hsmcla=v]wu
publicité
SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE Collection dirigée par Éric Périlleux Toutes les matières en un seul volume pour réussir votre année de 5e 4 des résumés de cours 4 des points méthode 4 des exercices progressifs avec leurs corrigés ISBN : 978-2-210-18209-7 -:HSMCLA=V]WU^\: www.magnard.fr SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE PROGRAMME 2007 Extrait SVT5_gardes_avant 31/03/06 15:24 Page 2 TRIER, RANGER, CLASSER LE VIVANT • Forme en ruban, plus ou moins découpée, parfois cylindrique ou étalée et aplatie Algues • Petites feuilles sans nervure apparente • Capsule libérant des spores Mousses Végétal • Feuilles composées en fronde • Des sporanges sous les feuilles • Tige • Feuilles • Grandes feuilles avec nervure(s) nette(s) Fougères • Fleurs discrètes • Graines dans un cône • Feuilles en aiguille Conifères • Fleurs avec pistil et/ou étamines bien visibles • Graines dans un fruit Angiospermes • Fleurs • Graines L’observation des êtres vivants au au microscope microscope révèle des caractères qui permettent permettent de de les les distinguer par leurs cellules cellules. SVT5_gardes_avant 31/03/06 15:24 Page 3 • 4 membres Tétrapodes • Squelette d'os • Squelette à l’intérieur de l’animal • Plumes Oiseaux • Poils, mammelles Mammifères • Peau à écailles Lézards • Carapace sur le dos et le ventre Tortues • Mains à 4 doigts Amphibiens • Nageoires avec des rayons • Squelette de cartilage Chondrichtyens • Squelette dans la peau Échinodermes • Pattes articulées • Un côté gauche, un côté droit (symétrie bilatérale) • Une région antérieure avec une tête Animal Arthropodes • Squelette extérieur (cuticule) • Coquille visible ou cachée Actinoptérygiens • 2 paires d'antennes • Entre 4 et 15 paires de pattes Crustacés • 1 paire d'antennes • 3 paires de pattes Insectes • 1 paire d'antennes • Plus de 15 paires de pattes Myriapodes • 4 paires de pattes Arachnides • Corps cylindrique sans anneaux Nématodes • 1 ou 2 paires de tentacules sur la tête • Pied porteur Gastéropodes • Nombreux tentacules • Poche à encre Céphalopodes • Coquille à 2 valves s’affrontant dans le plan de symétrie • Branchies à lamelles très développées Lamellibranches Mollusques • Symétrie rayonnante • Corps plus ou moins cylindrique (en général) Annélides • Corps aplati en forme de feuille Plathelminthes Cnidaires SVT5_gardes_avant 31/03/06 15:24 Page 4 Les Éditions MAGNARD tiennent à remercier vivement les enseignants qui ont accepté de consacrer du temps à l’élaboration de ce manuel, et tout particulièrement ceux rencontrés dans les établissements suivants : Ampère, Oyonnax (01) – Roger Salengro, Charleville-Mézières ; Paul Drouot, Vouziers (08) – Saint Joseph, Rodez (12) – Les Amandeirets, Châteauneuf-les-Martigues ; Georges Brassens, Marignane ; Coin Joli-Sévigné, Les Caillols, Marie Curie, Marseille (13) – Littré, Sainte-Marie, SaintDominique, Bourges (18) – Montchapet, Dijon (21) – Racine, Saint-Brieuc (22) – Victor Hugo, Louis Pasteur, Besançon (25) – Albert Triboulet, Romans (26) – Cervantes, Vernon (27) – Louis Blériot, Blagnac ; Georges Chaumeton, L’Union (31) – Colbert, Châteauroux (36) – de Vouvray (37) – Le Calloud, La Tour-du-Pin ; La Garenne, Voiron (38) – Augustin Thierry, Blois (41) – Jacques Prévert, Andrézieux ; Claude Fauriel, Saint-Étienne (42) – Aristide Bruant, Courtenay ; Montabuzard, Ingré (45) – Perrot d’Ablancourt, Châlons-en-Champagne ; Jean Monnet, Terres Rouges, Épernay ; SaintExupéry, Mourmelon-le-Grand ; Colbert, Paul Bert, Sacré-Cœur, Reims ; Louis Pasteur, Suippes (51) – Romain Rolland, Pontivy ; Yves Le Bec, Rohan (56) – Arthur Rimbaud, Villeneuve-d’Ascq (59) – Rabelais, Hénin-Beaumont (62) – Lucie Aubrac, Givors ; Pierre de Ronsard, Mornant ; La Clavelière, Oullins ; Marie Laurencin, Tarrare ; Claude Bernard, Villefranche-sur-Saône ; Jean Jaurès, Villeurbanne (69) – Robert Schuman, Saint-Exupéry, Mâcon (71) – Gustave Flaubert, Maurice Utrillo, Rodin, Saint Jean de Passy, Notre Dame de Grâce de Passy, Yvonne Le Tac, Voltaire, Paris (75) – Louise Michel, Faremoutiers (77) – Lamartine, Houilles ; Jean Moulin, Le Pecq – Albert Einstein, Magny-les-Hameaux (78) ; Pierre et Marie Curie, Jean Zay, Niort (79) – Jean Moulin, Albert ; Aristide Briand, Chaulnes ; Parmentier, Montdidier ; Jacques Brel, Villers-Bretonneux (80) – Peiresc, Toulon (83) – François Viète, Fontenay-le-Comte ; Haxo, La Roche-sur-Yon (85) – René Descartes, Châtellerault ; Jean Moulin, Poitiers (86) – Le Parc de Villeroy, Mennecy (91) – René Descartes, Antony ; Dupanloup, Boulogne ; Lakanal, Moulin Joly, Colombes ; Joliot Curie, Nanterre ; Louis Pasteur, Neuilly (92) – République, Bobigny ; Jean Vigo, Épinay-sur-Seine ; Théodore Monod, Gagny ; J.-B. Corot, Le Raincy ; Marcelin Berthelot, Montreuil ; Paul Painlevé, Sevran (93) – Molière, Chennevières ; Albert Cron, Le Kremlin-Bicêtre ; Roland Garros,Villeneuve-Saint-Georges (94) – Léon Blum,Villiers-le-Bel (95) ; Louis Augustin Bosc, Saint-Prix (95). SVT5_CHAP00 30/03/06 15:49 Page 1 PROGRAMME 2006 Collection dirigée par Éric Périlleux Laure Alabergère professeur de collège et de lycée, académie de Paris Hervé Aubert professeur de collège, académie de Lyon Jean-Yves Dupont IPR, académie d’Orléans-Tours Gérard Fugiglando professeur de collège, académie de Nice Pierre Jauzein IPR, académie de Lyon Frédéric Morère professeur de collège, académie de Nice Joanne Morio professeur de collège, académie d’Orléans-Tours Jean-Marc Simon IPR, académie de Grenoble © Éditions Magnard, 2006 ISBN : 2-210-18209-3 www.magnard.fr SVT5_CHAP00 30/03/06 15:49 Page 2 Faire des SVT e E Un manuel organisé en 3 parties PARTIE occupation Respiration et vie des milieux de PARTIE Respirer : des échanges avec le milieu de vie P. 11 à 24 À la surface de la Pour y survivre, Lune, il n’y a pas d’air. l’homme doit disposer d’une réserve d’air sous son scaphandre. À quoi sert cette réserve d’air ? Respirer dans différents milieux de vie P. 25 à 42 En 5e, comme en 6e, vous manipulerez, observerez à différentes échelles, effectuerez des recherches. Ce manuel vous aidera et guidera votre travail tout au long de l’année. Il a été conçu et écrit pour vous fournir des supports d’étude et des aides multiples. Son mode d’utilisation est très simple ; prenez le temps de le feuilleter et pensez à le consulter en dehors de vos cours, notamment lorsque vous apprenez vos leçons ou préparez un contrôle. La présentation qui est faite ci-contre vous aidera à identifier les principales rubriques de ce manuel et à mieux l’utiliser. Respiration et occupation vie des milieux de P. 43 à 57 POUR En 5e, vous allez expliquer comment ces êtres vivants respirent, quel que soit leur milieu de vie. Vous allez aussi découvrir votre corps, son organisation, son fonctionnement… et vous comprendrez comment les paysages se transforment, comment ces transformations peuvent être à l’origine de certaines roches qui enregistrent, lors de leur formation, les caractères des paysages anciens, aujourd’hui disparus. 9 10 Dans l’eau Diazote Dioxygène Dioxyde de carbone Pour 1 litre d’eau 122,5 mL 7 mL 0,3 mL L’eau contient du diazote, du dioxygène et du dioxyde de carbone. La photographie déceler la présence permet-elle de de ces éléments ? Dans l’air Pour 1 litre d’air sec* Diazote 790,2 mL Dioxygène 208 mL Dioxyde de carbone 0,3 mL * L’eau est en quantité très variable pour 100 L d’eau. dans l’air : entre Elle est présente 0,5 et 6 L L’air que l’on sous forme de vapeur (gaz). respire envelopp e la Terre jusqu’à de kilomètres : c’est une altitude de substances chimique l’atmosphère. L’air est plusieurs dizaines une matière qui s : du diazote, variable, de l’eau. contient diverses du dioxygène, du dioxyde de carbone et, en quantité Quelles relations existe-t-il entre la Terre ? ces substanc es et les êtres vivants qui peuplent Pour chaque partie une ouverture illustrée qui précise les différents chapitres une page pour faire le point des connaissances avant de débuter l’étude Des logos pour repérer des informations utiles Ce logo signale des clichés pris à la loupe binoculaire (images grossies de 10 à 20 fois). x 20 Ce logo signale des clichés pris au microscope (images grossies plus de 40 fois). x 300 ★ Une étoile rouge signale des exercices d’approfondissement. s Annexeents tout moment utilisables à Des complém Sommaire . p. 192-193 s................... de certains exercice Les corrections Des fiches méthode aideront à vous proposées ci-après peuvent être Les fiches méthode travail. Elles méthodes de le manuel, à acquérir des proposée dans d’une activité ion d’un utilisées lors de la préparat exercice ou l’occasion d’un ront qui vous permett contrôle. nt des conseils Elles vous propose attend de vous. dre ce qu’on 194 . . . . . . . . . . . . . p. de mieux compren .............. ....... ......... 