Document de travail SA 3 6ème Science de la Vie et de la Terre SA 3 : UNITE ET DIVERSITE DES PHENOMENES RESPIRATOIRES CHEZ LES ETRES VIVANTS Tâche : Elaborer une explication aux aspects communs et différents de la fonction de respiration chez les êtres vivants. Procédure : 1. Exprimer sa perception et /ou ses interrogations sur les faits évoqués par la situation de départ ; 2. Construire les réponses aux questions soulevées par la situation de départ en utilisant l’observation, l’expérimentation ou l’exploitation des documents ; 3. Structurer ses acquis en utilisant les concepts et les vocabulaires adéquats ; 4- Utiliser les connaissances construites pour porter une appréciation sur l’influence de la qualité de l’air ou de l’eau sur la respiration des êtres vivants. I- MISE EN SITUATION : De la situation de départ à la formulation d’une problématique Situation de départ : Texte : Oh quel malheur ! Il y a eu ce jour-là, la pluie toute la journée. Dès la tombée de la nuit il a commencé par faire frais, très froid même. Pour réchauffer sa case, mon oncle a fait un petit feu de bois au milieu de sa petite case sans fenêtre et il ferma la correctement la porte. Le lendemain on le retrouva mort, avec sa femme et ses deux petits-enfants. Le major (infirmier) du village nous a expliqué qu’ils sont morts à cause de la qualité de l’air à l’intérieur de la case. Consigne : exploite la situation de départ pour formuler la problématique sur la respiration chez les êtres vivants. Pour cela : - Relève les faits significatifs évoqués par le texte de la situation de départ ; - Exprime ce que tu savais sur les faits relevés ; - Formule tes propres interrogations sur les faits ; - Echange en groupe sur les interrogations formulées ; - Formule les questions de recherche ; - Hiérarchise les questions de recherches. 1 Document de travail SA 3 6ème Science de la Vie et de la Terre II-REALISATION : Collecte et traitement des données par observations, expérimentations et/ou exploitation de documents et résultats expérimentaux pour élaborer une explication aux questions de la problématique. ACTIVITE 1 COMMENT LES ANIMAUX RESPIRENT-ILS ? OBJECTIFS : A la fin de cette activité tu devras être capable : - Définir la respiration ; - Reconnaitre, à partir des manifestations, qu’un animal respire; - Expliquer l’intérêt des courant respiratoires (courant d’air ou courant d’eau) pour la respiration, chez les animaux ; - Expliquer les modalités de la respiration chez les animaux ; Séquence 1 : Quels sont les signes de la respiration chez les animaux ? Les animaux sont des êtres vivants. Les manifestations de la respiration, absentes chez certains comme les vers de terre sont perceptibles sous différentes formes, chez les animaux. Comment se manifeste donc la fonction de respiration chez les animaux ? La source d’information suivante t’est fournie à cet effet : Document 1 : les manifestations de la respiration chez l’homme et quelques animaux FICHE TECHNIQUE DE MANIPULATION DE MAQUETTE Titre : Mise en évidence du rôle du diaphragme dans les mouvements respiratoires Précautions et conditions de sécurité : -Faire les manipulations dans les conditions de concentration et de calme absolue. -Eviter le bavardage intempestif et les déplacements incontrôlés qui pourraient être sources de déconcentration et d’autres dégâts. -Se tailler les ongles pour ne pas abimer la maquette. 1-Objectif : connaître le rôle du diaphragme dans les mouvements respiratoires. 2-Materiel : la maquette de l’appareil respiratoire. Facilitateur : -la bouteille en plastique représente la cage thoracique de l’homme ; -le(s) ballon(s) de baudruche représente(nt) les poumons de l’homme ; -la gaine du stylo représente la bronche ; -la membrane en latex représente le diaphragme ; -la maquette toute entière représente l’appareil respiratoire et l’essentiel de ses organes ; 2 Document de travail SA 3 6ème Science de la Vie et de la Terre 3-Démarche de manipulation de la maquette : -Tire vers le bas la membrane à la base du dispositif (diaphragme contracté) et maintient là dans cette position pendant quelques secondes puis observe l’état des ballons (les poumons) -Relâche la membrane (diaphragme relâché) et observe l’état des ballons (les poumons). 4-Résultats des manipulations et observations réalisées Présente et organise les résultats de tes observations en remplissant le tableau suivant : Position du diaphragme Abaissé (contracté) Relâché Etat des poumons Inspiration Expiration Figure : 1 : Aspects de la poitrine lors des deux phases d’un mouvement respiratoire 3 Document de travail SA 3 6ème Science de la Vie et de la Terre Figure 2 : schéma d’interprétation de l’état des côtes au cours des deux phases d’un mouvement respiratoire Facilitateur : Une inspiration suivie d’une expiration constitue un mouvement respiratoire. La succession de ces mouvements assure le renouvellement permanent de l’air dans les poumons : c’est la ventilation pulmonaire Document 2 : les signes de la respiration chez le poisson FICHE TECHNIQUE DE MANIPULATION 2 Titre : Mise en évidence des mouvements respiratoires chez le poisson. Précautions et conditions de sécurité : -Utiliser un gros poisson -Bien le tenir et faire attention aux nageoires qui peuvent blesser. -Prévoir si possible des gants de cuisine -Prévoir de l’eau et du savon pour se laver proprement les mains -Faire les manipulations dans les conditions de concentration et de calme absolue. -Eviter d’ingérer tout produit de la manipulation (chimique ou frais) -Eviter le bavardage intempestif et les déplacements incontrôlés qui pourraient être sources de déconcentration et d’autres dégâts. 