
Connaissances
L’Homme peut ainsi influer sur
la reproduction sexuée et ainsi
porter atteinte ou préserver ou
recréer une biodiversité.
Observer, questionner afin de mettre en
relation l’influence d’une action de l’Homme
et le devenir d’une espèce.
S’informer, se documenter. [Compétence 4
– B2i domaine 4]
Exploiter des textes, tableaux, graphiques,
photos, vidéogrammes… afin d’établir
l’influence de l’homme sur la biodiversité.
[Compétence 4 – B2i domaines 1 et 3],
[Compétence 5]
Étude d’un exemple d’aménagement
influençant le taux de reproduction des
espèces. [B2i]
Étude d’un exemple de pollution influençant
le taux de reproduction des espèces. [B2i]
Étude à partir de documents d’un
exemple de lutte biologique fondée sur la
connaissance de la reproduction. [B2i]
• Les acquis de l’École primaire et du collège
Le programme officiel de l’école primaire, paru au B.O.
hors série n°1 du 14 février 2002 est consultable sur le
site du B.O. : http://www.education.gouv.fr/bo/2002/hs1/
default.htm
La fiche 10 des documents d’application des programmes
« Rôle et place des êtres vivants dans leur milieu »,
consultable sur le site du CNDP http://www.cndp.fr/,
liste des connaissances construites dont certaines sont
en rapport avec ce chapitre :
– les êtres vivants d’un même milieu dépendent souvent
les uns des autres ; il existe par exemple des dépendances alimentaires ;
– par son action, l’Homme modifie les milieux.
En sixième, on met en évidence l’influence directe ou
indirecte de l’Homme sur le peuplement du milieu selon
ses choix d’aménagement, ses besoins alimentaires
ou industriels. Le programme de cinquième permet
d’expliciter une relation constatée en sixième : en
agissant sur le milieu, l’Homme influe sur la reproduction.
Or, la reproduction conditionne le devenir des espèces.
Donc l’Homme influe sur le peuplement du milieu.
téléchargeable à l’adresse du site : http://www.education.
gouv.fr/bo/2007/hs6/MENE0750668A_annexe5.pdf
« Environnement développement durable ». Les élèves
sont sensibilisés à l’impact, sur les populations animales,
des modifications des milieux.
et de compétences
gouv.fr/bo/2006/29/MENE0601554D.htm
Ce chapitre participe :
– à la construction de connaissances relatives à l’influence
de l’Homme sur les écosystèmes (influence des activités
humaines sur le taux de reproduction des espèces) ;
– à la formation de l’élève au questionnement de
faits observés (influence des facteurs du milieu sur la
reproduction et le devenir d’une espèce) ;
– au développement de la capacité à utiliser les langages
scientifiques : tableau, graphiques (relation entre reproduction et conditions du milieu).
• Attitudes développées au cours des quatre
activités de ce chapitre
– Faire preuve d’esprit critique en distinguant une
hypothèse d’un fait établi par l’expérience.
– Devenir responsable face à l’environnement en prenant
conscience de l’influence des activités humaines sur la
biodiversité.
• B2i
bo/2006/29/MENE0601490A.htm
Les modalités d’évaluation du B2i sont présentées
dans la circulaire de mise en œuvre parue au B.O. du
« élèves ». http://www.education.gouv.fr/bo/2006/42/
MENE0602673C.htm
à la construction, par l’élève, de la Compétence 3.5 :
« Je sais réaliser un graphique de type donné » en
réalisant une représentation graphique de l’évolution de
deux populations de chenilles à l’aide du logiciel Excel.
Le site : www.didiersvt.com/4/b2i/06.html propose toutes
les ressources pour élaborer cette activité :
– un fichier texte Chenille.doc,
– le document à compléter Chenille.xls,
– une aide à l’utilisation d’Excel.
59
Activité
1
Le maintien des espèces
dans les milieux
Objectifs visés
Cette activité a pour objectif de conduire les élèves à
valider l’existence d’une relation entre le maintien d’une
espèce dans son milieu et son succès reproducteur.
– La comparaison du nombre de lièvres communs et
de celui des lapins de garenne montre que l’abondance
d’une espèce est en rapport avec sa prolificité.