195 Apprendre sa leçon . . . . . . . . . . . . . p. .............. binoculaire . . . . 196 . . . . . . . . . . . p. Utiliser une loupe .............. pe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 197 Utiliser un microsco .............. construire un tableau . . . p. 198 Lire, exploiter et .............. construire un graphique Lire, exploiter et r . . . . . . . . . p. 199 ordinateu d’un l’aide à p. 200 Construire un graphique .............. .............. .............. 201 croquis p. . un . . . . . . . . . Réaliser .............. fonctionnel . . . . . . . . . . . . . . p. 202 Réaliser un schéma .............. ent . . . . . . . . . . . . . Étudier un affleurem . p. 203-205 .............. Lexique . . . . . . . . . . .............. Index . . . . . . . . . . . . . 2 PRENDRE UN BO N DÉPART… n 6e, vous avez appris à observer, à décrire votre environnement proche. Vous avez compris que les êtres vivants n’étaient pas répartis au hasard, qu’ils étaient variés mais qu’on pouvait les classer ; vous avez étudié leur façon de prélever leur nourriture pour fabriquer leur propre matière. Vous avez aussi vu comment l’homme utilisait les êtres vivants pour se nourrir. .............. .............. ....... .............. .............. . . . . . . . . p. 206-207 En fin de manuel, une aide utilisable à tout moment SVT5_CHAP00 30/03/06 15:50 Page 3 en 5 e Tous les chapitres ont la même organisation 1 Respirer dans différents milieux de vie B ila n Ouverture du chapitre CHAPITRE x de différents milieu Respirer dans 2 Activ ités 1 et une photographie évoquant le thème du chapitre un affichage rapide des objectifs de l’étude à effectuer 2 2 Je retiens vie animaux d’occures permet aux s resorganes respiratoi La diversité des des animaux aquatiqueou des de vie : la majorité poumons per tous les milieux , les animaux aériens avec des pire avec des branchies d’octrachées. t à des animaux ments permetten certains comporte respiration aérienne. Cependant, qu’ils ont une aquatique alors cuper le milieu Le schéma bilan Activ ité 3 G er Entrée et sortie et respirer dans Animal Air Dioxygène l’air Dioxygène Dioxyde de carbone TRACHÉE respiratoires ires, organes Échanges respirato Chapitre 2 Respirer milieux de vie 37 Le bilan et un résumé de l’essentiel à retenir 4 Surface de l'eau les phrases clés les mots importants un schéma bilan construit progressivement le d Pas de repos pour tout requin : il nage et fentes le temps, gueule branchiales toujours ouvertes… Tête e Entre deux vols, brin d’herbe. ? 1,2 cm 0,5 mm l’agrion se pose sur un dans différents milieux de vie 5 MATHS ET SVT se Où et comment es réalisent les échang respiratoires ? Chapitre 2 G Respirer BIODIVERSITÉ 27 grove La vie dans la man l’eau. de la surface de nchies La surface des bra utile… pour calculer Les maths, c’est l. appareil branchia la surface d’un chiffre conduit à un Un petit calcul ce, son importan étonnant par de mieux mais qui permet l’efficacité comprendre de cet organe ire. respirato que l’on trouve est une forêt régions La mangrove de certaines sur le littoral exclusivement des Antilles ent sur les côtes tropicales, notamm et de la Guyane. espèces adaptées nombreuses s Elle abrite de durant lesquelle on de périodes à une successi . asséchée ou la forêt est inondée 26 2 dans différents respiration Corps e se placent près les larves de moustiqu Air enrichi en dioxyde de carbone et appauvri en dioxygène vie et milieux de à la surface. Air Après éclosion, Air Animal Sortie d'air 36 Tube respiratoire b Air enrichi en dioxyde de carbone et appauvri en dioxygène Entrée d'air vit en Le têtard du triton l’eau. permanence sous elle doit remonter Eau d'eau tableau construire un relation un mettre en de avec un mode comportement déterminer où se font les échanges respiratoires comprendre comment se réalisent ces échanges s sous l’eau, mais nager très longtemp Animal BRANCHIE réalisent des en milieu aérien grâce à l’eau et respirent de la surface ou qui vivent dans Les animaux restant au contact à la surres avec l’air en périodiquement nt soit de venir échanges respiratoi et resqui leur permette animaux qui vivent des comportements une réserve d’air. Comme les r trachées. face, soit de constitue poumons ou des ils possèdent des pirent dans l’air, c La loutre peut pulmonaire respiration trachéenne POUMON 1,8 cm a respiration Dioxyde de carbone d’autres dans l’eau vivent dans l’air, leur milieu de vie. Certains animaux t pas toujours dans milieu de vie us, indiquez son mais ils ne respiren animaux ci-desso s respiratoires avec Pour chacun des des échange et précisez s’il effectue l’air ou avec l’eau. bserv O pour s’inte rroge r trachée Dioxyde de carbone G branchiale poumons Dioxygène nt dans vivent et respirent poumons ou directeme Les animaux qui respiratoires appelés vers des organes de trachées. circulation d’air par l’intermédiaire cas, une ont, suivant le vers tous les organes en milieu aérien qui vivent et respirent n trachéenne. Les animaux ire ou une respiratio respiration pulmona ns des informatio mettre en relation échelles obtenues à différentes l schéma fonctionne réaliser un Montrer comment un être vivant respire dans son milieu de vie, c’est… respiration Vivre dans l’eau es organes respiratoir Eau enrichie carbone en dioxyde de et appauvrie en dioxygène réaliser une dissection fonctionnel réaliser un schéma er dans l’air une Vivre et respir t, suivant le cas, l’air présenten Activ ité 4 branchies dans vivent et respirent Les animaux qui nts respiratoires. à des mouveme res avec qui s’effectue grâce des échanges respiratoianimaux branchies, lieu tiques des à la surface des L’eau circule respiratoires caractéris e. sont des organes est branchial l’eau : les branchies leur respiration l’eau. On dit que respirant dans Les mots importants L’essentiel er dans l’eau d’eau Vivre et respir t une circulation l’eau présenten Les palétuviers ce. en permanen la zone inondée ces s poussent dans ses excroissan Les palétuvier de nombreu phores, qui développent Leurs racines creux, les pneumato Ils peuvent forme de tube l’asphyxie. aériennes en gazeux et évitent racines qui c’est-à-dire des assurent les échanges des racines échasses, un bon ancrage dans les nt aussi posséder tronc et permette descendent du mous. fonds vaseux, Observer pour s’interroger Quelques documents peu légendés pour s’interroger ouvrir la discussion poser les problèmes à résoudre pour un travail en classe ou en dehors de la classe pour des recherches personnelles sous chaque quatre branchies deux lames, La truite possède constituée de chaque branchie est filaments. Sur ont la opercule. Chaque nt environ 250 de lamelles qui lames comporta chacune de ces côtés une trentaine est parcourue placées des deux faces d’une lamelle res. filament sont le. Chacune des respiratoi forme d’un demi-cerc ce qui permet les échanges d’eau, par un courant À VOS CALCULETTES ! branchiales au totale des lamelles une branCalcule la surface savoir comment Pour cela tu dois que la truite possède contact de l’eau. et ne pas oublier disque aussi l’aire d’un chie est constituée u dois connaître unités ! 