1-Objectif : observer, mettre en évidence les mouvements respiratoires du poisson et l’existence d’un courant d’eau. 2-Matériel : -Poissons vivants -Pipette en verre ou seringue -Eau -Bleu de méthylène ou rouge neutre ou Cuvette ou plastique transparent autre colorant hydrosoluble 4 Document de travail SA 3 6ème Science de la Vie et de la Terre 3-Mode opératoire : -Prendre une cuvette contenant de l’eau et un poisson vivant ; -Observe simultanément la bouche et les opercules du poisson ; -Prélève à l’aide d’une pipette (ou seringue) de l’eau colorée au bleu de méthylène ; -Immobilise le poisson en tenant sa queue ; -Surveille ses mouvements d’ouverture de la bouche ; -Mets la pipette (ou seringue) devant la bouche ouverte du poisson ; -Introduis à l’aide de pipette quelques gouttes d’eau colorée dans la bouche du poisson ; -Note tes observations. 4-Résultats de l’expérience Figure 3 : Mise en évidence du courant d’eau chez le poisson Figure 4 : Coupe schématique montrant la disposition des branchies et le trajet de l’eau 5 Document de travail SA 3 6ème Science de la Vie et de la Terre Document 3 : les signes de la respiration chez le criquet FICHE TECHNIQUE DE MANIPULATION 3 Titre : Mise en évidence des mouvements respiratoires chez le criquet Précautions et conditions de sécurité : -Utiliser de gros criquets -Faire attention aux « épines » situées sur leurs pattes -Prévoir de l’eau et du savon pour se laver proprement les mains après les manipulations -Faire les manipulations dans les conditions de concentration et de calme absolue. -Eviter d’ingérer tout produit de la manipulation (chimique ou frais) -Eviter le bavardage intempestif et les déplacements incontrôlés qui pourraient être sources de déconcentration et d’autres dégâts (destruction du matériel, blessure…) 1-Objectif : observer et identifier les mouvements respiratoires chez le criquet puis le courant respiratoire. 2-Matériel : -Criquets vivants de taille moyenne (au moins trois par groupe d’apprenant) -Une loupe à main par groupe si possible ; -Un flacon de colle de bois utilisé par les menuisiers (un flacon pour la classe) 3-Démarche de réalisation des expériences : -Tiens le criquet par le thorax et observe attentivement son abdomen. Note tes observations ; - Examine les faces latérales de l’abdomen du criquet (sur les côtés en bas) à la loupe pour observer l’état des stigmates (ouverts ou fermés) ; - Passe sur chaque face latérale de l’abdomen quelques couches de colle de bois en partant de la fin du thorax jusqu’à l’extrémité de l’abdomen. -Attends quelques minutes puis observe à nouveau son abdomen ; - Note le(s) résultat(s) de chacune de tes observations. 4-Résutats des observations et manipulations : Utilise les résultats de tes observations pour compléter le tableau suivant : Résultats d’observation Mouvements de l’abdomen Etat des stigmates (ouverts ou fermés) Etat de l’abdomen (présence ou non de mouvements) après le passage de la colle Etat (mort ou vivant) du criquet après le passage de la colle 6 Document de travail SA 3 6ème Science de la Vie et de la Terre Document 4 : Les signes de la respiration chez la grenouille FICHE TECHNIQUE DE MANIPULATION 4 Titre : Observation du plancher buccal d’une grenouille sur la terre ferme. Précautions et conditions de sécurité : -Utiliser les grenouilles de tailles moyennes -Prévoir de l’eau et du savon pour se laver proprement les mains après les manipulations -Faire les manipulations dans les conditions de concentration et de calme absolue. -Eviter d’ingérer tout produit de la manipulation (chimique ou frais) -Eviter le bavardage intempestif et les déplacements incontrôlés qui pourraient être sources de déconcentration et d’autres dégâts (destruction du matériel, blessure…) 1-Objectif : identifier les mouvements respiratoires de la grenouille 2-Matériel : -Grenouilles vivantes, (bac à dissection), bouteille de possotomè coupé au 3/4 , Eau, Ardoise. 