ETUDE DES ROCHES 3 semaines

LES EXERCICES INDIQUES FONT REFERENCE AU
LIVRE DE 4EME EDITION BELIN
PROGRAMME SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE 4EME
Thème 1 / Planète Terre, environnement et action de l’Homme
Chapitre 1 La Terre dans le système solaire
Chapitre 2 Dynamique interne : séismes et volcans
Chapitre 3 Tectonique des plaques
Chapitre 4 Risques géologiques et protections
Thème 2 / Le vivant et son évolution
Reproduction sexuée et asexuée, influence du milieu et dynamique des populations.
Thème 3 / Corps humain et santé
Chapitre 1 Activité cérébrale, hygiène de vie
Chapitre 2 Puberté, appareils génitaux
Chapitre 3 Contrôle hormonal
Chapitre 4 Fécondation - gestation
THEME 1
PLANETE TERRE, ENVIRONNEMENT ET ACTION DE L’HOMME
CHAP 1 LA TERRE DANS LE SYSTEME SOLAIRE
OBJECTIF : Décrire les différents objets présents dans l’espace
1 UNIVERS ET SYSTEME SOLAIRE :
Le système solaire est composé de différents objets : des planètes et de leurs satellites, des
astéroïdes (météorites), des comètes qui gravitent autour du soleil, une étoile, astre qui libère de
l’énergie sous forme de chaleur et de lumière.
Météorite : corps rocheux
Comète : amas de poussières et de glace
Planète : corps en orbite autour d’une étoile
Satellite : corps en orbite autour d’une planète
Projection d’un extrait du film « Le système solaire »
A la différence des planètes externes, gazeuses et géantes, la Terre fait partie des planètes
rocheuses, internes dites telluriques : Elles ont un petit diamètre et possèdent une forte densité.
Ces caractéristiques dépendent de la distance au soleil.
2 L’ORIGINALITE DE L’ATMOSPHERE TERRESTRE ET LA VIE :
Projection d’un extrait du film « La naissance de la Terre » (27’44)
 A la différence de Mercure qui ne possède pas d’atmosphère, l’atmosphère terrestre est
remarquable par sa forte teneur en dioxygène et en eau
Ces particularités sont liées à la taille suffisante de la Terre et à sa position, ni trop proche, ni
trop éloignée du soleil.
 Les conditions terrestres permettent l’existence d’eau liquide et d’une atmosphère compatible
avec la vie (présence d’O2, effet de serre « naturel », …).
Si l’habitabilité d’une planète est liée à l’existence d’eau liquide, des zones où la vie est possible
peuvent exister autour d’autres étoiles.
CHAP 2 DYNAMIQUE INTERNE : SEISMES ET VOLCANS
LES SEISMES
OBJECTIF : Définir un séisme.
Exercice d’évaluation : document (article de journal)
CONSIGNES :
A/ Quelle a été la durée de ce séisme ?
B/ Quels ont été les effets du séisme ?
C/ Quelle était l’intensité du séisme ?
1. MESURES ET INTENSITE DES SEISMES :
a. Enregistrement des séismes :
VOIR T.P N°1
Projection d’un extrait du film 2010 partie 1 (4’22)
b. Evaluation de l’intensité :
L'intensité des séismes peut se mesurer suivant deux critères très différents.
 L'échelle de Richter mesure la quantité d'énergie libérée par le séisme appelée magnitude.
Elle comporte neuf unités.
 L'échelle de Mercalli (ou MSK) : Elle est construite suivant les observations des dégâts
provoqués sur les constructions et l'environnement. Elles sont classées de 1 à 12 par ordre
croissant de bouleversement observé.
Photocopie (différents types d’ondes + tsunami)
A faire : exercice 1 page 141
OBJECTIF : Décrire les déformations de la croûte terrestre.
2. ORIGINE DES SEISMES :
a. Une rupture en profondeur
VOIR T.P N°1
Exercice d’évaluation : exercices 1 et 2 page 145
On parle de failles lorsque deux compartiments rocheux se déplacent l'un par rapport à l'autre.
Sous l'action de tensions internes, l'ensemble rocheux se casse et se déplace. Il y a une rupture. Son
point initial appelé foyer est, généralement, proche de la surface (entre 1 et 60 km, parfois jusqu'à 600
km).
b. Les déformations
Photocopie (document failles et plis)
Projection d’un extrait du film « C pas sorcier : les séismes » (5’20)
3. LA LOCALISATION GEOGRAPHIQUE DES SEISMES
Utilisation de TECTOGLOB
Exercice d’évaluation : exercices 2 et 3 page 171
Les séismes ne sont pas répartis au hasard. Ils se trouvent essentiellement autour de l'océan
Pacifique, au milieu des dorsales océaniques (ou rift) et dans les montagnes jeunes.