4 paires de branchies.T multiplication.Attention aux 2 tables de de rayon (A = ) et tes d’une lamelle, calculer l’aire Commence par corr = 0,1 mm. dont la surface 10 cm de large un rectangle de G Découpe calculer. de 2). que tu viens respond à celle poisson (200 cm celle du corps du cette surface à ? G Compare ns comparaiso te suggèrent ces G Quelle remarque cocotiers 10 cm. Son Le crabe des aussi appelé crabe soldat, mesuredéveloppée G plus cocotiers, Le crabe des l’une est beaucoup C’est d’un humain. Ses pinces, dont corps est mou. que la mâchoire t des plus puissantes Il a cependan les cocotiers. que l’autre, sont sufqui grimpe dans les lamelles sont crabes, dont un crabe terrestre de tous les autres aux autres hors coller les unes branchies, comme pour ne pas se de l’air humide. fisamment rigides le dioxygène donc utiliser l’eau : il peut Lamelle branchiale Arc osseux Le périophtalme qui peut séjourner un petit poisson .. Sur le net. clés : e, Q des mots des cocotiers, périophtalm mangrove, crabe achatine, palétuvier Des pages Sciences Mag Branchie lme est de sa queue, Le périophta nageoires et ou en À l’aide de ses hors de l’eau. déplace en sautillant le sol où il se il se hisse sur n est sa respiratio rampant. totalement immergé, il emmagasine de Quand il est l’eau, et il est hors de dans la bouche branchiale. Quand riches en dioxygène qui tapisse cette e l’eau et de l’air la fine membran À cette resc’est à travers respiratoires. qui font les échanges cavité que se respiration cutanée une s’ajoute piration buccale, sa peau humide. s’effectue à travers Coupe transversale Eau Eau Détail Eau Filament branchial Deux lames branchiales Chapitre 2 G Respirer dans de vie différents milieux 39 38 ue place sur l’aniles observant en les branchies, en binoculaire. On cherche à décrire à l’aide d’une loupe mal puis isolées, ; Pour cela : sur le côté droit dans la cuvette, les masses 1 je place le poisson ciseaux l’opercule gauche et j’observe l’aide de à découpe je 2 cha(branchies) ; sectionnant à de couleur rouge branchie en la de pinces une 3 je prélève à l’aide (verre de s; contenant de l’eau cune de ses extrémité dans un récipient branchie la re. 4 je place à la loupe binoculai montre) et je l’observe MINI-DICO : os Arc osseux en forme d’arc les lames attachées sur lequel sont branchiales. es : filaments Lames branchial sur un arc très minces attachés l’eau circule osseux, entre lesquels forme une et dont l’ensemble branchie. ire : partie Organe respiratooù se font les animal du corps d’un es avec le échanges respiratoir milieu extérieur. l’air Têtard de triton Martin pêcheur des lames la tête, côté de échange s respiratoires observe, de chaque avec l’air ? connaissances quer ses: raisonne (Re) : réaliser r Pour appli (Ra) er iquer (C) : commun (I) : s’inform Écrevisse respire-t-il ? dytique 1. Comment ledes informations Objectif : Saisir 1,2 cm Argyronète x3 Lames branchiales 2,4 cm Nèpe Poisson vit dans un insecte qui souLe dytique est étangs. Il effectue les mares et les au cours desquelles vent des plongées tous les petits aninage vient il poursuit à la à sa portée. Il maux qui passent surface faire proen périodiquement de son plaçant l’arrière vision d’air. En contact de la surface, au contre corps d’air entre une réserve l’air, il se fait corps est abdomen. Son ses ailes et son conduits de un réseau parcouru par par pluqui s’ouvrent remplis d’air sous les sur la réserve, sieurs orifices Arc osseux Épinoche 0,3 cm Limnée 1,4 cm QUESTI ONS du dytique. les ailes. le milieu de respiration la réserve d’air présente sous 1. (Ra) Indiquez s’ouvrent sur les organes qui 2. (I) Nommez de deux orifices. du dytique à l’aide le rôle de ces 3. (C) Indiquez qualifier la respiration une phrase pour 4. (Ra) Rédigez il 1. Réalisez un tableau (quatre colonnes, à double entrée huit lignes), indiquant pour chaque à la loupe milieu de vie, l’origine animal : son b Branchie isolée observée 0,3 cm croquis. prélevé (air, eau) du dioxygène binoculaire et milieux de vie 31 dans différents échanges respiratoir et le lieu des Chapitre 2 Respirer es (I, C). 2. Décrivez les comportem ents des animaux aquatique s qui respirent dans l’air (I). 3. Pour conclure. peut relier organe Indiquez si on respiratoire et milieu de vie chez a L’écreviss Justifiez votre réponse les animaux. 0,3 cm e vit au fond de (Ra). la rivière. Elle côté du thorax, a sous sa carapace, des branchies. de chaque L’épinoche est pleine eau. 34 un petit poisson qui vit en adjectifs. 40 b Des activités variées de l'eau QUESTI ONS pour ONS s du texte une expérience Utilise les information 1. (I) En utilisant 1. (Ra) Proposez ies. la de photographie la cavité interne dans deslephotograph la moule. et et respiratoire croquis, indiquez chez la larve de rant d’eau chez de mer est renouvelée ce qu’on appelle moustique. comment l’eau 2. (C) Proposez tube 2. (Ra) Expliquez un autre nom 41 moule. pour l’orifice différents milieux de vie s de la 3. (C) Rédigez quelques la moule. 2 G Respirer dans du tube respiratoire. organes respiratoire Chapitre phrases pour expliquer quels sont les se ravitaille en comment la larve 3. (C) Indiquez dioxygène. de moustique 4. (Ra) Expliquez pourquoi le pétrole qui flotte sur l’eau par asphyxie. entraîne la mort des larves 5. (Ra) Proposez à l’aide de ces informations une Critiquez-la. méthode de « démoustication ». 42 0,4 cm Le têtard de triton vit en permanen qui vit dans une ce dans l’eau. sorte de cloche L’argyronète est à plongeur. Dans jours avant de une araignée remonter à la surface. La limnée cette cloche, elle peut respirer de temps en temps est un mollusqu pendant des e d’eau douce surface par l’interméen surface pour remplir d’air qui remonte son poumon. La diaire d’un long nèpe reste en Guettant les poissons, tube contact avec la le martin pêcheur respiratoire qui conduit l’air directement aux est prêt à plonger trachées. à leur poursuite . Il a des poumons . Chapitre 2 Respirer Pour résoudre les problèmes posés en exploitant des documents en réalisant des manipulations L L Pince à dissection RÉUSSIR le texte les Recherche dans informations utiles. du cours. Utilise le vocabulaire phrases Réponds par des correctes. grammaticalement POUR 192-193 correction p. Verre de montre L’orifice respiratoir e entouré de petites d’une larve de moustique est soies enduites huileuse qui d’une substance repousse l’eau. Ainsi, tube respiratoir e est, en permanen l’orifice du en contact avec ce, maintenu l’air atmosphé IR OUR RÉUSS Prique. Un ajout de pétrole expérience réalisée entraîne la dégradatio dans l’eau de une Utilise la mare n de la substance l’existence d’une et l’eau pénètre pour montrer huileuse chez un autre alors dans l’orifice d’eau circulation respiratoir coue. l’existence d’un animal aquatique. QUESTI mettre en évidence L corps d’un animal située en arrière de la tête. Pistes de trava xercices Pour approfondi r Objectif : Savoir L Ciseaux Cuvette à dissection Loupe binoculaire RÉUSSIR ces sur Utilise tes connaissan s les échanges respiratoire (chapitre 1). existant Indique les différencestrachéenne entre une respiration pulmonaire. et une respiration POUR E échanges (I) : s’inform er (Ra) : raisonne de r vie et le milieu (Re) : réaliser 5. La respirati le milieu de ÉUSSIR R Rde P O Uon animaux dont la grenouil de (C) : commun comporte des la : Tester le milieu de viele iquer le requin, Objectif des hypothèses La liste suivante Recherche identiques : poule, la mouche, la moule, la respiration sont chaque animal. QUESTI ONS cheval, le criquet, le gardon, le 1. (Ra) Expliquez Réalise le tri. À la belle saison, le rôle des moula grenouille crevette. de classifica-e remonte frévements décrits Vois si les critères quemmen respichez la grenouille utilisés en 6 t à la surface de l’eau. aérienne, respiration lorsqu’elle est Hors de tion des animaux l’eau, la grenouille hors de l’eau. effectué. QUESTI ONS colonnes (animaux, présente des au triments correspondent mouve2. (Ra) Formulez donnée. un tableau à trois du plancher pas 1. (Ra) Faites partir de la liste de la bouche des hypothèses ne correspond mouveme tri remplissez-le à ce et des et concernant l’organe nts du thorax pourquoi ration aquatique) : lorsque le plances, expliquez respiratoire de cher buccal la de vos connaissan grenouille qui s’abaisse, le lui permet de 2. (Ra) À l’aide thorax gonfle cités. légèrement puis respirer n des animaux hors de l’eau. le plancher classificatio à une buccal se soulève et le thorax 3. (I) Donnez réduit de volume. un adjectif pour la grenouill L’hiver, quae reste au lifier la respiration fond de l’eau aucun mouveme de la grenouille es : nt à la belle saison, on de la moule ses connaissanc visible. Cependan respiratoire n’est alors puis en hiver. tra# 4. La respirati en relation des informations avec t, la grenouille te. Elle