3-Démarche de réalisation : 1ère étape : -Dépose une grenouille vivante dans une cuvette ; -Observe les mouvements du plancher buccal de cette grenouille ; -Remplis la bouteille de possotomè d’eau. 2ème étape : -Plonge une grenouille dans l’eau et ferme la bouteille avec l’ardoise afin d’empêcher la grenouille d’avoir sa tête hors de l’eau ; -Observe de nouveau les mouvements du plancher buccal de la grenouille dans l’eau puis note le résultat ; -Au bout de 30 minutes, observe de nouveau la grenouille dans l’eau puis note son état (morte ou vivante) 4-Organisation des résultats : Utilise les résultats de tes observations pour compléter le tableau suivant : Etape de la manipulation 1ère étape 2ème étape Résultat d’observation Mouvement du plancher buccal de la grenouille Mouvement du plancher buccal de la grenouille totalement émergée Etat de la grenouille (morte ou vivante) 7 Document de travail SA 3 6ème Science de la Vie et de la Terre Figure7 : Schéma montrant la relation entre les mouvements du plancher buccal et le sens du courant d’air chez une grenouille Consigne : exploite les informations issues des différentes manipulations proposées par les fiches techniques pour expliquer les signes de la respiration chez les animaux. Pour cela : -Réalise les manipulations des fiches techniques ; -Dégage pour chacun des êtres vivants (homme, poisson, grenouille, criquet) : le(s) organe(s) extérieurs de la respiration (parties du corps rendant visible la respiration) ; le courant respiratoire et l’organe respiratoire (élément auquel aboutit le courant respiratoire) en utilisant le tableau suivant : Modalité d’étude De respiration Etres vivants la Organe(s) Le(s) courant(s) Le ou les organes Les signes extérieur(s) de la respiratoire(s) respiratoires de la respiration respiration (air ou eau) chez l’être vivant Homme Poisson Grenouille Criquet -Utilise les réponses à toutes ces consignes pour élaborer une explication sur les manifestations de la respiration chez les animaux. 8 6ème Document de travail SA 3 Science de la Vie et de la Terre Séquence 2 : Quelle est la structure des organes respiratoires ? Document 1 : La structure des organes respiratoires des mammifères FICHE TECHNIQUE DE MANIPULATION 1 Titre : Dissection de l’appareil respiratoire d’un cobaye. Précautions et conditions de sécurité : -Choisis un gros cobaye pour faciliter l’observation des différentes parties de l’appareil respiratoire ; -A défaut du chloroforme ou de l’éther on peut assommer le cobaye. -Prévoir de l’eau et du savon pour se laver proprement les mains après les manipulations -Faire les manipulations dans les conditions de concentration et de calme absolue. -Eviter d’ingérer tout produit de la manipulation (chimique ou frais) -Eviter le bavardage intempestif et les déplacements incontrôlés qui pourraient être sources de déconcentration et d’autres dégâts (destruction du matériel, blessure…) 1-Objectif : Connaitre l’organisation de l’appareil respiratoire chez les mammifères 2-Matériel : -Cobaye vivant (lapin ou souris) -Cuvette à dissection -Coton -Scalpel -Epingle -Eau -Grand ciseau - Paire de ciseau fin - Pince - Cuvette - Chloroforme ou éther - Sonde cannelée - Tube d’encre de stylo 3-Mode opératoire : -Anesthésie le cobaye en lui faisant inhaler l’éther ou le chloroforme pendant deux minutes environs ; -Mets le sur le dos dans la cuvette à dissection ; -Fixe le avec des épingles au niveau des pattes ; -Fais une boutonnière dans la peau un peu en avant de l’anus avec la paire de ciseau fin ; -Introduis la sonde cannelée dans la boutonnière puis coupe longitudinalement vers le haut et latéralement vers les membres ; -Dégage la peau avec le scalpel puis fixe-là ; -Coupe la chair avec les grands ciseaux ; -Sectionne les côtes ; -Fixe la chair ; -Dégage l’appareil respiratoire ; -Introduis dans la trachée artère le tube d’encre coupé en biseau ; -Gonfle les poumons en soufflant dans les tubes ; 9 Document de travail SA 3 6ème Science de la Vie et de la Terre -Dissèque un poumon ensuite en le coupant longitudinalement ; -Observe à la loupe si possible ; 4-Résultats de la dissection : Figure 8 : Photographie de la cage Thoracique fermée du cobaye Figure 9 : Photographie montrant la cage thoracique ouverte qui présente L’appareil respiratoire en place avec le cœur Figure 10 : Appareil respiratoire de l’homme 10 Document de travail SA 3 6ème Science de la Vie et de la Terre 5-Organisation des résultats issus des manipulations : Etape de l’expérience étape : dissection de l’appareil respiratoire 2ème étape : identification du trajet de l’air 1ère Résultats d’observation Différentes parties de l’appareil respiratoire Organes successivement parcourus par le bleu de méthylène Texte : La surface des alvéoles en contact avec l’air alvéolaire présente des caractéristiques d’une surface d’échanges efficaces : une grande surface de contact, une vascularisation qui y est très importante par le grand nombre de vaisseaux sanguins dans cette zone, l’épaisseur de la paroi séparant l’air du sang est extrêmement mince. Document 2 : La structure des organes respiratoires du poisson FICHE TECHNIQUE DE MANIPULATION 2 Titre : Dissection des branchies d’un poisson Précautions et conditions de sécurité : -Choisis un poisson de taille moyenne pour faciliter l’observation ; -Manipuler délicatement le ciseau pour éviter de se couper -Prévoir de l’eau et du savon pour se laver proprement les mains après les manipulations -Faire les manipulations dans les conditions de concentration et de calme absolue. -Eviter d’ingérer tout produit de la manipulation (chimique ou frais) -Eviter le bavardage intempestif et les déplacements incontrôlés qui pourraient être sources de déconcentration et d’autres dégâts (destruction du matériel, blessure…) 1-Objectif : Connaitre l’organisation des organes spécialisés dans la respiration chez le poisson. 