– L’exemple du guépard montre que l’extinction
d’une espèce peut s’expliquer par une reproduction
insuffisante liée à la mauvaise qualité du sperme.
• S’interroger sur les mécanismes étant à l’origine de
l’abondance ou de l’extinction des espèces dans
les milieux (documents a, b et c).
• Formuler des hypothèses explicatives (document d).
• Relier le devenir d’une espèce à son succès
reproducteur (document e).
• La reproduction sexuée permet aux espèces de se
maintenir dans un milieu.
de la reproduction des êtres vivants.
60
1. lan d ga{ e paоdan l l% cZn pac ’i an a ma
x pradmn, maa pac l n$# d p
pa an e l n$# d p
pa p
e pgand.
3. mann de%cdanl m d
" e dоc a
pa la rodcо.
2. L’exncо d g
ad e p=amn
en ra ac l fa n$# m/n d
madpa mL d m e d
madm& ac l f pcnag d
madanmax.
Exemple du lapin de garenne
La comparaison du lapin de garenne et du lièvre commun,
espèces différentes mais ayant des morphologies et des
biologies très voisines permet de réinvestir, au début de
l’investigation, la notion d’espèce, construite en sixième. Elle
permet, d’autre part, pour les mêmes raisons, d’orienter plus
facilement l’investigation vers l’établissement d’une relation
entre l’abondance d’une espèce dans un milieu et la qualité
de sa reproduction.
Exemple du guépard
Le cas du guépard (qui s’appuie sur la thèse de doctorat
vétérinaire « Fertilité du guépard mâle » soutenue à Lyon
en 1996 par C. Thévenin) donne l’occasion de travailler
quelques étapes de la démarche scientifique et de montrer,
en particulier la différence existant entre un indicateur et
une validation par l’expérience : les informations fournies
par le document d permettent d’envisager l’existence d’une
relation entre l’extinction du guépard et la qualité médiocre
du sperme des mâles de cette espèce. Seule l’expérience
menée en laboratoire, permettant d’isoler les facteurs
soupçonnés, permettent de valider cette relation. On a ainsi
l’opportunité de travailler la rigueur scientifique et, au delà,
de faire appréhender par les élèves, la différence essentielle
entre un fait supposé et un fait établi.
Ressources :
– F. Ramade, Le grand massacre, l’avenir des espèces vivantes,
édition Hachette Littérature, 1999.
– F. Ramade, Éléments d’écologie : écologie fondamentale, édition
Dunod, troisième édition 2003.
– F. Ramade, Éléments d’écologie : écologie appliquée : action de
l’homme sur la biosphère, édition Dunod, 2005.
– C. Lévêque, La Biodiversité, dynamique biologique et conservation,
édition Dunod, 2001.
– C. Thibault, A. Beaumont, M.-C. Levasseur, La reproduction des
vertébrés, édition Dunod, 1998.
– R. Barbault, Écologie des populations et des peuplements,
édition Masson, 1981.
– R. Barbault, Écologie des peuplements : structure, dynamique,
évolution, édition Masson, 1992.
– R. Dajoz, Dynamique des populations, édition Masson, 1974.
Des ouvrages généraux pour les élèves
– S. Pollock, L’écologie, une science pour l’environnement, Les
yeux de la découverte, édition Gallimard, 1994.
Des sites Internet
– Pour avoir des informations sur la reproduction du Lapin de
garenne : http://www.cuniculture.info/Docs/Biologie/
biologie-07-3.htm
– Pour avoir des informations sur la reproduction du Lièvre
commun : http://www.geml.fr/mammifere/lagomorphe/
lievre.html
– Pour avoir des informations sur le Guépard (site du CRESAM
(Conservation et reproduction des espèces sauvages africaines
menacées) : http://www.cresam.fr/projets.htm
Des vidéogrammes :
– J.-P. Macchioni, Chronique de libellules, Aster-Films du silence
(K7 Pal de 22 min).
61
Activité
2
Taux de reproduction
et quantité de nourriture
Objectifs visés
Cette activité permet de valider l’existence d’une
relation entre la reproduction d’une espèce et la quantité
de nourriture disponible.