A faire : exercice 3 page 150
LE VOLCANISME
OBJECTIFS : Décrire les produits du volcanisme
Légender un volcan
1. COMMENT SE MANIFESTE L’ACTIVITE D’UN VOLCAN :
a. Le Piton de la Fournaise :
Projection d’un extrait du film de M et K KRAFT (45’10) + (1h08’20)
VOIR T.P N°2
Exercice d’évaluation : exercice 1 page 155
b. Le Mont St Helens :
Projection d’un extrait du film de M et K KRAFT (26’37) + (1h26’22)
Exercice d’évaluation : exercice 1 page 157
LEGENDE D’UN VOLCAN
VOIR T.P N°3
Une éruption volcanique explosive se caractérise toujours par une montée de magma qui contient des
gaz dissous. Si le magma est visqueux, ils s'y accumulent jusqu'à ce que la pression devienne
suffisamment grande pour faire éclater la roche en fusion.
Les projections qui en résultent peuvent être :
- des gouttes de lave pulvérisées (des cendres)
- des morceaux de magma de tailles diverses :
Du plus petit au plus grand : lapilli, scories, bombes, blocs
- des fragments solides arrachés au cône volcanique.
Une éruption volcanique comprend donc :
- une phase explosive caractérisée par des projections
- une phase effusive caractérisée par des coulées de lave.
c. Nature et viscosité du magma :
La viscosité du magma dépend surtout de sa composition chimique : plus sa teneur en silice est
grande, plus il est visqueux. Les gaz s'y sont accumulés. Les explosions sont violentes et espacées.
2. LOCALISATION GEOGRAPHIQUE DES VOLCANS :
Il existe actuellement plus de 1 000 volcans en activité. Ils ne sont pas répartis au hasard à la surface
du globe. Plus de la moitié sont situés autour de l'Océan Pacifique ("ceinture de feu"). Ils témoignent
de l'activité du globe.
Carte du monde et ses volcans page 172
A faire : exercices 3 et 4 page 166
1. réservoir magmatique
2. fissure de l'écorce terrestre
3. cheminée principale
4. cratère
5. cône
6. cheminée latérale
7. cône secondaire
8. bouche adventive
9. coulée de lave
10. couches de lave et de cendres
11. gaz
12. bombe volcanique
13. cendres
CHAP 3 LA TECTONIQUE DES PLAQUES
OBJECTIF : Décrire la dorsale océanique.
1. LA STRUCTURE INTERNE DU GLOBE :
Document 5 page 185
a. Les plaques lithosphériques :
La lithosphère est découpée en une douzaine de plaques rigides. Certaines sont constituées de
lithosphère océanique et continentale (ex : la plaque africaine), d'autres uniquement de lithosphère
océanique (ex : la plaque de Nazca).
Exercices d’évaluation : exercices 1,2 et 3 page 175
OBJECTIFS : Décrire les mécanismes conduisant
- à la naissance et la mort des océans
- à la formation des montagnes.
b. Naissance et mort des océans :
VOIR T.P N°4
Exercices d’évaluation : exercices 1 et 2 page 185
Photocopie (document étapes de la naissance d’un océan)
Utilisation de TECTOGLOB
Les dorsales océaniques produisent des laves basaltiques qui écartent les plaques lithosphériques. Il
se forme ainsi un océan qui grandit peu à peu : il est en pleine expansion.
Il se réduit par subduction.
Ainsi, les dorsales océaniques et les zones de subduction expliquent la mort et la naissance des
océans.
c. La formation des chaines de montagnes :
Photocopie (document rift+zone de subduction+zone de collision)
Exercice d’évaluation : exercice 4 page 191
La formation des montagnes correspond à deux mécanismes liés à deux zones précises :
- La zone de subduction
- La zone de collision
Certaines montagnes, vieilles de plusieurs millions d'années, poursuivent leur « croissance ». Si
l'érosion est moins rapide que la croissance, l'altitude augmente.
Ex : Le Mont-blanc gagne 1mm par an.
Toutefois, elles finissent, toujours, par disparaître au bout de plusieurs millions d'années.
CHAP 4 RISQUES GEOLOGIQUES ET PROTECTION
OBJECTIF : Analyser des documents
VOIR T.P N°5
CONSIGNE :
A partir des extraits (et éventuellement des documents du livre), décrivez brièvement les risques
géologiques et les méthodes de prévention.