est alors 4. (Ra) Proposez échanges gazeux respire : les Objectif : Mettre reste entrouver de la une expérience se font directeme de la moule dans la cavité permettant de vers la peau. mer, la coquille nt à trad’eau circulent vérifier que l’organe Dans l’eau de branchies consti: 60 à 75 litres respiratoire de on observe des courant d’eau perla grenouille en de la coquille, versée par un qui battent en cils hiver l’intérieur À est la peau. heures. bordées de nombreux moule en 24 Les lamelles sont # 6. La respirati tuées de lamelles. on de la larve vibratiles). de moustique Objectif : Mettre manence (cils en relation un texte et un schéma Les larves de ou une photograph Branchies moustique vivent ie mares, des étangs, dans l’eau des des fossés… quemment, On les voit frécomme sur cette photogra immobiles, « phie, suspendues » à la surface Elles vivent dans l’eau, mais utilisent de l’eau. trouve au-dessus l’air qui se Soies hydrophobe de la surface s de l’eau pour pirer. resSurface respiration es et 3. Classement effectuer un tri, utiliser ses connaissanc ailes. MINI-DICO Thorax : n.m. , partie du L qui 1. Recopiez le croquis hie de branchie pagne la photograpindiquez par une et isolée (doc. 3b) l’eau (C). flèche le trajet de caractéristiques 2. Recherchez deux les qui facilitent des branchies res avec l’eau échanges respiratoi (I, Ra). précédent en 3. Complétez le schéma flèches de couleurs indiquant par des du dioxygène et différentes le trajet carbone (C). celui du dioxyde de . Expliquez ce 4. Pour conclure: « Les branchies que l’on entend parrespiratoires du sont les organes poisson » (Ra). 3 Comment réalisen t-ils leurs opercules, on la bouche et les a Sur le trajet de l’eau, entre osseux : ce sont les branchies. s par des arcs rouges soutenue é 2. Matériel utilis il Pistes de travaaccom- 30 et respirer dans Les animaux qui vivent dans l’eau n’ont pas tous une Certains effectuen respiration aquatiqu t des échanges e. gazeux avec l’air. ction sa leçon trachée. : branchie, stigmate, mots. chacun de ces la définition de t puis par écrit, e. b Donne, oralemen : respiration branchial ns : t l’expression mots ou expressio c Explique oralemen , avoir ; de ces suites de semblables, différents phrase avec chacune de respiration, . d Construis une res, permettre milieu de vie, milieu air, échanges respiratoi - phrase 1 : animaux, un animal à poumon, respiratoire, respiratoires chez - phrase 2 : organe et les échanges la circulation d’air montrant schéma e Réalise un re. respiration pulmonai a Réécris les mots des du texte qui suggèrent et expressions écrit les mots 1. (I) Notez par la grenouille . s de la grenouille. respiratoires chez les organes respiratoire 2. (C) Nommez QUESTI ONS L L disse 1. Protocole de 194 voir fiche p. L Exploitation de docum ents sont-elles organisé le es ire chez la grenouil s avec ses connaissanc Un organe respirato 2. information dans deux gros en relation des Objectif : Mettre narines, il pénètre se soulèvent entre par les , lorsque l’air ment, les bosses Chez la grenouille est toute bosselée. Successive sacs dont la surface t. puis s’abaissen xercices Pour apprendre A c t i v i t é 4. Vivre dans l’eau réaliser ires semblent se s. les échanges respirato bouche et les opercule Chez le poisson, s situées entre la au niveau des branchie es ? s Comment ces branchie E résultats L Réalisation pratiq de 3. Un exemple L A organes 2. Les branchies, aquatique de la respiration ctivité dans différents 0,4 cm milieux de vie 35 6 Des exercices classés, gradués, corrigés parfois pour apprendre sa leçon pour appliquer ses connaissances pour approfondir 3 SVT5_CHAP00 30/03/06 15:50 Page 4 Sciences de la Vie et de la Terre Programme pour la classe de cinquième (Bulletin officiel de l’Éducation nationale, hors-série n°5, 25 août 2005) R ESPIRATION ET OCCUPATION DES MILIEUX DE VIE NOTIONS - CONTENUS COMPÉTENCES Chez les végétaux comme chez les animaux, la respiration consiste à absorber du dioxygène et à rejeter du dioxyde de carbone. Reconnaître qu’un être vivant respire par l’existence de l’absorption de dioxygène et le rejet de dioxyde de carbone dans le milieu. Mettre en évidence l’absorption de dioxygène et le rejet de dioxyde de carbone par un être vivant. La diversité des appareils et des comportements respiratoires permet aux animaux d’occuper différents milieux. Chez les animaux, les échanges gazeux se font entre l’air ou l’eau et l’organisme par l’intermédiaire d’organes respiratoires tels que poumons, branchies, trachées. Les caractéristiques du milieu déterminent les conditions de la respiration et influent ainsi sur la répartition des êtres vivants. Les caractéristiques physiques d’un milieu (température, agitation) conditionnent sa teneur en dioxygène et influent ainsi sur la répartition des êtres vivants. À la lumière, les végétaux chlorophylliens contribuent à oxygéner le milieu. En modifiant les conditions de la respiration dans les milieux, l’Homme influe sur leur qualité et leur équilibre. Sont exclus : - l’étude détaillée des organes et des mouvements respiratoires ; F ONCTIONNEMENT Relier l’organe et le comportement respiratoire d’un animal à son milieu de respiration et au milieu de vie. Réaliser une dissection permettant de mettre en évidence un organe respiratoire. Réaliser une observation d’organe respiratoire en utilisant une loupe binoculaire ou un microscope. Expliquer la modification de l’occupation d’un milieu par la variation d’un facteur (température, pollution, agitation, peuplement végétal) influant sur la respiration. Relier la répartition des êtres vivants à une teneur en dioxygène. Mettre en évidence le rejet de dioxygène par les végétaux chlorophylliens à la lumière. Relier l’oxygénation d’un milieu et la présence de végétaux chlorophylliens. Relier l’action de l’Homme sur l’environnement et effet sur la répartition des êtres vivants. Présenter par écrit et/ou oralement les résultats d’une recherche. - le terme eutrophisation, la demande biologique en dioxygène ou DBO ; - l’étude de la photosynthèse. DE L ’ ORGANISME ET BESOIN EN ÉNERGIE NOTIONS - CONTENUS COMPÉTENCES Au cours d’une activité musculaire, des modifications (rythmes cardiaque et respiratoire, température corporelle) s’observent à l’échelle de l’organisme Les muscles comme les autres organes réalisent avec le sang des échanges qui varient selon leur activité. Les organes richement irrigués prélèvent en permanence dans le sang des nutriments et du dioxygène. Ils y rejettent des déchets dont le dioxyde de carbone. La consommation de nutriments et de dioxygène, le rejet de dioxyde de carbone par les organes varient selon leur activité. Nutriments et dioxygène libèrent de l’énergie utilisable, entre autres, pour le fonctionnement des organes. L’énergie libérée au cours de la réaction chimique entre des nutriments et du dioxygène est utilisée pour le fonctionnement des organes et transférée en partie sous forme de chaleur. Le dioxygène utilisé en permanence par les organes provient de l’air. Par des mouvements respiratoires, l’air arrive dans les alvéoles pulmonaires où a lieu le passage du dioxygène dans le sang. Le passage du dioxygène est facilité par une grande surface richement vascularisée. Des substances nocives, plus ou moins abondantes dans l’environnement, perturbent le fonctionnement de l’appareil respiratoire. Elles favorisent l’apparition de certaines maladies. 