Dans le cadre du socle commun de connaissances
et de compétences, cette activité contribue à la
construction de connaissances relatives à l’existence
d’interactions entre les êtres vivants dans un même
milieu.
• S’interroger sur les variations annuelles de certaines
populations (documents a, b et e).
• Formuler l’hypothèse d’une relation entre la
reproduction d’une espèce et la quantité de nourriture
disponible (documents c et e).
• Tester l’hypothèse formulée en utilisant les résultats
d’expériences (documents d et f).
• Réaliser un élevage de daphnies (documents e et f).
• Les conditions du milieu influent sur la reproduction
sexuée ainsi que sur le devenir d’une espèce.
• Les ressources alimentaires du milieu influent sur
la reproduction sexuée.
62
1. vaaоd n$# d cd
cо idnà cdcamagnC
2. n$# d ce p=amn
en ra ac la an
d n
dо, c’e-à-d ac l n$# d
camagnC
incac ddane p=amn l
à la an
d n dо, c’e à d
à la an
d py*ancо.
5. r
acоmn c hy% :
l n$# d’œagmn l la an
d n e r
g%mn rn
.
3. r
ad l’ex
nc cоmn
c hy% : l n$# d ce l tax
d rodcо agmnn ac la an
d
n fn ax c
4. n$# d’œcоndanla poc
Cette activité se prête particulièrement bien à l’entraînement
des élèves à la démarche scientifique. Dans les deux exemples
proposés, on dispose de documents permettant d’envisager
l’existence d’une relation puis de résultats d’expériences
permettant de confirmer ces relations.
En utilisant le CD d’accompagnement, il est possible, en
différant la présentation des résultats d’expériences, de faire
travailler les élèves sur leur conceptualisation.
6. vaaоa{d tax d
rodcо d cê"vanо dоc en
ra ac la an
d n dо.
Cette même activité donne l’occasion de réaliser un élevage
de daphnies. On peut se procurer des œufs sur le site :
http://www.aqualiment.com et trouver des conseils pratiques
sur le site www.clevislauzon.qc.ca/Professeurs/Biologie/
faucheja/pdf/Daphnies2 et dans les pages vertes du bulletin
de l’APBG (1993 N° 1 CE. 14).
Ressources :
Des sites Internet
– Pour avoir des informations sur la biologie de la Chouette effraie :
http://www.oiseaux.net/dossiers/gilbert.blaising/la.chouette.effraie.html
Des vidéogrammes :
63
Activité
3
Activités humaines
et reproduction des êtres vivants
Objectifs visés
Cette activité a pour objectif de conduire les élèves à
découvrir :
– comment, en luttant contre les ravageurs, l’Homme
influe sur la reproduction des êtres vivants et sur
la biodiversité ;
– comment la lutte biologique préserve davantage
la biodiversité que la lutte chimique.
• L’Homme peut aussi influer sur la reproduction
sexuée, et ainsi porter atteinte ou préserver ou recréer
une biodiversité.
et de compétences, cette activité contribue à la
construction de connaissances relatives à l’influence de
l’Homme sur les écosystèmes et, en particulier sur
la biodiversité.
64
• S’interroger sur l’influence qu’ont les activités
humaines sur le taux de reproduction des êtres vivants
(documents a et b).
• Comprendre les moyens de lutte utilisés contre les
ravageurs (documents e, f et g).
• Utiliser les langages scientifiques (tableaux,
graphiques) pour établir et expliquer des relations entre
les activités humaines, la reproduction des êtres vivants
et la biodiversité (documents c, d et h).
1. Sag
pa l’uaо d DDT, la co
dœd baOad avan l’éc;о.
L’uaо d DDT a dоc un innc dc
l n$# d naanc e i enan un
dmnо d la p*aо d baOad
2. DDT ayan é
ind à pa d 1970,
la p*aо d baOads’e pogmn
rcо
à pa d c da.
^ e n
ca d lm lp*aоd
la pac la la n d la p
dgand ran e dmn dоc la a
e
l’aоdanc d la r
cC.