Projection d’extraits du film sur :




Les avalanches
Les glissements de terrain
Les typhons-ouragans-cyclones (tornades-tempêtes : 1’45 + 35’40 + cyclones 2’50)
Les tornades (tornades-tempêtes : 9’20)
THEME 2 LE VIVANT ET SON EVOLUTION
REPRODUCTION SEXUEE ET ASEXUEE,
INFLUENCE DU MILIEU ET DYNAMIQUE DES POPULATIONS
OBJECTIF : Décrire la fécondation externe
1. EMISSION ET RENCONTRE DES GAMETES :
UN gamète : Une cellule reproductrice mâle ou femelle. Ex : Le spermatozoïde est un gamète mâle.
Projection du film « pollinisation »
Exercices d’évaluation : exercices 1,2 et 3 page 15
Toute reproduction sexuée comporte l’union d’un gamète mâle (ou cellule reproductrice mâle) et d’un
gamète femelle : c’est la fécondation.
Le résultat est la formation d’une cellule – œuf à l’origine d’un nouvel individu.
2. LA FECONDATION EXTERNE :
Lorsque les gamètes sont émis dans le milieu de vie, la fécondation est externe.
Ce mode de fécondation ne peut d’ailleurs se dérouler qu’en milieu aquatique car les gamètes ne
survivent pas hors de l’eau.
A faire : exercice 4 page 22
OBJECTIF : Décrire la fécondation interne
3. LA FECONDATION INTERNE :
Exercices d’évaluation : exercices 3 et 4 page 13
La fécondation est interne lorsqu’elle a lieu dans l’appareil reproducteur femelle, à la suite d’un
accouplement.
Projection d’un extrait du film OCEANS (38’51)
Le développement de l’embryon est assuré soit par des réserves chez les ovipares, soit par des
apports nutritifs de la mère chez les vivipares.
A faire : exercice 1 page 22
OBJECTIF : Décrire les conséquences des variations des milieux
4. CONDITIONS DES MILIEUX ET EVOLUTION DES POPULATIONS :
Projection d’un extrait du film HOME (23’20)
Exercices d’évaluation : exercices 1, 2 et 3 page 29
 Le succès de la reproduction sexuée et le nombre de jeunes produits à chaque génération sont
variables.
Ils dépendent des ressources en nourriture du milieu de vie.
Une variation de l’abondance de nourriture se répercute sur la reproduction des animaux et toute la
chaîne alimentaire.
 Le nombre de jeunes produits peut être modifié par l’Homme qui intervient sur la reproduction
sexuée.
-
Soit de façon involontaire, lorsque par ses activités industrielles ou agricoles, il crée une pollution
chimique pouvant rendre les œufs plus fragiles ou les individus stériles.
-
Soit de façon volontaire lorsqu’il veut contrôler le nombre d’individus d’une population d’animaux
indésirables (ex : lutte biologique).
A faire : exercices 1 et 2 page 31
THEME 3 CORPS HUMAIN ET SANTE
CHAP 1 ACTIVITE CEREBRALE ET HYGIENE DE VIE
OBJECTIF : Décrire le fonctionnement des neurones
1. LE CERVEAU :
VOIR T.P N°7
Exercices d’évaluation : exercices 2 et 3 page 107
Les cellules nerveuses, appelées neurones, établissent entre elles de nombreux contacts formant
ainsi un immense réseau de communication.
Elles transmettent les messages nerveux aux autres cellules (neurones ou cellules musculaires) en
libérant des messagers chimiques au niveau des zones de contact appelées synapses.
A faire : exercices 1, 2 et 3 page 109
OBJECTIF : Décrire les effets du bruit
1. LES EFFETS DU BRUIT SUR LE SYSTEME NERVEUX :
Exercices d’évaluation : exercices 1 et 2 page 111
Les agressions de l’environnement peuvent perturber le fonctionnement du système nerveux.
Par exemple, une exposition prolongée au bruit altère gravement les récepteurs sensoriels qui
deviennent incapables de transmettre au cerveau les informations sensitives : c’est la surdité.
La consommation de drogues (alcool, cannabis, héroïne, ecstasy, …) perturbe l’action des messagers
chimiques au niveau des synapses. Ils modifient le comportement et peuvent être dangereux pour la
santé.
A faire : exercice 5 page 118
CHAP 2 PUBERTE ET APPAREIL GENITAUX
OBJECTIF : Décrire les modifications corporelles durant la puberté.
OBSERVATION : L’Homme acquiert la possibilité de transmettre la vie.