2-Matériel : -Poissons -Loupe à main ou loupe binoculaire -cuvette à dissection -Ciseaux fins -Sonde cannelée -Lame de verre porte-objet -Eau -Lamelle couvre-objet ou verre de montre ou boîte de pétri 3-Mode opératoire : -Mets dans une cuvette à dissection un poisson vivant ; -Coupe un opercule avec la paire de ciseaux ; -Soulève la première branchie à l’aide d’une sonde cannelée ; -Découpe la branchie aux deux extrémités avec des ciseaux fins ; -Dépose sur une lame de verre la branchie coupée avec une goutte d’eau ; 11 Document de travail SA 3 6ème Science de la Vie et de la Terre -Observe avec une loupe et reconnais ces différentes parties en te servant de la figure 11 -Apprécie au touché l’aspect (mince ou épais) d’un filament branchial puis note les résultats ; -Compte le nombre de branchies chez le poisson et note le résultat. 4-Résulats de la dissection : Figure 11 : Photographie de la branchie du Tilapia (Carpe) 5-Organisation des résultats : Utilise les résultats des observations pour compléter le tableau suivant : Couleur des branchies Aspect des filaments Nombre de branchie branchiaux Texte : Les branchies, comme les poumons, contiennent de très nombreux vaisseaux sanguins, ce qui est à l’origine de leur couleur rouge vif. L’existence d’un grand nombre de filaments branchiaux permet aux branchies de développer une grande surface de contact entre l’eau et le sang. Ces filaments branchiaux qui constituent les branchies pos 12 Document de travail SA 3 6ème Science de la Vie et de la Terre Document 7 : Les conduits respiratoires du criquet FICHE TECHNIQUE DE MANIPULATION 3 Titre : Dissection des conduits respiratoires du criquet. Précautions et conditions de sécurité : -Choisis de gros criquet ou de taille moyenne pour faciliter les observations ; -Prévoir de l’eau et du savon pour se laver proprement les mains après les manipulations -Faire les manipulations dans les conditions de concentration et de calme absolue. -Eviter d’ingérer tout produit de la manipulation (chimique ou frais) -Eviter le bavardage intempestif et les déplacements incontrôlés qui pourraient être sources de déconcentration et d’autres dégâts (destruction du matériel, blessure…) 1-Objectif : Identifier les conduits respiratoires chez le criquet 2-Matériel : -Criquet conservé dans l’alcool -Cuvette à dissection ou carton épais -Ciseaux fins -Eau -Pinces fines -Loupe à main -Epingles -Lame de verre porte-objet -Microscope -Lamelle couvre-objet 3-Mode opératoire : -Dispose d’un criquet tué et conservé par groupe de six élèves ; -Place dans la cuvette ou sur du carton épais le criquet, ventre appliqué contre le support ; -Fixe-le avec des épingles aux ailes étalées et au thorax ; -Coupe longitudinalement l’abdomen à l’aide du ciseau fin ou une lame de rasoir ; -Ecarte les deux bords de la paroi sélectionnée avec des épingles ; -Observe l’abdomen du criquet disséqué avec la loupe à main et rends compte des résultats de ton observation en t’appuyant sur la figure 13; -Dépose sur une lame de verre propre une goutte d’eau au centre ; -Prélève un peu de tissu à l’aide des pinces fines au bord de la paroi de l’abdomen du criquet disséqué ; -Dépose le prélèvement sur la lame et dilacère-le dans la goutte d’eau ; -Recouvre le tout avec une lamelle propre en évitant d’emprisonner des bulles d’air ; -Observe au microscope à grossissement convenable ; -Note les résultats de tes observations. 13 Document de travail SA 3 6ème Science de la Vie et de la Terre 4-Résultats attendus : Figure 12 : Observation des trachées du criquet au microscope Figure 13 : Schéma d’interprétation de la dissection du criquet Document 8 : les caractéristiques de la peau d’une grenouille La grenouille, comme le ver de terre, respire par la peau. La peau de la grenouille fonctionne donc comme un organe respiratoire et présente les caractères favorables aux échanges gazeux. En effet, elle est fine, nue, toujours humide, offre une grande surface de contact avec le courant respiratoire (l’eau) et possède de nombreux vaisseaux sanguins. 14 6ème Document de travail SA 3 Science de la Vie et de la Terre Figure 14 : Peau nue d’une grenouille Consigne : exploite les informations issues des différentes manipulations pour identifier les caractéristiques des organes respiratoires. Pour cela : -Réalise les manipulations des fiches techniques ; -Relève les organes respiratoires de chacun des êtres vivants (homme, poisson, grenouille, criquet) et leurs caractéristiques en complétant le tableau suivant : Paramètre d’étude des Organes respiratoires Les êtres vivants Le ou les organes Les caractéristiques des organes respiratoires de l’animal respiratoires Epaisseur Superficie Richesse de la paroi de la en (épaisse ou surface de vaisseaux fine/mince) contact sanguin (grande (pauvre ou petite) ou riche) Homme Poisson Criquet grenouille -En utilisant le tableau ci-dessus, Compare les caractéristiques de ces différents organes respiratoires et dis ce que tu remarques ; -Utilise les réponses aux consignes précédentes pour élaborer une