3.
tamn r
a
a p e d
dmn la p*aо d la.
4.
a l ]Cog e un tamn ecac
pac ’e lm la p*aо d la.
5.
ac"
hmanо un e la rodcо dê"van:
- la l cm cо lravagp
avƣ p cо
nc la daо d
cane%ce dmn an
la ]od
;
- en uan danc n о pa
dangp l’en"<mn, la l
]Cog rc davanag la ]od
.
6.
Dans le cas, où d’autres exemples que ceux proposés dans le
manuel sont utilisés, il faudra veiller à disposer, pour chacun
d’eux, de documents permettant de mettre les élèves en
situation et de documents permettant de mener à bien les
investigations.
Pratiquer une démarche scientifique
Comme dans l’activité précédente, il est possible, en
utilisant le CD d’accompagnement, d’entraîner les élèves à
la démarche scientifique. Ainsi, le document a, utilisé seul
dans un premier temps, permet d’identifier un problème,
celui de la disparition des balbuzards ; le document b permet
de formuler une hypothèse, celle d’une relation entre la
diminution de la population de balbuzards et l’utilisation du
DDT ; les documents c et d permettent de valider l’existence
d’une telle relation.
De même, à partir du seul document e, on peut s’interroger
sur les moyens à mettre en œuvre pour limiter les dégâts
causés par les larves de lobélia. On peut, ensuite, associer
les élèves à la définition d’une technique en utilisant le document f
puis le document g lorsque la réflexion est suffisamment
avancée. Enfin, le document h permet de tester l’efficacité de
la technique décrite.
Pour de plus amples informations :
– concernant le balbuzard, on peut consulter le site www.
on.ec.gc.ca/wildlife/factsheets/fs_osprey-f. (Le déclin
et la reconstitution des populations de balbuzards dans le
bassin des grands lacs) ;
– concernant le lobésia, on peut consulter les sites :
www.inra.fr/theses/resumes/maher.html qui permet d’accéder à la thèse de N. Maher.
www.bioch-physiol.univ-montp2.fr : une approche intégrée
en protection des cultures.
Ressources :
– E. Barriuso, Estimation des risques environnementaux des
pesticides, éditions de l’INRA, 2003.
Des sites Internet
Pour avoir des informations au sujet du balbuzard : http://
balbuzard.lpo.fr/ et au sujet de l’effet de la pollution sur le
balbuzard : http://www.ecoinfo.org/env_ind/region/
osprey/osprey_f.cfm
– Pour avoir d’autres exemples de luttes biologiques notamment
par les insectes : http://www.inra.fr/internet/Hebergement/
OPIE-Insectes/luttebio.htm
L’exemple particulier des coccinelles et des pucerons : http://
www.coccinelles.com/Francais/cadreFrancais.htm
– Pour consulter un site Internet sur l’extinction des espèces :
http://ecologie.nature.free.fr/pages/dossiers/dossier_
extinction_des_especes.htm
Des vidéogrammes :
– R. Foucher, J. P. Ravez, La Biodiversité, édition CNDP(K7).
– J. Lecomte (et J.-C. Onillon, J. Voegele, M. Stengel, N. Hawlitzky,
J. Cals-Usciati, P. Usciati), Lutte biologique contre la pyrale du
maïs, édition CNRS, 1993, (K7 VHS de 20 minutes).
– J. Lecomte (et C. Martin, Y. Trottin-Caudal, D. Grassely), Utilisation
d’insectes auxiliaires dans la lutte intégrée sous serres, édition
CNRS, 1993 (K7 VHS de 22 minutes).
65
E xercices
1. QCM
1. a et c
4. Les grands moyens
2. c
3. a et c
2. Définitions
1. Biodiversité : diversité des espèces dans un milieu
donné.
2. Lutte biologique : technique permettant de limiter
la population d’un ravageur sans utiliser de produits
toxiques pour les autres espèces.
3. Taux de reproduction : nombre moyen de naissances
par femelle et par an.
Cette pratique est défavorable à la biodiversité.
En effet, les insecticides détruisent non seulement les
ravageurs dont on veut limiter la population mais de
nombreuses autres espèces.