4 Relier les besoins des organes aux échanges qu’ils réalisent avec le sang. Mettre en évidence l’absorption de dioxygène et la libération de dioxyde de carbone par un muscle vivant. Déduire l’existence et la nature des échanges au niveau d’un organe à partir de la comparaison de données chiffrées. Relier la consommation de nutriments et de dioxygène par un organe à la libération d’énergie nécessaire à son fonctionnement. Traduire sous la forme d’un schéma la libération d’énergie au niveau d’un organe. Décrire le trajet du dioxygène jusqu’au sang. Décrire le trajet de l’air sur une image ou un schéma de l’appareil respiratoire. Expliquer l’arrivée d’air dans les alvéoles. Établir un premier schéma fonctionnel d’une alvéole pulmonaire. Relier certaines caractéristiques de la paroi alvéolaire au passage du dioxygène dans le sang. Mesurer le volume de dioxygène dans l’air inspiré et dans l’air expiré (ExAO). Déduire le passage du dioxygène dans le sang par comparaison de données chiffrées. Relier des perturbations du fonctionnement de l’appareil respiratoire à la présence de substances nocives. SVT5_CHAP00 30/03/06 15:50 Page 5 Les nutriments utilisés en permanence par les organes proviennent de la digestion des aliments. La transformation de la plupart des aliments consommés en nutriments s’effectue dans le tube digestif sous l’action d’enzymes. Ces transformations chimiques complètent l’action mécanique. Les nutriments passent dans le sang au niveau de l’intestin grêle dont la grande surface richement vascularisée favorise l’absorption. Relier la transformation des aliments à leur passage dans le sang au niveau de l’intestin. Situer soi-même des organes de l’appareil digestif. Suivre un protocole pour réaliser une digestion in vitro. Indiquer le trajet des aliments et localiser l’arrivée des enzymes dans le tube digestif. Relier les caractéristiques de la paroi de l’intestin grêle au passage des nutriments dans le sang. Les aliments sont source d’énergie. Des apports supérieurs aux besoins de l’organisme favorisent certaines maladies. Comparer l’apport énergétique des aliments consommés aux besoins énergétiques de l’organisme. Les déchets dont le dioxyde de carbone sont éliminés. Décrire le trajet des déchets depuis le sang jusqu’à l’extérieur de l’organisme. Le dioxyde de carbone est éliminé dans l’air expiré au niveau des poumons. Les autres déchets sont excrétés au niveau des reins qui fabriquent l’urine. La circulation sanguine assure la continuité des échanges au niveau des organes. Le sang circule à sens unique dans des vaisseaux (artères, veines, capillaires) qui forment un système clos. Le sang est mis en mouvement par le cœur, muscle creux, cloisonné, fonctionnant de façon rythmique. Le bon fonctionnement du système cardio-vasculaire est favorisé par l’activité physique ; une alimentation trop riche, la consommation de tabac, l’excès de stress sont à l’origine de maladies cardio-vasculaires. Sont exclus : - les réactions chimiques au niveau cellulaire ; - les formes de transport des gaz par le sang ; - les différents types de capacités respiratoires ; - l’étude histologique des surfaces d’échange ; - les actions mécaniques de la digestion ; - le niveau moléculaire de la digestion, le nom et le rôle détaillé des enzymes digestives ; G ÉOLOGIE EXTERNE : Compléter le schéma fonctionnel de l’alvéole. Expliquer le rôle de la circulation sanguine dans le fonctionnement de l’organisme. Annoter un document présentant l’appareil circulatoire en indiquant le trajet du sang. Réaliser une coupe transversale du cœur. Dessiner une coupe transversale de cœur. Relier un type d’accident cardio-vasculaire à des facteurs de risques. Localiser et expliquer simplement un type d’accident. - les mécanismes de l’absorption ; - les phases d’une révolution cardiaque, l’explication du trajet unidirectionnel du sang donc le fonctionnement des valvules ; - les propriétés des parois des artères et des veines, la vitesse de circulation du sang ; - une étude exhaustive et détaillée des différentes maladies ; - les analyses détaillées de sang et d’urine ; - l’étude anatomique et le fonctionnement des reins. ÉVOLUTION DES PAYSAGES NOTIONS - CONTENUS COMPÉTENCES Le modelé actuel du paysage résulte de l’action de l’eau sur les roches. Identifier dans un paysage, au cours d’un travail de terrain, des manifestations actuelles ou récentes de l’érosion, du transport de particules et de la sédimentation. Les roches constituant le sous-sol subissent à la surface de la Terre une érosion dont l’eau est le principal agent. Les roches résistent plus ou moins à l’action de l’eau. Au cours de l’érosion des roches, des particules de différentes tailles peuvent s’accumuler sur place et participer à la formation d’un sol ou être entraînées par des agents de transport. Les roches sédimentaires sont des archives permettant de reconstituer des éléments de paysages anciens. La sédimentation correspond essentiellement au dépôt de particules issues de l’érosion. Les sédiments, après transformations, donnent des roches sédimentaires. Les roches sédimentaires peuvent contenir des fossiles : traces ou restes d’organismes ayant vécu dans le passé. L’être vivant à l’origine du fossile est contemporain de la sédimentation. Les observations faites dans les milieux actuels, transposées aux phénomènes du passé, permettent de reconstituer certains éléments des paysages anciens. L’action de l’Homme, dans son environnement géologique, influe sur l’évolution des paysages. Reconnaître et expliquer l’action érosive de l’eau. Réaliser une manipulation mettant en évidence une propriété d’une roche. Mettre en évidence les propriétés des roches rencontrées par des manipulations et des observations à différentes échelles. Expliquer un aspect du modelé du paysage grâce aux propriétés des roches. Reconstituer un paysage du passé à partir de roches sédimentaires et des fossiles qu’elles contiennent. Relier la disposition en strates au niveau d’un affleurement aux conditions de formation d’une roche sédimentaire. Identifier un fossile en utilisant une clé de détermination. Déduire de l’étude des caractéristiques d’une roche sédimentaire et de son contenu fossilifère certains éléments d’un paysage ancien. Discuter, sur un exemple local, de la responsabilité de l’Homme dans la gestion de son environnement géologique. L’Homme prélève dans son environnement géologique les matériaux qui lui sont nécessaires tout en essayant de prendre en compte les conséquences de son action sur le paysage. L’Homme peut prévenir certaines catastrophes naturelles en limitant l’érosion. Sont exclus : - la description pour elle-même des paysages, l’explication globale du paysage choisi, l’étude typologique des paysages ; - l’étude détaillée des processus de fossilisation ; - l’étude pour elle-même de cartes géologiques ou topographiques ; - l’étude de la formation d’un matériau et de son exploitation ; - l’altération chimique des roches ; - la notion de cycle sédimentaire ; - la recherche de corrélations régionales dans la reconstitution de paysages. 5 SVT5_CHAP00 30/03/06 15:51 Page 6 sommaire PARTIE 1 Respiration et occupation des milieux de vie 1. Respirer : des échanges avec le milieu de vie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 11-24 ACTIVITÉS p. 14-17 1. Respirer dans l’air 2. Montrer qu’un être vivant respire dans l’eau SCIENCES MAG p. 20-21 POINT D’HISTOIRE La composition de l’air BIOLOGIE EN PRATIQUE Quand la chimie s’invite en SVT ! 2. Respirer dans différents milieux de vie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 25-42 ACTIVITÉS p. 28-35 1. Vivre et respirer dans l’eau 2. Les branchies, organes de la respiration aquatique 3. Vivre et respirer dans l’air 4. Vivre dans l’eau et respirer dans l’air SCIENCES MAG BIODIVERSITÉ MATHS ET SVT p. 38-39 La vie dans la mangrove La surface des branchies 3. Conditions de respiration et occupation des milieux ................................ p. 43-57 ACTIVITÉS p. 46-51 1. Conditions du milieu de vie et respiration 2. L’influence des végétaux sur la respiration 3. L’influence de l’homme sur la respiration PARTIE 2 SCIENCES MAG p. 54-55 Des animaux indicateurs de qualité COIN DES MÉTIERS Quelques métiers de l’eau BIODIVERSITÉ Fonctionnement de l’organisme et besoin en énergie 4. Muscles et activité musculaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 61-76 ACTIVITÉS p. 64-69 1. Des échanges respiratoires au niveau des organes 2. Le sang et les échanges avec les organes 3. D’autres échanges au niveau des organes SCIENCES MAG BIOLOGIE ET SANTÉ COIN DES MÉTIERS p. 72-73 Des chauds et froids mortels... ou bienfaiteurs Des métiers autour du sport 5. Prélever le dioxygène de l’air . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 77-94 ACTIVITÉS p. 80-87 1. Les échanges respiratoires chez l’homme 2. L’air dans l’appareil respiratoire 3. Des échanges entre les alvéoles et le sang 4. Protéger notre appareil respiratoire SCIENCES MAG p. 90-91 La respiration selon Descartes BIOLOGIE EN PRATIQUE À chacun sa maquette POINT D’HISTOIRE 6. Approvisionner les organes en nutriments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .p. 95-112 ACTIVITÉS p. 98-105 1. La transformation progressive des aliments 2. Une digestion expérimentale 3. Appareil digestif et digestion 4. Le passage des nutriments dans le sang SCIENCES MAG 7. Circulation du sang et échanges avec les organes ACTIVITÉS p. 116-123 1. Évacuer les déchets produits par l’organisme 2. L’appareil circulatoire 3. Le rôle du cœur 4. L’anatomie du cœur 6 p. 108-109 SCIENCES ET TECHNIQUES Explorer le tube digestif BIOLOGIE ET SANTÉ Les aliments, une source d’énergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .p. 113-133 SCIENCES MAG p. 126-129 BIOLOGIE EN PRATIQUE Le cœur en quelques chiffres POINT D’HISTOIRE Une brève histoire de la circulation du sang BIOLOGIE ET SANTÉ Maintenir en forme son appareil circulatoire SVT5_CHAP00 31/03/06 PARTIE 17:34 3 Page 7 Géologie et évolution des paysages 8. Paysages et influence de l’homme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 137-152 ACTIVITÉS p. 140-143 1. Extraction des matériaux et développement durable 2. Prévenir les risques naturels SCIENCES MAG p. 146-149 Les glissements de terrain, une menace pour l’homme DÉVELOPPEMENT DURABLE Défense contre la mer SVT ET POLITIQUE Une grande loi littorale ENVIRONNEMENT 9. L’eau et l’aspect des paysages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 153-170 ACTIVITÉS p. 156-163 1. Des données de terrain 2. L’action de l’eau sur la marne 3. L’action de l’eau sur le calcaire 4. L’action de l’eau sur le granite SCIENCES MAG p. 166-167 La science au secours des vieilles pierres Géologie et curiosités naturelles GÉOLOGIE ET TECHNIQUES GÉOLOGIE ET NATURE 10. Les roches, mémoire des paysages anciens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .p. 171-190 ACTIVITÉS 1. Le devenir des particules arrachées 2. Identifier les conditions de dépôt 3. Des traces de vie ancienne : les fossiles 4. La reconstitution d’un paysage ancien p. 174-181 SCIENCES MAG p. 184-187 GÉOLOGIE EN PRATIQUE Déterminer des fossiles GÉOLOGIE ET FICTION L’ambre, coffre-fort pour animaux POINT D’HISTOIRE Fossile ? Vous avez dit fossile ? A NNEXES CORRECTIONS DE CERTAINS EXERCICES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 192-193 FICHES MÉTHODE > Apprendre sa leçon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . > Utiliser une loupe binoculaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . > Utiliser un microscope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . > Lire, exploiter et construire un tableau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . > Lire, exploiter et construire un graphique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . > Construire un graphique à l’aide d’un ordinateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . > Réaliser un croquis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . > Réaliser un schéma fonctionnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . > Étudier un affleurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 194 p. 195 p. 196 p. 197 p. 198 p. 199 p. 200 p. 201 p. 202 LEXIQUE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 203-205 INDEX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p. 206-207 sommaire 7 SVT5_008_024 21/03/06 11:24 PARTIE Page 8 Respiration et des milieux de SVT5_008_024 21/03/06 11:24 Page 9 t occupation e vie Respirer : des échanges avec le milieu de vie P. 11 à 24 Respirer dans différents milieux de vie P. 25 à 42 Respiration et occupation des milieux de vie P. 43 à 57 9 SVT5_CHAP01 12/07/06 12:49 Page 10 POUR PRENDRE UN BON DÉPART… PARTIE Dans l’eau Pour 1 litre d’eau Diazote 122,5 mL Dioxygène 7 mL Dioxyde de carbone À la surface de la Lune, il n’y a pas d’air. Pour y survivre, l’homme doit disposer d’une réserve d’air sous son scaphandre. À quoi sert cette réserve d’air ? 0,3 mL L’eau contient du diazote, du dioxygène et du dioxyde de carbone. La photographie permet-elle de déceler la présence de ces éléments ? Dans l’air Diazote Pour 1 litre d’air sec* 790,2 mL Dioxygène 208 mL Dioxyde de carbone 0,3 mL * L’eau est en quantité très variable dans l’air : entre 0,5 et 6 L pour 100 L d’air. Elle est présente sous forme de vapeur (gaz). L’air que l’on respire enveloppe la Terre jusqu’à une altitude de plusieurs dizaines de kilomètres : c’est l’atmosphère. L’air est une matière qui contient diverses substances chimiques : du diazote, du dioxygène, du dioxyde de carbone et, en quantité variable, de l’eau. Quelles relations existe-t-il entre ces substances et les êtres vivants qui peuplent la Terre ? 10 SVT5_008_024 21/03/06 11:24 Page 11 Respirer : des échanges avec le milieu de vie 1 Montrer qu’un être vivant respire, c’est… ● ● mettre en évidence qu’il réalise, en permanence, des échanges avec son environnement identifier les substances qui sont échangées SVT5_008_024 21/03/06 11:24 Page 12 O pour s’interroger bserver Ces photographies présentent quelques êtres vivants dans leurs milieux de vie. Elles permettent de repérer des signes qui indiquent que ces êtres vivants respirent. Narines ouvertes a b es Narin s e fermé Dans l’air, la grenouille ouvre puis ferme régulièrement ses narines. Tortues marines échouées sur une plage de l’Atlantique. Leurs nageoires prises dans le cordage d’un filet de pêche, elles n’ont pu remonter à la surface pour renouveler leurs réserves d’air et sont mortes noyées ! 12 SVT5_008_024 21/03/06 11:24 Page 13 Le criquet possède de petits c orifices situés sur les côtés de son corps. Ces orifices semblent ouverts en permanence au contact de l’air. d Vivant en permanence sous l’eau, ce poisson ouvre et ferme la bouche et écarte puis referme ses ouïes. e Lorsqu’elle est dans l’eau de mer, la palourde ouvre sa coquille et laisse sortir deux tubes terminés par deux orifices. ? Comment peut-on reconnaître qu’un être vivant respire ? Chapitre 1 ● Respirer : des échanges avec le milieu de vie 13 SVT5_CHAP01 29/03/06 A 15:51 Page 14 ctivité Exploitation de documents 1. Respirer dans l’air Une grenouille, une tortue... semblent respirer dans l’air. Pour un criquet, cela est moins évident. Comment vérifier qu’un être vivant respire dans l’air ? 1. Une expérience Constat Lorsqu’une grenouille est au contact de l’air, ses narines s’ouvrent et se ferment, ce qui suggère des entrées et des sorties d’air. MINI-DICO ✸ Hypothèse : n.f., solution provisoire à un problème et que l’on cherche à valider. ✸ Montage témoin : montage servant de référence lors d’une expérience. Hypothèse On peut émettre l’hypothèse suivante : « Lorsqu’un être qui vit dans l’air respire, la composition de l’air qu’il prélève est différente de celle de l’air qu’il rejette. » Principe de l’expérience Pour tester cette hypothèse, on cherche à montrer que lorsqu’un être vivant respire dans un bocal fermé, l’air contenu dans ce bocal subit des modifications. On rappelle que l’air contient du dioxygène, du dioxyde de carbone et du diazote. Pour cela, un matériel d’expérimentation a été réuni (doc. a et b). ✸ Respiration : n.f., prélèvement Dioxyde de carbone de dioxygène et rejet de dioxyde de carbone dans le milieu de vie. Pistes de travail 1. Rappelez avec vos propres mots ce que l’on cherche à montrer (C). 2. Comparez, dans le cas de la grenouille, la composition de l’air contenu dans le bocal, au début de l’expérience puis à la fin (I). 3. Indiquez si ce résultat vérifie ou non l’hypothèse de départ (Ra). 4. Précisez à quoi sert l’expérience effectuée avec le bocal sans grenouille (Ra). 5. Pour conclure. Rédigez une phrase indiquant comment on peut identifier la respiration d’un être vivant comme la grenouille (Ra, C). 14 Capteur de dioxygène Eau de chaux Console a L’oxymètre est un appareil qui permet de mesurer la quantité de dioxygène. Composé d’un capteur de dioxygène, d’un écran affichant les mesures, il peut aussi être relié, comme ici, à une console portable ou à un ordinateur. b L’eau de chaux est un liquide limpide qui se trouble en présence de dioxyde de carbone. SVT5_008_024 21/03/06 11:24 Page 15 2. Le dispositif expérimental Console Bocal fermé avec grenouille Capteur de dioxygène Tube avec eau de chaux Dispositif expérimental. L’être vivant, ici une grenouille, est placé dans le bocal fermé. Un oxymètre mesure la quantité de dioxygène dans le bocal en début et en fin d’expérience. Un tube à essai contenant de l’eau de chaux permet de repérer la présence de dioxyde de carbone. Le montage sans animal est appelé « montage témoin ». 