PROBLEME : Comment repère-t-on cette période ?
1. L ACQUISITION DE LA MATURITE SEXUELLE :
a. De l'enfance à la puberté :
Dès la naissance, on distingue, facilement, une fille d'un garçon :
- Le garçon possède un pénis et deux glandes sexuelles appelées testicules.
- La fille possède une vulve. Elle correspond à l'ensemble des organes génitaux externes.
Les appareils reproducteurs représentent les caractères sexuels primaires. Ils ne pourront
fonctionner (produire des gamètes) qu’après avoir acquis la maturité sexuelle.
b. De la puberté à l’adulte :
Exercice d’évaluation : document photocopié (tableau caractères sexuels secondaires)
CONSIGNE : Récapitulez les principales caractéristiques de la puberté dans un tableau à double
entrée comparant fille et garçon.
Il existe une période de transition marquée par l'apparition progressive de caractères sexuels
secondaires : Il s’agit de la puberté.
Règles et éjaculations sont les signes de la maturité sexuelle : L'individu a, alors, atteint le stade adulte
et peut procréer.
OBJECTIFS : Décrire les organes génitaux de l'homme et de la femme.
2. FONCTIONNEMENT DES ORGANES REPRODUCTEURS :
Document photocopié (organes génitaux de l’homme et de la femme)
a. Fonctionnement des testicules :
Exercices d’évaluation : exercices 1 et 3 page 49
Les glandes sexuelles appelées testicules sont logées dans les bourses. Elles renferment les tubes
séminifères, produisant les spermatozoïdes.
Les glandes séminales et la prostate produisent du liquide qui formera, avec les spermatozoïdes, le
sperme.
Document photocopié testicule-tubes séminifères-spermatozoïde
Voir livre page 131
b. Fonctionnement des ovaires :
Document photocopié ovaire-ovule
Exercices d’évaluation : exercices 1, 2, 3 et 4 page 127
CHAP 3 CONTROLE HORMONAL
OBJECTIF : Déterminer les caractéristiques du cycle de l'utérus.
Les testicules fabriquent une substance chimique, appelée hormone, responsable de l'acquisition des
caractères sexuels secondaires. Cette hormone est la testostérone
L'ovaire fabrique, aussi, des hormones responsables des caractères sexuels secondaires. Il s’agit des
œstrogènes et de la progestérone.
Au cours d'un cycle sexuel, la quantité d’œstrogène augmente régulièrement avec une production
maximale juste avant l'ovulation.
Elle est responsable des modifications de la muqueuse utérine et elle provoque l'ovulation.
La progestérone accentue les modifications de la muqueuse utérine et prépare la gestation.
A faire : exercices 2 et 3 page 53
CHAP 4 FECONDATION ET GESTATION
OBJECTIF : Décrire les premières étapes de la fécondation.
1. DE LA FECONDATION A LA NAISSANCE :
a. La rencontre des gamètes :
Projection d’un extrait du film « Reproduction humain »
Document photocopié fécondation
Exercices d’évaluation : exercices 3 et 5 page 63
Les spermatozoïdes, contenus dans le sperme, sont expulsés lors de l'éjaculation au fond du vagin et
sur le col de l'utérus (volume :3,5 ml de sperme).
Les spermatozoïdes survivent jusqu’à 5 jours dans l’appareil reproducteur de la femme.
Au moment de l'ovulation, les glandes du col de l'utérus fabriquent, en abondance, une glaire. L’ovule
est fécondable pendant 2 jours après l’ovulation.
Toutefois, alors que 300 millions de spermatozoïdes sont déposés dans le vagin, quelques centaines,
seulement, parviennent dans les trompes.
Ils parviennent à l’ovule au bout de 2 heures.
Un seul spermatozoïde parvient à pénétrer dans l’ovule : on obtient une cellule - œuf. La première
division de l’œuf commence aussitôt.
L'embryon parvient dans l'utérus en 4 jours, environ. Il effectue sa nidation 5 jours après la
fécondation.
b. La gestation :
Document photocopié fœtus
Le fœtus se trouve dans une poche constituée par des membranes : l'amnios et le chorion. Le
placenta se met en place progressivement. Le fœtus y est relié par le cordon ombilical.
A faire : exercices 2 et 3 page 77
FICHE DE T.P N° 1
NOM:
PRENOM:
LES SEISMES
CLASSE:
DATE:
OBJECTIFS: Analyser un texte et des résultats expérimentaux.
Décrire les mécanismes des séismes.
............................................................................................................................................