synthèse qui dégage les caractéristiques qui font de chacun de ces organes, un organe respiratoire. Evaluation formative : (Aux choix de l’enseignant) 15 Document de travail SA 3 6ème Science de la Vie et de la Terre Séquence 3 : Quels rôles jouent les organes respiratoires ? Les organes respiratoires sont des organes au niveau desquels le courant respiratoire (eau ou air) parvient forcément durant son parcours dans l’appareil respiratoire. Pourquoi sontils si indispensables dans la fonction de respiration chez les animaux ? Pour le savoir on met à ta disposition la source d’information suivante : Document 1 : La mise en évidence des Echanges Gazeux Respiratoires FICHE TECHNIQUE DE MANIPULATION 1 Titre : Mise en évidence d’une propriété de de l’eau de chaux. Précautions et conditions de sécurité : -Prévoir de l’eau et du savon pour se laver proprement les mains après les manipulations -Faire les manipulations dans les conditions de concentration et de calme absolue. -Eviter d’ingérer tout produit de la manipulation (chimique ou frais) -Eviter le bavardage intempestif et les déplacements incontrôlés qui pourraient être sources de déconcentration et d’autres dégâts (destruction du matériel, blessure…) 1-Objectif : identifier une propriété de l’eau de chaux. 2-Matériel : Eau de chaud, Eau gazéifiée (possotomè gazéifié), 02 béchers gradué, Pipette, Eau distillée. 3-Démarche : -Mets la même quantité d’eau de chaux dans deux béchers numérotés 1 et 2 ; -Ajoute au contenu du bécher 1 de l’eau distillée et la même quantité d’eau gazéifiée au contenu du bécher 2; -Observe et note les résultats. NB : -L’eau de chaux s’obtient en mélangeant de la chaux vive et de l’eau dans un récipient métallique (en raison de l’élévation de la température induite par ce mélange). Laissez reposer le mélange pendant 24 heures puis recueillir le surnageant -L’eau gazéifiée est riche en dioxyde de carbone (CO2) et l’eau distillée ne renferme que de traces de CO2 ; 16 Document de travail SA 3 6ème Science de la Vie et de la Terre FICHE TECHNIQUE DE MANIPULATION 2 Titre : Mise en évidence de la richesse de l’air expiré en dioxyde de carbone par rapport à l’air expiré Précautions et conditions de sécurité : -Prévoir de l’eau et du savon pour se laver proprement les mains après les manipulations -Faire les manipulations dans les conditions de concentration et de calme absolue. -Eviter d’ingérer tout produit de la manipulation (chimique ou frais) -Eviter le bavardage intempestif et les déplacements incontrôlés qui pourraient être sources de déconcentration et d’autres dégâts (destruction du matériel, blessure…) 1-Objectif : mettre en évidence la richesse de l’air expiré en dioxyde de carbone par rapport à l’air inspiré. 2-Matériel : -Eau de chaux ; 02 erlenmeyer ou béchers gradués ou verre jetable en plastique transparent ; Pipettes en verre ou gaine de stylo ; Seringue. 3-Mode opératoire : -Prends deux béchers A et B ; -Verse dans les deux béchers la même quantité d’eau de chaux ; -Prélève de l’air atmosphérique (air inspiré) en tirant sur le piston de la seringue puis envoie cet air dans le contenu du bécher A en poussant sur le piston de la seringue ; -Souffle à l’aide de la pipette dans l’eau de chaux du bécher B pendant une dizaine de minutes ; -Observe et relève la différence constatée dans les deux béchers 4-Résultats attendus : 17 Document de travail SA 3 6ème Science de la Vie et de la Terre Figure 15 : Mise en évidence du dioxyde de carbone dans l’air expiré Tableau : Composition en gaz de l’air inspiré et de l’air expiré puis de celle du sang entrant dans les poumons et du sang sortant des poumons Composition en gaz pour 100mL Dioxygène (02) Dioxyde de carbone (CO2) Diazote Air inspiré (air entrant dans les poumons) Air expiré (air sortant des poumons) 21mL 16mL Sang entrant dans les poumons (rouge sombre) 15mL Sang sortant des poumons (rouge vif) Traces (0,03mL) 4mL 53mL 49mL 79mL 79mL 79mL 79mL 20mL Document 2 : Expérience de mise en évidence de la consommation d’oxygène par un poisson Le réactif du dioxygène (le bleu de méthylène décoloré) en présence d’une eau riche en dioxygène donne une coloration brun foncé. Mais le même réactif en présence d’une eau pauvre en dioxygène donne une coloration claire. 18 Document de travail SA 3 6ème Science de la Vie et de la Terre Figure 16 : Mise en évidence de la consommation de dioxygène dissout et du rejet du dioxyde de carbone dissout dans l’eau par un poisson. FICHE TECHNIQUE DE MANIPULATION 3 Titre : Mise en évidence des échanges gazeux respiratoires chez le criquet. Précautions et conditions de sécurité : -Mettre en place 1 heure avant le dispositif à fin de gagner du temps -Durée 2 à 3 heures -Choisir de gros criquets. -Eviter que les criquets soient en contact avec l’eau de chaux -Prévoir de l’eau et du savon pour se laver proprement les mains après les manipulations -Faire les manipulations dans les conditions de concentration et de calme absolue. -Eviter d’ingérer tout produit de la manipulation (chimique ou frais) -Eviter le bavardage intempestif et les déplacements incontrôlés qui pourraient être sources