3. Des exemples de résultats Être vivant placé dans le bocal Quantité de dioxygène dans l’enceinte (en %) au début 15 minutes de l’expérience plus tard Aspect de l’eau de chaux au début de l’expérience 15 minutes plus tard Grenouille 20,9 18,4 limpide trouble Souris 20,9 18,2 limpide trouble Criquet 20,9 20,0 limpide trouble Ver de terre 20,9 20,3 limpide trouble Asticot 20,9 20,4 limpide trouble Endive 20,9 20,1 limpide trouble Chou-fleur 20,9 20,2 limpide trouble Champignon 20,9 20,4 limpide trouble Aucun être vivant 20,9 20,9 limpide limpide Mesures effectuées pour différents êtres vivants, en début puis en fin d’expérience. Chapitre 1 ● Respirer : des échanges avec le milieu de vie 15 SVT5_008_024 21/03/06 A 11:24 Page 16 ctivité Réalisation pratique 2. Montrer qu’un être vivant respire dans l’eau Lorsqu’il respire dans l’air, un être vivant échange du dioxygène et du dioxyde de carbone avec son milieu de vie. Comment montrer, expérimentalement, qu’un être vivant respire dans l’eau ? 1. Principe de l’expérience Hypothèse L’hypothèse que l’on cherche à valider est la suivante : « Un poisson, qui vit dans l’eau, prélève du dioxygène et rejette du dioxyde de carbone. » MINI-DICO ✸ Montage témoin : montage servant de référence dans une expérience. ✸ Protocole : n.m., enchaînement des manipulations à effectuer pour tester une hypothèse. Pistes de travail 1. Identifiez chaque élément présent sur la photographie du dispositif expérimental et expliquez son rôle (I). 2. Comparez les quantités de dioxygène et de dioxyde de carbone contenues dans l’eau du bocal du poisson, au début et à la fin de l’expérience, puis indiquez l’évolution de ces quantités au cours de cette expérience (Ra). 3. Rédigez une phrase pour indiquer par quels moyens on peut démontrer qu’un être vivant respire dans l’eau (C). 4. Pour conclure. Précisez si ce résultat vérifie ou non l’hypothèse de départ (Ra). 16 Matériel utilisé Pour tester cette hypothèse, on conçoit un protocole utilisant le matériel suivant, sans oublier de faire un montage témoin : - un bocal avec un couvercle ; - un oxymètre pour mesurer la quantité de dioxygène dans l’eau du bocal; - un tube à essai contenant du rouge de crésol pour détecter la présence de dioxyde de carbone et une seringue pour prélever l’eau du bocal ; - un être vivant, animal ou végétal, dont le milieu de vie est aquatique. Dispositif expérimental - Il convient de régler le capteur sur « mesure effectuée dans l’eau ». - On ne peut placer le poisson dans l’eau de chaux, qui est toxique.Aussi, on utilise pour rechercher la présence de dioxyde de carbone dans l’eau du bocal du rouge de crésol, qui jaunit en présence de dioxyde de carbone. SVT5_008_024 21/03/06 11:24 Page 17 2. Exemples de résultats Pour obtenir ces résultats, on a suivi le protocole ci-dessous : Début 15 minutes après - un être vivant a été placé dans un bocal rempli d’eau et fermé ; - la quantité de dioxygène présente dans l’eau a été mesurée au début de l’expérience puis 15 minutes plus tard ; - la présence de dioxyde de carbone dans l’eau a été recherchée au début, puis à la fin de l’expérience ; a Quantités de dioxygène dans l’eau, au début de l’expérience puis 15 minutes plus tard. - un montage témoin a été réalisé. Recherche du dioxyde de carbone b dans l’eau, au début de l’expérience puis 15 minutes plus tard. Être vivant placé dans le bocal Début Quantité de dioxygène dans le bocal (en mg/L) 15 minutes après Couleur du rouge de crésol au début de l’expérience 15 minutes plus tard au début de l’expérience 15 minutes plus tard Poisson 9,0 7,4 rouge jaune Moule d’eau douce 9,0 8,4 rouge jaune Écrevisse 9,0 8,1 rouge jaune Plante aquatique (racine) 9,0 8,4 rouge jaune Aucun être vivant 9,0 9,0 rouge rouge c Résultats obtenus avec différents organismes qui vivent dans l’eau et pour le montage témoin (aucun être vivant). Chapitre 1 ● Respirer : des échanges avec le milieu de vie 17 SVT5_008_024 21/03/06 11:24 Page 18 B ilan CHAPITRE 1 ● Respirer : des échanges avec le milieu de vie Activité 1 La respiration d’un être vivant dans l’air Qu’il soit animal, végétal ou champignon, un être vivant échange avec l’air qui l’entoure des gaz respiratoires : - il prélève du dioxygène ; - il rejette du dioxyde de carbone. ● Ces échanges sont permanents. Ils indiquent la respiration des êtres vivants dans leur milieu de vie. ● On dit qu’un être vivant qui prélève le dioxygène de l’air a une respiration aérienne. ● identifier les étapes d’une démarche expérimentale ● exploiter des résultats expérimentaux ● Activité 2 La respiration d’un être vivant dans l’eau Les êtres qui vivent en milieu aquatique peuvent échanger avec l’eau qui les entoure le dioxygène et le dioxyde de carbone qui y sont présents. ● Leur respiration est permanente et se traduit ici encore par un prélèvement de dioxygène et un rejet de dioxyde de carbone. ● On dit qu’un animal ou un végétal qui prélève le dioxygène présent dans l’eau a une respiration aquatique. ● comprendre un dispositif expérimental ● appliquer un protocole pour vérifier une hypothèse ● 18 SVT5_CHAP01 13/07/06 11:56 Page 19 Je retiens L’essentiel ● ● La respiration est un double échange de gaz avec le milieu de vie : - du dioxygène est prélevé ; - du dioxyde de carbone est rejeté. Les mots importants ✸ gaz respiratoire ✸ échange gazeux ✸ dioxygène Les animaux, les végétaux et les champignons respirent. Les êtres vivants à respiration aérienne prélèvent le dioxygène gazeux dans l’air, les êtres vivants à respiration aquatique prélèvent le dioxygène présent dans l’eau. ● ✸ dioxyde de carbone ✸ respiration ✸ respiration aérienne ✸ respiration aquatique Le schéma bilan Air Air Être vivant Sol Être vivant Eau Eau Prélèvement de dioxygène Rejet de dioxyde de carbone Chapitre 1 ● Respirer : des échanges avec le milieu de vie 19 SVT5_CHAP01 22/03/06 9:26 Page 20 POINT D’HISTOIRE La composition de l’air De quoi est composé l’air que nous respirons ? C’est un Français, Antoine-Laurent de Lavoisier, qui, le premier, apporta une réponse à cette question. Sur le net… ◗ des mots clés : Lavoisier, composition de l’air, oxygène, air ◗ des sites sur A.-L. de Lavoisier : www.infoscience.fr/histoire/portrait/ lavoisier.html > un court article mais bien résumé de la vie et des travaux de ce chimiste français du XVIIIe http://historyofscience.free.fr/ComiteLavoisier > un site très complet sur Lavoisier avec de nombreuses références et documents www.histscience.univ-paris1.fr/ i-corpus/lavoisier > les œuvres complètes de Lavoisier, numérisées 20 La phrase « Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme » aurait rendu célèbre le chimiste français AntoineLaurent de Lavoisier (1743-1794). Parmi tous ses travaux, une expérience lui permet de faire l’analyse de l’air et d’identifier le dioxygène et le diazote. « J’ai renfermé dans une cornue du mercure très pur et de l’air commun. J’ai allumé un feu dans le fourneau et je l’ai entretenu continuellement pendant douze jours. Le second jour, j’ai commencé à voir nager à la surface du mercure de petites parcelles rouges qui ont augmenté en nombre et en volume, après quoi elles ont cessé de grossir et sont restées absolument dans le même état. Lorsque l’opération a été finie, le volume d’air avait diminué du cinquième. » Lavoisier pensa que ces parcelles rouges (rouille de mercure) résultaient d’une réaction chimique entre le mercure et un constituant «actif» de l’air. Puis il étudia le gaz restant : « L’air qui reste dans la cloche après cette expérience est dans l’état de mofette, c’est-à-dire impropre à la respiration des animaux et incapable d’entretenir la combustion d’une bougie. » D’où la conclusion de Lavoisier : « L’air commun que nous respirons est un mélange d’air à l’état de mofette et d’air vital. » Il venait de découvrir le diazote (« état de mofette ») et le dioxygène (« air vital »). SVT5_CHAP01 22/03/06 9:26 Page 21 BIOLOGIE EN PRATIQUE Quand la chimie s’invite en SVT ! Pour montrer que l’eau contient du dioxygène, les chimistes et les biologistes n’utilisent pas les mêmes