Document 1:
Aprés avoir lu attentivement le texte ci-desssous, représentez sur un schéma le foyer, l’épicentre et
une faille (rupture du terrain).
Document 2:
Combien de types d'ondes différentes a-t-on enregistré sur ce sismogamme?
Comment les appelle-t-on?
Document 3:
Observez le tableau fig 4.
D'après vous, comment procède-t-on pour utiliser cette échelle sur le site du séisme?
Document 4:
FICHE DE T.P N°2
NOM:
PRENOM:
LE VOLCANISME CONTINENTAL
CLASSE:
DATE:
OBJECTIF: Décrire les phases d’une éruption volcanique
.............................................................................................................................................................
1°/ Après avoir lu le texte ci-dessous, décrivez le début de l’éruption volcanique du Piton de la
Fournaise.
2°/ Décrivez la mise en place d’une coulée de lave en indiquant :




D’où sort la lave ?
Comment s’écoule-t-elle ?
Quelle est sa température ?
Est-elle fluide ou visqueuse ?
3°/ Quels sont les dégâts causés par l’éruption ?
FICHE DE T.P N°3
LES ROCHES VOLCANIQUES
NOM:
CLASSE:
PRENOM:
DATE:
OBJECTIFS: Observer des échantillons de roches volcaniques.
Décrire la structure d’une roche volcanique
.............................................................................................................................................................
1°/ Observez-les échantillons de roches volcaniques, disposés sur vos paillasses.
2°/ Dessinez-en un. Précisez le grossissement de votre dessin.
3°/ Répondez aux questions suivantes :
4°/ D’après le document ci-dessous :
a/ Quelle relation existe-t-il entre la teneur en silice du magma et la viscosité de la lave ?
b/ Quelle relation existe-t-il entre l’aspect de l’appareil volcanique et la viscosité de la lave ?
c/ Quelle relation existe-t-il entre la nature de l’éruption et la viscosité de la lave ?
FICHE DE T.P N° 4
NOM:
PRENOM:
LA DERIVE DES CONTINENTS
CLASSE:
DATE:
OBJECTIFS: Analyser des résultats expérimentaux.
Eprouver une hypothèse.
..................................................................................................................................................................
PROBLEME: QUELLES RELATIONS EXISTE-T-IL ENTRE LA POSITION ACTUELLE DES CONTINENTS ET L’AGE DES
FONDS OCEANIQUES ?
a/ Découpez l’Amérique du Sud et l’Afrique. Assemblez-les.


Que remarquez-vous concernant les roches vieilles de plus de deux milliards d'années ?
Quelle hypothèse pouvez-vous faire ?
b/ Le document ci-dessous confirme-t-il votre hypothèse ?
FICHE DE T.P N° 4
(suite)
c/ Le document ci-dessus indique l’âge du basalte des fond océaniques.


Quelle particularité présente-t-il ?
Découpez puis collez l’Amérique du Sud et l’Afrique dans la position qu’ils avaient il y a 65 MA.
d/ A l’aide du document ci-dessous, calculez la vitesse d’écartement des 2 continents.
FICHE DE T.P N° 5
NOM:
PRENOM:
LE VOLCANISME ANCIEN
ET LA PREVISION DES RISQUES VOLCANIQUES
CLASSE:
DATE:
OBJECTIFS: Décrire la chaîne des Puys.
Analyser des documents
...........................................................................................................................................................
1°/ Quels arguments permettent d’affirmer que le Pariou est un volcan ?Même question pour le puy
de Dôme. (documents 1 et 2)
2°/ a/ Repérez ces deux volcans sur la carte.(document c)
b/ Recherchez des arguments permettant de comparer la fluidité de la lave émise par chacun
d’eux.
c/ D’après vous quel type d’éruption a abouti à la formation du puy de Dôme ?
3°/ Citez quelques volcans explosifs et quelques volcans effusifs.
4°/
FICHE DE T.P N° 6
LES INFORMATIONS PERCUES PAR LA LANGUE
NOM:
CLASSE:
PRENOM:
DATE:
OBJECTIF: Localiser les zones sensibles de la langue
........................................................................................................................................................
1°/ EXPERIENCE :
Nature de la solution
Sucrée
Salée
Acide
Amère
1
2°/ STRUCTURE DE LA LANGUE :
2
Zones de la langue
3
4
5
FICHE DE T.P N° 7
NOM:
PRENOM:
LE CERVEAU
CLASSE:
DATE:
OBJECTIFS: Analyser des documents
Observer un nerf et un neurone
PRE-REQUIS: Savoir utiliser un microscope
.......................................................................................................................................................
A/
B/