de déconcentration et d’autres dégâts (destruction du matériel, blessure…) 1-Objectif : mettre en évidence l’absorption de dioxygène et du rejet du dioxyde de carbone par le criquet 2-Materiel : -Criquets vivants conservés dans une bouteille d’eaux minérales perforées ou un flacon de mayonnaise dont le couvercle est troué -Eau de chaux ; -Eau ; -Tissu gaze ou tissu de moustiquaire ; 19 Document de travail SA 3 6ème Science de la Vie et de la Terre -Fil à coudre ; -Aiguilles à coudre ; -Marqueur ou bic feutre ; -Paire de ciseau ou lame de rasoir ; -Pâte à modeler ou chewing-gum mâché ; -Bouchon en caoutchouc ou rondelle de pantoufle ; -Béchers ; -Pipette ou seringue ; -Tube coudé ou pipettes flexibles ou perfuseur ; -Erlenmeyer ou bouteille de confiture ; -Bleu de méthylène ou autres colorants 3-Mode opératoire : -Confectionne un sac avec le tissu gaze ; -Mets dans le sac 6 à 8 blattes vivantes ou criquets vivants ; -Mets dans un premier erlenmeyer de l’eau de chaux ; -Introduis dans le sac contenant les criquets de façon à ce que le fil de clôture du sac sorte de l’erlenmeyer ; -Ferme-le hermétiquement avec un bouchon à travers lequel passe un tube coudé plongeant dans le second erlenmeyer contenant de l’eau colorée au bleu de méthylène ; -Bouche à l’aide de la pâte à modeler le haut du caoutchouc pour éviter la fuite du gaz ; -Marque les niveaux du liquide coloré au début de l’expérience ; -Note tes observations. 5- Résultat de l’expérience : Figure 19 : Mise en évidence des échanges gazeux respiratoires chez le criquet NB : le déplacement de l’eau colorée vers un flacon se fait suite à l’absorption d’un gaz contenu dans le flacon. 20 Document de travail SA 3 6ème Science de la Vie et de la Terre 6-Comte-rendu des résultats : Reproduis et complète le tableau suivant en remplaçant les points d’interrogation par les constats faits après 2 à 3 heures : Aspect de l’eau de chaux Mouvement de l’eau colorée Début de l’expérience limpide Pas de mouvement Fin de l’expérience Texte : Les échanges d’oxygène et de dioxyde de carbone qui caractérisent la respiration ne s’effectue pas toujours au niveau des branchies, de poumons ou de trachées. Ils peuvent se produire au niveau de la peau : c’est le cas chez le ver de terre. Consigne : Réalise les manipulations des fiches techniques et exploite les informations tirées des résultats de manipulations et documents pour expliquer le rôle des organes respiratoires : pour cela : -Dégage la propriété de l’eau de chaux en t’appuyant sur les résultats de la manipulation 1 ; -Utilise la propriété de l’eau de chaux et les résultats de la manipulation 2 pour formuler une conclusion relative à la composition en dioxyde de carbone de l’air expiré par rapport à celle de l’air inspiré ; -Compare, en prenant appuis sur le tableau, la quantité de dioxygène perdue par l’air à son passage dans les poumons à celle gagnée par le sang également à son passage dans les poumons puis dégage une conclusion ; -Compare la quantité de dioxyde de carbone gagnée par l’air à son passage dans les poumons à celle perdue par le sang également à son passage dans les poumons puis dégage une conclusion ; -Dégage de l’expérience présentée par le document 2 et des résultats de la manipulation 3 une conclusion relative aux échanges gazeux chez chacun des êtres vivants considérés. -Utilise les réponses aux consignes précédentes pour rédiger un court paragraphe qui explique le rôle des organes respiratoires. Séquence 4 : Synthèse Utilise l’ensemble des connaissances construites au cours des séquences 1,2 et 3 pour répondre à la grande question de départ « comment respirent les animaux ? ». Ton explication comportera de façon essentielle les manifestations extérieures de la respiration chez les animaux, les organes respiratoires et leurs caractéristiques et enfin les échanges gazeux respiratoires. Evaluation formative : (Au choix de l’enseignant) 21 Document de travail SA 3 6ème Science de la Vie et de la Terre STRUCTURATION DES ACQUIS En t’appuyant sur les connaissances construites lors des activités précédentes : -Indique parmi les êtres vivants aériens (ceux qui vivent sur terre) et les êtres vivants aquatiques (vivant dans l’eau) ceux qui respirent et ceux qui ne respirent pas ; -Nomme chez les animaux les signes qui te permettent de savoir s’ils respirent ou non ; -Cite les courants respiratoires utilisés par les êtres vivants pour la respiration ; -Identifie le gaz que prélève l’organisme vivant du courant respiratoire et le gaz qu’il y rejette lors de la respiration ; -Nomme cet échange de gaz entre l’organisme vivant et le courant respiratoire ; -Cite les organes où ont lieu ces échanges de gaz dans l’organisme des animaux et nommeles ; -Cite les caractéristiques de ces organes et qui facilitent les échanges de gaz ; -Identifie les fluides (liquide ou gaz) entre lesquels se font les échanges de gaz au niveau des précédents organes que tu as cité ; - Utilise l’ensemble de ces réponses pour rédiger un court paragraphe qui dégage les phénomènes généraux de la respiration chez les animaux. ACTIVITE 2 COMMENT LES VEGETAUX RESPIRENT-ILS ? Nous venons de voir que la respiration se manifeste par des échanges gazeux entre un être vivant et son milieu chez les animaux, (absorption de dioxygène et rejet de gaz carbonique). Mais comment s’effectue cette respiration chez les végétaux ? On te propose alors les manipulations suivantes : FICHE TECHNIQUE DE MANIPULATION 1 Titre : Mise en évidence des échanges gazeux chez les végétaux verts. Précautions et conditions de sécurité : -Utilise des légumes ou tubercules frais ou feuilles vertes fraichement prélevées ; -Utilise de préférence des flacons de petite taille pour que les résultats apparaissent plus vite ; -Découpe en petits morceaux les légumes ou tubercules ; -Le végétal ne doit pas être en contact avec l’eau de chaux ; -Réalise l’expérience à l’obscurité si le matériel utilisé est une plante verte : -Prévoir de l’eau et du savon pour se laver proprement les mains après les manipulations -Faire les manipulations dans les conditions de concentration et de calme absolue. -Eviter d’ingérer tout produit de la manipulation (chimique ou frais) -Eviter le bavardage intempestif et les déplacements incontrôlés qui pourraient être sources de déconcentration et d’autres dégâts (destruction du matériel, blessure…) 1-Objectif : Mettre en évidence les échanges gazeux 22 Document de travail SA 3 6ème Science de la Vie et de la Terre 2-Matériels : -Carottes fraiches ou igname ou tout autre végétal -Eau ; -Tissu gaze ou tissu de moustiquaire ; -Fil à coudre ; -Aiguille à coudre -Marqueur ou bic feutre; -Paire de ciseaux ou lame de rasoir ; -Eau de chaux ; -Pâte à modelé ou chewing-gum mâché ; -Bouchon en caoutchouc à un trou ou Rondelle de pantoufle ; -Pipette en verre ou seringue ou compte-gouttes ; -Tube coudé ou Pipette flexible ou perfuseur ; -Erlenmeyer ou Bouteille de confiture ou Flacons vides de sérum de 250 mL -Bleu de méthylène ou autres colorants. 3-Mode opératoire : -Prend 2 erlenmeyers A et B, l’un contenant respectivement de l’eau de chaux et l’autre de l’eau colorée au bleu de méthylène ; Découpe la carotte ou l’igname en petits morceaux après les avoir épluché ; -Enfile 8 à 10 morceaux de carotte ou d’igname ou utilise de jeunes plantes de haricot ou de tomate ; -Introduis les morceaux de carotte ou d’igname ou les jeunes plants de haricot ou de tomate dans l’erlenmeyer A de façon à mettre hors le fil ; -Ferme-le hermétiquement avec le bouchon ou caoutchouc à travers lequel passe un tube coudé plongeant l’erlenmeyer contenant de l’eau colorée au bleu de méthylène ; -Bouche à l’aide de la pâte à modeler le haut du caoutchouc pour éviter la fuite de gaz ; -Vérifie le niveau de l’eau colorée au début de l’expérience ; -Note tes observations. 4-Résultats de l’expérience : Figure 20 : Mise en évidence des échanges gazeux respiratoires chez la carotte 23 Document de travail SA 3 6ème Science de la Vie et de la Terre 5-Compte-rendu de l’expérience : Reproduis et complète le tableau suivant en remplaçant les points d’interrogation par les constats faits après 2 à 3 heures. Début de l’expérience Fin de l’expérience Aspect de l’eau de chaux Limpide Mouvement de l’eau Pas de mouvement Document 1 : Expérience de mise en évidence de la consommation du dioxygène par les végétaux verts Expérience : On dispose de deux cloches en verre A et B qui sont chacune peinte en noir. Dans la cloche A, on introduit une plante verte et de l’eau de chaux alors que dans la cloche B (témoin) on introduit uniquement de l’eau de chaux, mais en ayant le soin de ne pas soulever la cloche pendant la durée de l’expérience. Au bout de quelques heures on introduit rapidement une bougie allumée sous les cloches. Quelques temps après, on obtient les résultats illustrés dans la figure ci-dessous : NB : Pour brûler un corps dans la nature, il faut du dioxygène, donc sans dioxygène pas de feu. Figure 21 : Mise en évidence de la consommation du dioxygène par les plantes vertes 24 Document de travail SA 3 6ème Science de la Vie et de la Terre -Analyse et interprétation des résultats Utilise les résultats de l’expérience pour compléter le tableau suivant : Au début de l’expérience A la fin de l’expérience Aspect de l’eau de chaux (limpide ou trouble) Etat de la bougie (éteinte ou allumée) Conclusion (présence ou absence de dioxygène) Aspect de l’eau de chaux (limpide ou trouble) Etat de la bougie (éteinte ou allumée) Conclusion (présence ou absence de dioxygène) Cloche A limpide Cloche B Limpide Allumée Allumée Présence de dioxygène Présence de dioxygène FICHE TECHNIQUE DE MANIPULATION 2 Titre : Mise en évidence des lacunes d’air au niveau des végétaux chlorophylliens. 