arguments. Voici deux expériences à faire chez toi. Qu’en pensent les chimistes ? Les chimistes vous diront que l’oxygène n’est pas un gaz : c’est un élément chimique qui s’assemble pour former des molécules de dioxygène… et que cette molécule peut se retrouver sous l’état d’un gaz, d’un solide ou d’un liquide. Dans l’eau, il n’est pas gazeux mais dissous : les molécules de dioxygène sont dispersées parmi de très nombreuses molécules d’eau. Dans l’air, elles sont dispersées avec d’autres molécules dans le vide : le dioxygène y est gazeux. L’expression « gaz dissous » dans l’eau est donc impropre, même si elle est couramment utilisée. Comment montrer qu’il y a du dioxygène dans l’eau ? Voici deux expériences faciles à réaliser. La première montre qu’il y a bien des « gaz » présents dans l’eau, mais ne dit pas lesquels. La seconde révèle la présence de dioxygène. EXPÉRIENCE 1 Existe-t-il des « gaz » dans l’eau ? ● Remplis un bocal d’eau. Place dans le bouchon un petit tube surmonté par un petit ballon de baudruche vide attaché, par un élastique. ● ● Chauffe le bocal doucement (la température ne doit pas dépasser 70/80 °C) et observe. Bouchon traversé par un petit tube Ballon dégonflé EXPÉRIENCE 2 L’eau contient-elle du dioxygène ? ● Fais bouillir de l’eau dans un bocal avec l’aide d’un adulte. De très nombreuses bulles apparaissent et remontent à la surface.Au bout de quelques minutes, le dégagement gazeux cesse. Place un couvercle sur le bocal et laisse refroidir. Quand l’eau est froide, mets un clou en fer, referme immédiatement le couvercle et laisse faire pendant quelques jours. Observe. ● Refais la même manipulation mais en utilisant de l’eau non bouillie. N’oublie pas de mettre un couvercle. Compare les résultats. RAPPEL : c’est au contact de l’air… et du dioxygène qu’il contient, que le fer rouille ! Bocal avec eau Couvercle Casserole avec eau chaude (70 à 80 °C) Eau refroidie Clous Bocal rempli d'eau Chapitre 1 ● Respirer : des échanges avec le milieu de vie 21 SVT5_008_024 21/03/06 E 11:24 Page 22 xercices Pour apprendre sa leçon voir fiche p. 194 a Réécris les mots : dioxygène, dioxyde de carbone. b Donne, oralement puis par écrit, la définition de chacun de ces mots. c Explique oralement les mots ou expressions : respiration aérienne, respiration aquatique. d Construis une phrase avec chacune de ces suites de mots ou expressions : - phrase 1 : échanges respiratoires, être vivant, milieu de vie, réaliser ; - phrase 2 : dioxygène, milieu de vie, animal, respiration, prélever ; - phrase 3 : dioxyde de carbone, milieu de vie, animal, respiration, rejeter. Pour appliquer ses connaissances (I) : s’informer (Ra) : raisonner (Re) : réaliser (C) : communiquer 1. Le mot caché Objectif : Utiliser des définitions 1. Devenir du dioxyde de carbone au cours de la respiration. 2. Est troublée par le dioxyde de carbone. 3. Petit mammifère au museau pointu et aux grandes oreilles garnies de poils. 4. L’oxymètre en est un. 5. Contient du dioxygène, du diazote et du dioxyde de carbone. 6. Devenir du dioxygène au cours de la respiration. 7. Entre un être vivant et son milieu de vie. 8. Est testée au cours d’une démarche expérimentale. 9. C’est un gaz respiratoire. 10. Suite de manipulations qu’on réalise pour tester une hypothèse. 11. Sans ce montage, on ne peut pas exploiter des résultats expérimentaux. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 QUESTION correction p. 192-193 11 Recopiez la grille ci-dessus et placez les mots correspondant aux définitions proposées. Vous découvrirez alors le mot caché. 2. Les vers de terre respirent-ils ? Objectif : Réaliser un dispositif expérimental On cherche à démontrer que les vers de terre respirent. Pour cela, on dispose d’un oxymètre, de petits flacons, d’eau de chaux, d’enceintes avec couvercle et de quelques vers de terre. POUR 22 ▲ (C) Réalisez un schéma du dispositif expérimental permettant de tester l’hypothèse : «Les vers de terre échangent du dioxygène et du dioxyde de carbone avec le milieu extérieur. » ▲ ▲ QUESTION RÉUSSIR Prévois l’expérience témoin. Utilise tout le matériel mis à ta disposition. Indique sur le schéma les légendes et le titre. SVT5_008_024 21/03/06 11:24 Page 23 3. La respiration d’un triton Objectif : Exploiter des résultats expérimentaux Le triton est un amphibien qui vit en permanence dans l’eau. Pour étudier sa respiration, on place un triton dans un petit aquarium dans lequel plonge un oxymètre. Au temps t = 0, on lit la valeur affichée par l’oxymètre et on prélève de l’eau dans l’aquarium pour faire un test à l’eau de chaux. On recommence les mêmes opérations 25 minutes plus tard. Résultats Temps Valeurs données par l’oxymètre (en mg/L) Résultats du test à l’eau de chaux t=0 8,8 limpide t = 25 min 7,2 trouble QUESTIONS POUR RÉUSSIR ▲ Apprends la définition précise de la respiration. ▲ 1. (I) Indiquez l’évolution de la quantité de dioxygène présent dans l’eau entre 0 et 25 minutes. 2. (Ra) Ce résultat permet-il à lui seul de conclure à une respiration du triton ? Expliquez votre réponse. 3. (C) Précisez l’intérêt d’avoir réalisé un test à l’eau de chaux. 4. (Ra, C) Ce résultat ne permet pas de conclure que le trouble constaté est dû à la présence du triton. Critiquez le protocole expérimental présenté et complétez-le pour que l’on puisse conclure à une respiration aquatique du triton. Indique ce qui a été oublié dans le protocole expérimental. 4. La respiration du poisson Objectifs : Comprendre un dispositif expérimental, exploiter ses résultats On place un poisson dans un bocal A. On mesure, pendant 30 minutes à l’aide d’un capteur de dioxygène, la quantité de dioxygène présent dans l’eau. On réalise en même temps une autre expérience, dans un bocal B sans poisson. Les résultats sont regroupés dans le tableau ci-dessous. 7,8 0 7,5 7,8 15 7,2 7,8 20 7 7,8 25 6,8 7,8 30 QUESTIONS 1. (I) Précisez l’hypothèse qui a conduit à réaliser l’expérience. 2. (C) Schématisez les deux bocaux avec leurs contenus. 3. (Ra) Expliquez le rôle de l’expérience avec le bocal B. 4. (Ra) Validez ou non l’hypothèse d’après les résultats. POUR RÉUSSIR Fais une hypothèse sur la nature du gaz prélevé. Dessine avec soin les deux expériences. Lis bien les conditions de l’expérience pour répondre à la question 3. ▲ 7,8 ▲ Temps écoulé (en min) ▲ Dioxygène présent en B (en mg/L) ▲ Dioxygène présent en A (en mg/L) Propose une conclusion logique. Chapitre 1 ● Respirer : des échanges avec le milieu de vie 23 SVT5_008_024 21/03/06 E 11:24 Page 24 xercices Pour approfondir (I) : s’informer (Ra) : raisonner (Re) : réaliser (C) : communiquer 5. Des échanges gazeux chez l’asticot Objectif : Comprendre un dispositif expérimental, exploiter ses résultats Pour tester l’hypothèse : « Les asticots réalisent des échanges gazeux avec le milieu extérieur », et rechercher la nature des gaz éventuellement échangés, on prépare le dispositif expérimental ci-contre. Trente minutes plus tard, on photographie ce dispositif. Asticots vivants QUESTIONS correction p. 192-193 1. (Ra) En utilisant vos connaissances, indiquez les résultats prévisibles de cette expérience. 2. (I, Ra) Expliquez en quoi le montage A permet d’atteindre ces résultats. 3. (I, Ra) Précisez l’intérêt du montage B. Grille fine Eau colorée Eau colorée Eau de chaux limpide Début de l'expérience (temps t) Fin de l'expérience (temps t + 30 min) La montée du liquide dans un tube indique une consommation d'un gaz dans l'éprouvette en communication avec ce tube. ★ 6. Les champignons respirent-ils ? Objectif : Comprendre une démarche expérimentale Pour savoir si les champignons respirent, une expérience est réalisée (voir schémas). Au bout d’une heure, le rouge de crésol est devenu jaune dans le montage expérimental et est resté rouge dans le montage témoin. Bouchon Champignons Grillage Rouge de crésol Expérience (début) 24 Montage témoin QUESTIONS 1. (Ra) Indiquez quelle hypothèse est testée dans cette expérience. 2. (Ra, C) Cette expérience ne suffit pas à montrer que les champignons respirent. a. Indiquez ce que les biologistes doivent aussi montrer. b. Dessinez le montage expérimental qui permettrait de le montrer. 3. (Ra) Sachant que les champignons prélèvent du dioxygène dans l’air, concluez en précisant si les champignons respirent.