5. Un schéma fonctionnel
Augmentation de la
quantité
de nourriture
dans un milieu
Augmentation du
taux de reproduction
des espèces
dans un milieu
Disparition
d’une espèce
d’un milieu
Diminution du taux
de reproduction
d’une espèce
1. Les activités humaines, en augmentant le taux de
reproduction des espèces, favorisent la biodiversité
dans un milieu.
2. Les insecticides diminuent les taux de reproduction
des êtres vivants dans un milieu.
3. Contrairement aux insecticides, la lutte biologique
favorise la biodiversité dans un milieu.
Exercice guidé
7. Sous le soleil des tropiques
6. Une pluie féconde
1. Les performances de reproduction des chèvres du
groupe 1 sont supérieures à celles du groupe 2.
1.
Plantes
annuelles
Insectes
végétariens
Lézard
déserticole
d’Arizona
2. Lorsque la pluviométrie augmente, la quantité de
plantes annuelles et d’insectes végétariens augmentent.
2. Une des hypothèses possibles est : les différences
précédemment constatées sont probablement en
rapport avec la quantité de nourriture disponible : le
groupe 1 se reproduit mieux parce qu’il dispose de
pâturage de meilleure qualité.
3. Le graphique montre que le nombre de jeunes lézards
augmente avec la pluviométrie.
4. La reproduction du lézard de l’Arizona dépend, comme
celle de tous les êtres vivants, de la quantité de nourriture
disponible. Or, la quantité de nourriture disponible
augmente avec la pluviométrie. Donc, la reproduction du
lézard de l’Arizona augmente avec la pluviométrie.
66
8. Une guêpe bien utile
12. Copépodes et phytoplancton
1. La dispersion du trichogramme dans le champ de
maïs a pour effet de diminuer le nombre de larves de
pyrale parce que les femelles de cette guêpe détruisent
les œufs du papillon.
1.
2. L’utilisation d’insectes, est un exemple de lutte biologique car elle n’utilise aucune substance toxique pour
l’environnement.
nombre moyen d’œufs
120
100
80
60
9. La sirène, une espèce
en voie d’extinction
40
1. L’extinction des dugongs peut être en rapport avec la
pollution, avec l’utilisation de filets par les pêcheurs, avec
la disparition progressive des prairies marines, avec le
taux de reproduction très bas.
20
2. Les mères dugong ne donnent naissance à un seul petit
tous les 4 ou 5 ans, seulement si la quantité de nourriture
est suffisante. Il est donc très important de préserver les
prairies marines, source exclusive d’alimentation des
dugongs pour ralentir l’extinction de cette espèce.
10. Les dégâts de la pyrale
du tronc
0
0
20
40
60
80
100 120 140 160 180 200
nombre d’algues par mm3
2. La quantité d’œufs pondus augmente lorsque le
nombre d’algues par mm3 augmente.
3. Comme chez tous les autres êtres vivants, la
reproduction des copépodes dépend de la quantité
de nourriture disponible, en particulier, la fécondité
augmente lorsque la quantité d’algues présente dans le
milieu augmente.
1. Cette technique consiste à piéger les mâles qui
sont attirés par la substance odorante produite par les
femelles et donc à limiter le nombre d’accouplements.
2. Cette technique est efficace car le nombre de captures
augmente avec la quantité de substance utilisée.
3. Il est inutile d’utiliser des doses supérieures à 0,5 mg
par hectare parce qu’au delà de cette dose, le nombre de
captures n’augmente plus de façon sensible.
11. Sur les plages de Vendée
1. La plage est importante dans la vie des gravelots
car ils se nourrissent des nombreux animaux qu’ils y
découvrent à marée basse et parce que les femelles
y pondent leurs œufs.
2. La fréquentation des touristes a entraîné la diminution
du nombre de couples nicheurs probablement parce que
la destruction des œufs a entraîné une diminution de la
population de ces animaux.
3. Pour éviter la disparition du gravelot sur les plages
de Vendée, il est donc important de délimiter, par des
barrières, des espaces interdits aux touristes à l’intérieur
desquels les œufs pondus par les femelles seront préservés.
67