1-Objectif : Mettre en évidence les lacunes d’air au niveau des végétaux chlorophylliens Précautions et conditions de sécurité : -Manipule délicatement la lame de rasoir pour éviter de te couper -Prévoir de l’eau et du savon pour se laver proprement les mains après les manipulations -Faire les manipulations dans les conditions de concentration et de calme absolue. -Eviter d’ingérer tout produit de la manipulation (chimique ou frais) -Eviter le bavardage intempestif et les déplacements incontrôlés qui pourraient être sources de déconcentration et d’autres dégâts (destruction du matériel, blessure…) 2-Matériel par groupe d’élève : -Les pétioles de fleurs de bananier ; -01 verre de montre ; -01 verre jetable ; -Une lame de rasoir ; -Eau 25 Document de travail SA 3 6ème Science de la Vie et de la Terre 2-Mode opératoire : -Fais des coupes transversales dans le pétiole de bananier et une coupe d’environ 10 cm de longueur ; -Dépose les coupes dans un verre de montre ; -Observe les coupes à l’œil nu ; -Mets de l’eau dans le verre jetable ; -Introduis la coupe de pétioles d’environ 10 cm de longueur dans l’eau et presse la 3-Organisation des résultats : Note l’aspect interne du pétiole de feuille de bananier et le constat fait en pressant le pétiole dans l’eau. FICHE TECHNIQUE DE MANIPULATION 3 TITRE : observation des structures d’échange gazeux chlorophyllienne. 1-But de la manipulation : observer et identifier les structures qui assurent l’absorption et le rejet des gaz respiratoires dans la plante verte 2-Matériels pour la classe -1 microscope, une lame porte objet et une lamelle couvre objet - Quelques feuilles de la plante de comélina -l’eau -Pinces fines 3-Protocole de manipulation : -Prend une feuille de la plante verte de comellina (en langue bariba Yan fingounou) ; -Avec une pince ou tes ongles, prélève un fragment d’épiderme de feuille sur la face inférieure ; -Place le fragment d’épiderme prélevé dans une goutte d’eau entre lame et lamelle - Ton professeur t’aidera à faire le montage au microscope que tu observeras ; 4-Compte-rendu de l’observation Rends compte de ce que tu as vu au microscope en réalisant un schéma dans ton cahier. Texte : Chez les végétaux il n’existe pas d’appareil respiratoire aussi structuré que chez les animaux. Les échanges s’effectuent directement à travers l’épiderme ou par de petits trous situés à la surface des feuilles, les stomates. L’air pénètre et circule à l’intérieur par un réseau de lacunes, les lacunes aérifères. 26 Document de travail SA 3 6ème Science de la Vie et de la Terre Figure 21 : observation et schématisation d’un stomate Consigne : exploite les informations tirées des résultats de manipulations pour expliquer la respiration chez les végétaux. Pour cela : -Réalise les manipulations des fiches techniques ; -Dégage des résultats de manipulations et du document 1 les conclusions relatives à la respiration chez les végétaux verts ; -Relève de l’observation de la coupe de pétiole de bananier et de la feuille de comélina, les structures qui favorisent les échanges gazeux respiratoires chez les végétaux. -Utilise enfin toutes ces réponses pour rédiger un court paragraphe sur la respiration des végétaux. Evaluation formative : (Au choix de l’enseignant) STRUCTURATION ET INTEGRATION DES ACQUIS En t’appuyant sur les connaissances construites lors du déroulement des activités 1,2et 3 : -Indique la différence entre les êtres vivants (animaux et végétaux) et les êtres inertes (les objets) ; -Dis en quoi consiste essentiellement la respiration ; -Indique à quelle période de la journée (jour ou nuit) s’effectue la respiration chez les êtres vivants ; -Précise si les êtres vivants peuvent vivre sans respirer ; -Indique si oui ou non tous les êtres vivants utilisent le même courant respiratoire pour respirer ; justifie ta réponse ; -Dis si oui ou non tous les êtres vivants possèdent les mêmes organes respiratoires. Justifie ta réponse. -Dis si oui ou non les ces organes respiratoires possèdent les mêmes caractéristiques ; justifie ta réponse. -Identifie les dissemblances entre la respiration des végétaux et la respiration des animaux en général ; 27 Document de travail SA 3 6ème Science de la Vie et de la Terre -Enfin utilise les réponses à toutes ces consignes pour rédiger un paragraphe qui dégagera les aspects communs de la respiration et les aspects particuliers de la respiration chez les êtres vivants. HETERO-EVALUATION : (laisser au choix de l’enseignant) III- RETOUR ET PROJECTION III-1- RETOUR OU OBJECTIVATION Tu as construit des connaissances tout au long de cette Situation d’Apprentissage. Ainsi tu es invité (e) à faire le bilan des connaissances que tu as acquis aussi bien notionnelles que procédurales et d’exprimer s’il y a lieu des besoins persistants d’explications sur certains points. Pour mieux organiser ton travail utilise le tableau suivant : Paramètres d’appréciation Ce que Ce que Comment j’ai réussi j’ai j’ai appris réussi Avec quoi Ce que je Pourquoi je Comment et avec qui n’ai pas ne l’ai pas faire pour j’ai réussi réussi réussi réussir en toute autonomie Types de connaissances Connaissa nces déclarative s Connaissa nces procédural es Titre de la QR Titre de la QR III-2 : Projection ou Réinvestissement - Réalisation de dossier pédagogique Elabore avec tes camarades de groupe un dossier sur les thèmes suivants : 1-La pollution de l’air : causes, conséquences sur la respiration des êtres vivants et moyens de prévention ; 2-La pollution des cours d’eau : causes, conséquences sur la respiration des êtres vivants et moyens de prévention NB : (Une fiche méthodologique vous sera fournie) 28
